船舶空调系统及设备

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,船舶辅机,一、船舶空调系统的分类,集中式和半集中式船舶空调装置根据其调节方法的不同主要有以下几种形式。,1集中式单风管系统,2区域再热式单风管系统,3末端再处理式单风管系统,4双风管系统,第三节 船舶空调系统及设备,1集中式单风管系统,在这种系统中，送风由中央空调器统一处理，然后通过单风管送到各个舱室，如图124所示。由于各舱室的送风参数相同，所以对各舱室空气参数的个别调节就只能靠改变布风器风门的开度，即改变送风量来实现。这种系统比较简单，初置费较低，在货船上用得最普遍。但因采用变量调节，调节幅度不宜过大，否则难以保证舱室的新风供给量和室内空气参数基本相等，此外，调节时还会对其它舱室的送风量产生干扰。,2区域再热,District Reheat,式单风管系统,这种系统是将中央空调器统一处理后的空气，由设在空调器分配室各隔离室内或主风管内的,二次换热器,对送风进行再加热，即对送风温度作进一步调节，然后再用单风管送至各个舱室。,这种系统对热负荷(绝对值)较小的舱室可少进行或不进行再加热(即采用较小的送风温差)，故一般可不必把送风量过分调小。,新风,回风,混合室,风机,冷却器,预热器,空气,不处理,再热器,3末端再处理式单风管系统,这种系统除在中央空调器中对送风作统一处理外，还在各舱室的布风器内设,末端换热器,，对送风进行末端再处理。,末端再处理的方式通常有两种。,一种是,末端电再热式,，即在布风器内设电加热器j冬季改变加热电阻的阻值进行变质调节，空调器将送风只加热到能满足热负荷较低的舱室对室温的最低要求即可，一般为2030，夏季则只能做变量调节，送风温度为1115。这种方法所花费用不多，管理也较简单，常在低温海域航行的货船多有使用。,另一种是,末端水换热式,，即在布风器内设水换热器，冬季通以热水，夏季则通以冷水，如图125所示。这种系统冬、夏都可藉调节水量实现变质调节。取暖工况时送风温度约为1525；降温工况时约为1216。这种系统的空调器只需承担舱室的部分热、湿负荷，故送风量可比其它空调器减少1213，有的即可采用全新风。,4双风管系统,这种系统的中央空调器如图所示，由前、后两部分组成，一部分送风经空调器前部预处理后即经中间分配室送至舱室布风器，称为,一级送风,，而其余部分则经空调器后部再处理后经后分配室送至舱室布风器，称为,二级送风,。,这种系统能向舱室同时供送温度不同的两种空气，因此通过调节布风器两个风门的开度，改变两种送风的混合比，即可调节舱室温度，冬、夏都可变质调节，调节灵敏。虽然空调器和风管系统的重量和尺寸较大，但因不需设末端换热器，可采用较便宜的直布式布风器，故噪声低，管理简单，当布风器数量较多时总造价比末端再处理式低，较适合对空调性能要求高的客船。,在取暖工况时：,一级送风温度应控制在15左右，二级送风温度可视外界气候条件而定，一般在2943的范围内；,降温工况时：,一级送风温度为进风温度加风机温升(当不装预冷器时)，,二级风温度为1115。,双风管系统,冬季,夏季,集中式单风管,变量,区域再热式单风管,变量,末端电再热式,变质,变量,末端水换热式,变质,双风管,变质,结论：,问题：1.下列系统冬季、夏季都可变质调节的是：,(1)区域再热式单风管,(2)末端电再热式单风管,(3)双风管,(4)集中式单风管,2.下列空调系统夏季只能变量调节，冬季可变质调节的是：,(1)区域再热式单风管,(2)末端电再热式单风管,(3)双风管,(4)末端水再热式单风管,3.下列空调系统冬、夏季都只能变量调节的是：,(1)区域再热式单风管,(2)末端电再热式单风管,(3)双风管,(4)末端水再热式单风管,空调系统按送风管内空气流速的高低分为：,1低速系统,低速系统主风管内的风速不超过15ms，常用的风速范围为1015ms，进入各舱室送风支管的风速为48ms。由于风速低，风管阻力小，所以空调风机的风压不高，全风压约在12kPa以下；但低风速则要求风管截面增大，这使得风管尺寸、重量也随之增大，且为了减小风管所占的空间高度，截面需做成扁矩形，使得制造、安装和隔热包扎都较麻烦。,2高速系统,高速系统主风管内的风速在15ms以上，常用风速为25ms左右，有的高达30ms，送风支管风速约为815ms。由于风速高，可采用送风温差较大的诱导式送风，使送风量减小，故风管的尺寸和重量都可减小。高速系统多采用预隔热标准化圆风管及附件，既便于安装，又可降低成本。,二、中央空调器,Central Air Conditioner,中央空调器是集中式和半集中式空调装置对空气进行集中处理的设备。在货船上，它通常置于上层甲板后部的专门舱室空气调节站里，在客船上空调器数目较多，故多分布在全船各处。下图以单风管系统的中央空调器为例说明空调器的各组成部分及其工作情况。,1空气的吸入、过滤和消音,外界新风和空调舱室的回风分别经新风进口1和回风进口被风机3吸人。在新风和回风进口处装有铁丝网或百叶窗，以防吸入较大的异物。新风量和回风量的比例可用手动调风门2、4进行调节。,回风量和总风量之比称为回风比,，设计时已经确定。调风门的开度在空调装置调试时已按要求调好，一般情况不予变动。,空调通风机的静压应能克服空调器和送风系统的阻力，故采用风压较高、噪声较低的离心式通风机。高速系统可采用效率较高的后弯叶型风机，而低速系统因所需的风量较大，为减小风机尺寸多采用前弯叶型风机。,为降低空调器室的噪声，现在多将风机安装在空调器内。,由于,风机,工作时所产生的热量将使排出的空气温度升高，高速系统为了避免降温工况时送风温度过高，并有利于提高空气冷却器的蒸发温度，通常多把风机,布置在空调器的进口,，称为,压出式空调器,。,在低速系统里，由于风压较低，空气流经风机的温升较小，故可把风机,布置在空调器的出口,，以使空气能比较均匀地流过各换热器，称之为,吸入式空调器,。,风机,2空气的冷却和除湿,一般当外界气温高于25时，就应使空调装置按降温工况运行。,空气的冷却和除湿在空调器中是由空气冷却器和挡水板来完成的。,1新风进口状态点；,2回风进口状态点；,3新风，回风混合后的状态点：,4风机出口(空冷器进口)状态点；,5空冷器出口状态点；,6舱室送风状态点；,7室内空气状态点。,新风状态点为1，,回风状态点为2，,新风和回风在进风混合室内混合，混合后的状态点3在l一2两点的连线上。点3距新风状态点和回风状态点的距离与新风量C：和回风量G：成反比，即(31线段长)(32线段长),点4为空冷器进口状态点，,空冷器出口的空气状态点可取,100的饱和空气线上温度相当于冷却管壁温的0点与点4连线上的某点5。,45即为空气流过空冷器时的冷却减湿过程。,5-6 送风管虽包有隔热层，但也难免会有渗入热。因此，送风过程空气流过风管会有一定温升(一般为l15)，在图上由56过程表示。,67在舱内按舱室热湿比吸热、吸湿的过程。,7-2为回风在走廊的等湿吸热过程。,3.空气的加热,heating,和加湿,humidification,冬季外界空气,相对湿度很高,，但因温度低，实际,含湿量并不高,，因此冬季在空调器中除对空气加热外，还需要,加湿,。,加热方式,电加热,蒸汽加热,热水加热,阻汽器,凝水,热水井,加热器,饱和蒸汽,(0.20.5MPa),Steam Trap,加湿方式,蒸汽加湿,喷水加湿,电热加湿,加湿器应放置在加热器后,，因为此处空气温度高，相对湿度小，喷入的蒸汽(或水)容易被空气吸收，同时还可防止加湿器在进风温度太低时结冻，但应防止加湿过多造成舱内壁面结露。,问题：1.喷汽加湿过程空气温度(上升、基本不变、降低)？,2.喷水加湿过程送风温度(上升、不变、降低)？总焓值(上升、基本不变、降低)？,3.夏季，空气经过冷却器后含湿量(增大、减小)？相对湿度(增大、减小)？,4.冬季，气温较低时加湿阀开度应(增大、减小)？,5.冬季，气温升高到5,C以上，加湿阀应,(增大开度、减小开度、关闭)？,A.COP太低 B.热负荷过大,8.空调制冷装置蒸发压力不宜过低主要防止(),C.除湿量太大 D.结霜堵塞风道,A.COP太低 B.热负荷过大,6.室外气温不变，含湿量增大，空冷器显热负荷(增大、不变、减小)？潜热负荷(增大、减小)？,7.空气经过加热器后，相对湿度(增加、降低)？含湿量(上升、不变、降低)？,9.夏季工况空气流经()是不正确的。,C.挡水板是等温减湿 D.走廊回风是等湿升温,A.风机是等湿升温 B.冷却器是降温减湿,10.其它条件不变，空冷器壁温增高，则()。,C.含湿量不变 D.相对湿度减小,A.含湿量降低 B.含湿量增大,9.冬季工况空气()是不正确的。,C.喷水加湿是等温加湿 D.走廊回风是等湿降温,A.流经风机是等湿升温 B.流经加热器是等湿升温,11.冬季，新风与回风混合后含湿量(增加、不变、减小)。,12.夏季，新风与回风混合后焓值(增加、不变、减小)。,三、布风器,Air Distributor,舱室的送风是通过布风器送入的。,布风器应满足以下要求：,(1)能使送风与室内空气很好地混合，从而使室温均匀性好；,(2)能保持人的活动区内风速适宜；,(3)能单独进行调节；,(4)阻力和噪声较小；,(5)结构紧凑，外形美观，价格较低。,布风器按安装位置的不同分为顶式和壁式两类。,壁式布风器靠舱壁底部垂直安装，使用方便。,顶式布风器装在天花板上，不占舱室地面，艺术造型能与顶灯配合，起到装饰效果，所以，在船舶空调系统中采用较多。,(a)适用于天花板较平整的小舱室：,(b)适用于高诱导比的壁式布风器，,(c)适用于空间较大的舱室；,(d)适用于空气参数均匀性要求较高的舱室。,布风器按送风诱导作用的强弱可分为,直布式,和,诱导式,两类。,1、直布式布风器,直布式布风器是一种将送风直接送入舱室的布风器，其出口做成有利于送风气流扩散的形状，如喇叭形、格栅形等。直布式布风器的出口风速较低，一般为24ms，送风与室内空气混合较慢，所以送风温差不宜过大，一般在10以下。,直布式布风器,图为一种带电加热器的壁式诱导器。,它的特点是静压箱10中的静压较高，送风(称,一次风,)是通过许多小喷嘴9(约2646个)喷出，喷嘴的出风速度较高(一般可达2040ms)，能把很大一部分室内空气经外罩正面的进风栅4卷吸进来(称,二次风,)，混合后再从顶部出口格栅6吹出，送入室内.,2、诱导式布风器（简称诱导器）,二次风量G,2,(kgh)与一次风量G,1,(kgh)之比称为,诱导比,。由于气温变化不大，密度变化可以忽略，因此，诱导比：,G,2,/,G,1,V,2,/,V,1,一般诱导比为24较为经济，这时静压箱中的相应静压约为01505 kPa。,除阻力大外，诱导器的另一缺点是噪声较大，可达5055dB。此外，诱导器的价格也昂贵。因此，目前在商船上仍以采用直布式布风器为多。,诱导式布风器（简称诱导器）,问题：1.诱导式布风器与直布式布风器相比，优点是：A.低噪声 B.低风压 C.小风量,2.供给诱导器的风量为30m,3,/h，布风器出口总风量90m,3,/h，诱导比为()。,3.诱导器的喷嘴送风量为50m,3,/h，室内卷吸风量150m,3,/h，诱导比为()。,2,3,