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1、第三节船舶空调系统及设备,12-3-1 船舶空调系统的分类,1集中式单风管系统送风由中央空调器统一处理，用单风管送到各舱室各舱室送风参数相同，空气参数调节是改变送风量简单，初置费较低，货船用得最普遍,12-3-1 船舶空调系统的分类,因采用变量调节，调节幅度不宜过大调节时会对其它舱室送风量产生干扰,12-3-1 船舶空调系统的分类,2区域再热式单风管系统将中央空调器统一处理后的空气由分配室或主风管内的二次换热器对送风再加热再用单风管送至各个舱室热负荷较小舱室可不进行再加热舱室单独调节仍靠变量调节但调节幅度明显减小可解决几部分热湿比相差较大的舱室不得已列入同一空调区所带来的弊病,12-3-1 船
2、舶空调系统的分类,3末端再处理式单风管系统除中央空调器对送风作统一处理外还在各舱室布风器内设末端换热器末端再处理方式通常有两种末端电再热式（在布风器内设电加热器）冬季靠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满足热负荷较低舱室要求一般为2030夏季则只能做变量调节送风温度为1115所花费用不多，管理也较简单在低温海域航行的货船多有使用,12-3-1 船舶空调系统的分类,末端水换热式布风器内设水换热器冬季通热水夏季通冷水冬、夏都可藉调节水量实现变质调节空调器只承担舱室的部分热、湿负荷送风量比其它空调器减少1213有的可采用全新风性能较好，造价较高，管理也较麻烦，实际应用较少,12-3-
3、1 船舶空调系统的分类,4双风管系统中央空调器由前、后两部分组成一部分送风经空调器预处理后即送至舱室，称一级送风其余部分则经再处理后经后送至舱室，称二级送风通过调节布风器两个风门开度，改变送风混合比，即可调节舱室温度,12-3-1 船舶空调系统的分类,冬、夏都可变质调节，调节灵敏空调器和风管系统的重量和尺寸较大不需设末端换热器可用较便宜的直布式布风器，故噪声低，管理简单适合对空调性能要求高的客船,12-3-1 船舶空调系统的分类,空调系统按送风管内空气流速高低分为：1低速系统主风管内风速不超过15ms常用的风速范围为1015ms送风支管的风速为48ms由于风速低，风管阻力小，风机风压不高但低风
4、速则要求风管截面增大这使得风管尺寸、重量也随之增大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,12-3-1 船舶空调系统的分类,2高速系统主风管内风速在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可用送风温差较大的诱导式送风使送风量减小，风管尺寸和重量都减小用标准化圆风管及附件，便于安装，又降低成本缺点：(1)风管阻力大，风机功率较大,高风压使空气温度升高,增加热负荷(2)噪声大。许多船舶采用主风管风速在15ms的中速系统,12-3-2 中央空调器,对空气进行集中处理的设备通常置于上层甲板后部的专门舱室1空气的吸入、过滤和消音新
5、风和回风经新风进口1和回风进口被风机3吸入在新、回风口处装有铁丝滤网新风量和回风量的比例可用调风门2、4调节回风量和总风量之比称为回风比采用离心式通风机高速系统用效率较高的后弯叶型风机低速系统用前弯叶型风机,12-3-2 中央空调器,12-3-2 中央空调器,高速系统风机布置在空调器进口（压出式空调器）避免风机产生热量使排出空气温度升高利于提高空气冷却器的蒸发温度低速系统风机布置在空调器出口（吸入式空调器）使空气比较均匀地流过换热器空气滤器滤除空气中的灰尘，净化舱室送风保持空气换热器表面清洁，避免降低换热的效果常用斜置抽屉式过滤元件（增大面积，降低阻力）风机出口设有消音室15利用风道截面积突然
6、改变，使气流低频噪声消减空调器内壁的多孔性吸声材料使高频噪声消减,12-3-2 中央空调器,2空气的冷却和除湿当外界气温高于25时空调装置按降温工况运行空气的冷却和除湿由空气冷却器和挡水板来完成空气冷却器由蛇形肋片管构成图示为直接蒸发式空气冷却器,12-3-2 中央空调器,空冷器管壁温度一般都低于空气露点对空气冷却时有除湿作用管壁温度越低，除湿作用越大应避免管壁结霜，以免妨碍空气流动冷却器管壁温度不能低于0空调采用直接蒸发方式时冷剂蒸发温度多为07,12-3-2 中央空调器,空冷器壁面结露产生的凝水沿管外肋片下流汇集在底部承水盘中然后沿泄水管排走泄水管出口设有U形水封以防非降温工况时空气泄漏为
7、防止凝水被携入风管中在空冷器后设有挡水板挡水板由许多曲板1组成空气流过时气流方向不断改变所携带水滴碰撞到曲板上然后落到承水盘2中泄出曲板出口弯成挡水沟4用以挡住水滴,12-3-2-2 空气的冷却和除湿,降温工况空气参数变化过程新风状态点为1回风状态点为2新风和回风混合后状态点3在12两点的连线上点3距新风状态点和回风状态点的距离与新风量G1和回风量G2成反比(3-1线段)(3-2线段)G2Gl3-4为经过风机时等湿加热过程点4为空冷器进口状态点,2,1,3,12-3-2-2 空气的冷却和除湿,空冷器出口的空气状态点可取=100饱和空气线上温度(冷却管壁温)的0点与点4连线上的某点5冷却越充分，
8、点5越靠近点04-5为流过空冷器的冷却减湿过程送风过程空气流过风管会有一定温升，在图上由56过程表示,2,1,3,4,5,6,12-3-2-2 空气的冷却和除湿,6-7为空气在舱内按舱室吸热、吸湿的过程72为回风在走廊里的等湿吸热过程空调器热负荷包括舱室全热负荷(约占40以上)送风过程吸热回风过程吸热风机热新风全热负荷(将进风降温至回风状态，3050),6,7,2,12-3-2-2 空气的冷却和除湿,降温工况空冷器热负荷为：QV(h4-h5)空调器热负荷又可分为显热负荷在舱外气温高、舱室显热负荷较大时，空调器的显热负荷增大潜热负荷当舱室湿负荷较大或舱外空气的含湿量较大时，空调器潜热负荷增加增加
9、回风量使点3靠近点2可相应减小新风的全热负荷,12-3-2-3 空气的加热和加湿,当外界气温低于15时应使空调装置按取暖工况运行加热和加湿由空气加热器和加湿器完成空气加热可采用电加热蒸气加热船用集中式空调器多使用蒸气加热加热蒸汽用表压为0.20.5Mp的饱和蒸汽热水加热间接冷却式空调系统在取暖工况加热蒸汽的凝水经出口阻汽器流回热水井阻汽器只允许凝水流过,12-3-2-3 空气的加热和加湿,在冬季外界空气相对湿度虽然很高(90以上)但因温度低，所以实际含湿量并不高因此，还需要加湿加湿可采用蒸汽加湿船用集中式空调器采用蒸汽加湿的较多喷水加湿电热加湿器,12-3-2-3 空气的加热和加湿,最简单的加
10、湿器一根镀锌钢管在迎风方向开有两排 直径为12mm的蒸汽 喷孔图示出一种喷头式干式 蒸汽加湿器蒸汽按圆喷头切线方向供入，使蒸汽在喷头中旋转将其中的凝水甩出，并从泄掉使加入空气中的饱和蒸汽含水减小,12-3-2-3 空气的加热和加湿,加湿器放在加热器后较合适此处空气温度高，较小，蒸汽容易被吸收应防止加湿过多而造成舱内壁面的结露空调系统取暖工况空气参数变化过程如图外界新风(状态点1)和回风(状态点2)在混合室内混合后的状态点为3,3,1,2,12-3-2-3 空气的加热和加湿,3-4为流过风机等湿加热过程4-5为流过加热器等湿加热过程5-6为流过加湿器等温加湿过程(蒸汽加湿)6-7为送风管中等湿降
11、温过程7-8为舱内按舱室热湿比线降温吸湿的过程8-2为走廊回风等湿降温过程,4,1,3,5,6,7,8,2,12-3-2-3 空气的加热和加湿,取暖工况空调器热负荷包括舱室全热负荷送风热损失回风热损失新风热负荷(将进风加热加湿到回风状态)其中空气加热器承担显热负荷加湿器承担潜热负荷风机热可减轻加热器负荷增加回风量可减小全热负荷,4,1,3,12-3-3 布风器,布风器应满足以下要求：(1)使送风与室内空气很好地混合，使室温均匀(2)能保持入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装在天花板上，不占舱室地面，采用较
12、多壁式靠舱壁底部垂直安装使用方便,12-3-3 布风器,室内温度和湿度是否均匀与室内空气的流动状况有关，而流动状况取决于布风器的型式出风口的位置舱室回风口的位置图示为布风器在舱室不同位置的空气流动状况(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；,12-3-3 布风器,图(c)适用于空间较大的舱室图(d)则适用于空气参数均匀性要求较高的舱室,12-3-3 布风器,布风器出风口以较大风速吹向舱室射流不断扩散并卷吸室内空气与之混合射流流程越长，混合效果越好射流最好能达到对面舱壁而射流较短(小送风量)，会使死区(滞流区)扩大死区通常出现在房间角落里在选用和布置布风器与回风口时
13、应使回流区和回旋区发生于人们经常活动的区域尽量缩小死区同时不使射流区扩大到人的活动区，因为射流区风速较高，直接吹到人身上会使人感到不舒适,12-3-3-1 直布式布风器,将送风直接送入舱室出口形状利于气流扩散如喇叭形、格栅形等出口风速较低，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以下价格较低，送风阻力小，噪声也低设有调风门，有末端换热器时，还有调温旋钮,12-3-3-1 直布式布风器,图为一种单风管直布式布风器，属锥形扩散式进风管1通入处设有容积较大的消音箱5有可使风门2升降以调节风量的调节旋钮6颈部风速可从2ms直至10ms，有一定诱导作用故送风温差可提高到10左
14、右其阻力在直布式布风器中也稍大，约为150300Pa,12-3-3-1 直布式布风器,图为双风管空调系统采用的一种顶式直布式布风器两种温度不同的送风分别由两根送风管4、5送入在消音室6中混合从挡风板周围的缝隙中吹出通过调节旋钮1联动操纵风门2、3对舱室空气温度进行调节也可分设两个调节旋钮分别调节两种送风的风量从而使调节幅度更大,12-3-3-2 诱导式布风器,简称诱导器图示为一种带电加热器的壁式诱导器特点：静压箱10中的静压较高送风(称一次风)通过许多小喷嘴9喷出喷嘴出风速度较高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,12-3-3-
15、2 诱导式布风器,二次风量G2与一次风量G1之比称为诱导比由于气温变化不大，变化可以忽略；因此，诱导比其诱导的室内空气越多可增大一次风送风温差，而不影响室温均匀性有利于减小风机的送风量和风管尺寸但提高会增加布风器阻力，需增大风机风压一般诱导比以24较为经济,12-3-3-2 诱导式布风器,诱导器设有调风旋钮用以调节送风管的风门开度，改变一次风量诱导器通常设有末端换热器它与二次风进行换热，传热温差较大比用于直布式布风器传热效果要好带末端换热器的诱导器设有调温旋钮改变换热器供水量或加热电阻实现舱温单独调节二次风常有灰尘，末端换热器易脏污，需定期清洁缺点：阻力大，噪声较大，价格较贵商船上仍以采用直布式布风器为多,
