第三節(jié)船舶空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備.ppt

1、第三節(jié) 船舶空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,1集中式單風(fēng)管系統(tǒng) 送風(fēng)由中央空調(diào)器統(tǒng)一處理，用單風(fēng)管送到各艙室 各艙室送風(fēng)參數(shù)相同，空氣參數(shù)調(diào)節(jié)是改變送風(fēng)量 簡(jiǎn)單，初置費(fèi)較低，貨船用得最普遍,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,因采用變量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)幅度不宜過大 調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)對(duì)其它艙室送風(fēng)量產(chǎn)生干擾,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,2區(qū)域再熱式單風(fēng)管系統(tǒng) 將中央空調(diào)器統(tǒng)一處理后的空氣 由分配室或主風(fēng)管內(nèi)的二次換熱器對(duì)送風(fēng)再加熱 再用單風(fēng)管送至各個(gè)艙室 熱負(fù)荷較小艙室可不進(jìn)行再加熱 艙室單獨(dú)調(diào)節(jié)仍靠變量調(diào)節(jié) 但調(diào)節(jié)幅度明顯減小 可解決幾部分熱濕比相差較大的艙室不得已列入同一空調(diào)區(qū)所帶來

2、的弊病,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,3末端再處理式單風(fēng)管系統(tǒng) 除中央空調(diào)器對(duì)送風(fēng)作統(tǒng)一處理外 還在各艙室布風(fēng)器內(nèi)設(shè)末端換熱器 末端再處理方式通常有兩種 末端電再熱式（在布風(fēng)器內(nèi)設(shè)電加熱器） 冬季靠改變加熱電阻的阻值進(jìn)行變質(zhì)調(diào)節(jié) 空調(diào)器將送風(fēng)只加熱到滿足熱負(fù)荷較低艙室要求 一般為2030 夏季則只能做變量調(diào)節(jié) 送風(fēng)溫度為1115 所花費(fèi)用不多，管理也較簡(jiǎn)單 在低溫海域航行的貨船多有使用,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,末端水換熱式 布風(fēng)器內(nèi)設(shè)水換熱器 冬季通熱水 夏季通冷水 冬、夏都可藉調(diào)節(jié)水量實(shí)現(xiàn)變質(zhì)調(diào)節(jié) 空調(diào)器只承擔(dān)艙室的部分熱、濕負(fù)荷 送風(fēng)量比其它空調(diào)器減少1213 有的可采用全新

3、風(fēng) 性能較好，造價(jià)較高，管理也較麻煩，實(shí)際應(yīng)用較少,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,4雙風(fēng)管系統(tǒng) 中央空調(diào)器由前、后兩部分組成 一部分送風(fēng)經(jīng)空調(diào)器預(yù)處理后即送至艙室，稱一級(jí)送風(fēng) 其余部分則經(jīng)再處理后經(jīng)后送至艙室，稱二級(jí)送風(fēng) 通過調(diào)節(jié)布風(fēng)器兩個(gè)風(fēng)門開度，改變送風(fēng)混合比，即可調(diào)節(jié)艙室溫度,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,冬、夏都可變質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)靈敏 空調(diào)器和風(fēng)管系統(tǒng)的重量和尺寸較大 不需設(shè)末端換熱器 可用較便宜的直布式布風(fēng)器，故噪聲低，管理簡(jiǎn)單 適合對(duì)空調(diào)性能要求高的客船,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,空調(diào)系統(tǒng)按送風(fēng)管內(nèi)空氣流速高低分為： 1低速系統(tǒng) 主風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速不超過15ms 常用的風(fēng)速

4、范圍為1015ms 送風(fēng)支管的風(fēng)速為48ms 由于風(fēng)速低，風(fēng)管阻力小，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不高 但低風(fēng)速則要求風(fēng)管截面增大 這使得風(fēng)管尺寸、重量也隨之增大 為了減小風(fēng)管所占的空間高度 截面需做成扁矩形 使得制造、安裝和隔熱包扎都較麻煩,12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類,2高速系統(tǒng) 主風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速在15ms以上 常用風(fēng)速為25ms左右, 有的高達(dá)30ms 送風(fēng)支管風(fēng)速約為815ms 可用送風(fēng)溫差較大的誘導(dǎo)式送風(fēng) 使送風(fēng)量減小，風(fēng)管尺寸和重量都減小 用標(biāo)準(zhǔn)化圓風(fēng)管及附件，便于安裝，又降低成本 缺點(diǎn)： (1)風(fēng)管阻力大，風(fēng)機(jī)功率較大, 高風(fēng)壓使空氣溫度升高, 增加熱負(fù)荷 (2)噪聲大。 許多船舶采用主風(fēng)管風(fēng)速在1

5、5ms的中速系統(tǒng),12-3-2 中央空調(diào)器,對(duì)空氣進(jìn)行集中處理的設(shè)備 通常置于上層甲板后部的專門艙室 1空氣的吸入、過濾和消音 新風(fēng)和回風(fēng)經(jīng)新風(fēng)進(jìn)口1和回風(fēng)進(jìn)口被風(fēng)機(jī)3吸入 在新、回風(fēng)口處裝有鐵絲濾網(wǎng) 新風(fēng)量和回風(fēng)量的比例可用調(diào)風(fēng)門2、4調(diào)節(jié) 回風(fēng)量和總風(fēng)量之比稱為回風(fēng)比 采用離心式通風(fēng)機(jī) 高速系統(tǒng)用效率較高的后彎葉型風(fēng)機(jī) 低速系統(tǒng)用前彎葉型風(fēng)機(jī),12-3-2 中央空調(diào)器,12-3-2 中央空調(diào)器,高速系統(tǒng)風(fēng)機(jī)布置在空調(diào)器進(jìn)口（壓出式空調(diào)器） 避免風(fēng)機(jī)產(chǎn)生熱量使排出空氣溫度升高 利于提高空氣冷卻器的蒸發(fā)溫度 低速系統(tǒng)風(fēng)機(jī)布置在空調(diào)器出口（吸入式空調(diào)器） 使空氣比較均勻地流過換熱器 空氣濾器 濾

6、除空氣中的灰塵，凈化艙室送風(fēng) 保持空氣換熱器表面清潔，避免降低換熱的效果 常用斜置抽屜式過濾元件（增大面積，降低阻力） 風(fēng)機(jī)出口設(shè)有消音室15 利用風(fēng)道截面積突然改變，使氣流低頻噪聲消減 空調(diào)器內(nèi)壁的多孔性吸聲材料使高頻噪聲消減,12-3-2 中央空調(diào)器,2空氣的冷卻和除濕 當(dāng)外界氣溫高于25時(shí) 空調(diào)裝置按降溫工況運(yùn)行 空氣的冷卻和除濕由空氣冷卻器和擋水板來完成 空氣冷卻器由蛇形肋片管構(gòu)成 圖示為直接蒸發(fā)式空氣冷卻器,12-3-2 中央空調(diào)器,空冷器管壁溫度一般都低于空氣露點(diǎn) 對(duì)空氣冷卻時(shí)有除濕作用 管壁溫度越低，除濕作用越大 應(yīng)避免管壁結(jié)霜，以免妨礙空氣流動(dòng) 冷卻器管壁溫度不能低于0 空調(diào)采

7、用直接蒸發(fā)方式時(shí) 冷劑蒸發(fā)溫度多為07,12-3-2 中央空調(diào)器,空冷器壁面結(jié)露產(chǎn)生的凝水沿管外肋片下流 匯集在底部承水盤中 然后沿泄水管排走 泄水管出口設(shè)有U形水封 以防非降溫工況時(shí)空氣泄漏 為防止凝水被攜入風(fēng)管中 在空冷器后設(shè)有擋水板 擋水板由許多曲板1組成 空氣流過時(shí)氣流方向不斷改變 所攜帶水滴碰撞到曲板上 然后落到承水盤2中泄出 曲板出口彎成擋水溝4 用以擋住水滴,12-3-2-2 空氣的冷卻和除濕,降溫工況空氣參數(shù)變化過程 新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)為1 回風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)為2 新風(fēng)和回風(fēng)混合后狀態(tài)點(diǎn)3 在12兩點(diǎn)的連線上 點(diǎn)3距新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)和回風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的距離與新風(fēng)量G1和回風(fēng)量G2成反比 (3-1線段)(3

8、-2線段)G2Gl 3-4為經(jīng)過風(fēng)機(jī)時(shí)等濕加熱過程 點(diǎn)4為空冷器進(jìn)口狀態(tài)點(diǎn),2,1,3,12-3-2-2 空氣的冷卻和除濕,空冷器出口的空氣狀態(tài)點(diǎn) 可取=100飽和空氣線上溫度(冷卻管壁溫)的0點(diǎn)與點(diǎn)4連線上的某點(diǎn)5 冷卻越充分，點(diǎn)5越靠近點(diǎn)0 4-5為流過空冷器的冷卻減濕過程 送風(fēng)過程空氣流過風(fēng)管會(huì)有一定溫升，在圖上由56過程表示,2,1,3,4,5,6,12-3-2-2 空氣的冷卻和除濕,6-7為空氣在艙內(nèi)按艙室吸熱、吸濕的過程 72為回風(fēng)在走廊里的等濕吸熱過程 空調(diào)器熱負(fù)荷包括 艙室全熱負(fù)荷(約占40以上) 送風(fēng)過程吸熱 回風(fēng)過程吸熱 風(fēng)機(jī)熱 新風(fēng)全熱負(fù)荷(將進(jìn)風(fēng)降溫至回風(fēng)狀態(tài)，3050

9、),6,7,2,12-3-2-2 空氣的冷卻和除濕,降溫工況空冷器熱負(fù)荷為： QV(h4-h5) 空調(diào)器熱負(fù)荷又可分為 顯熱負(fù)荷 在艙外氣溫高、艙室顯熱負(fù)荷較大時(shí)，空調(diào)器的顯熱負(fù)荷增大 潛熱負(fù)荷 當(dāng)艙室濕負(fù)荷較大或艙外空氣的含濕量較大時(shí)，空調(diào)器潛熱負(fù)荷增加 增加回風(fēng)量 使點(diǎn)3靠近點(diǎn)2 可相應(yīng)減小新風(fēng)的全熱負(fù)荷,12-3-2-3 空氣的加熱和加濕,當(dāng)外界氣溫低于15時(shí) 應(yīng)使空調(diào)裝置按取暖工況運(yùn)行 加熱和加濕由空氣加熱器和加濕器完成 空氣加熱可采用 電加熱 蒸氣加熱 船用集中式空調(diào)器多使用蒸氣加熱 加熱蒸汽用表壓為0.20.5Mp的飽和蒸汽 熱水加熱 間接冷卻式空調(diào)系統(tǒng)在取暖工況 加熱蒸汽的凝水經(jīng)

10、出口阻汽器流回?zé)崴?阻汽器只允許凝水流過,12-3-2-3 空氣的加熱和加濕,在冬季 外界空氣相對(duì)濕度雖然很高(90以上) 但因溫度低，所以實(shí)際含濕量并不高 因此，還需要加濕 加濕可采用 蒸汽加濕 船用集中式空調(diào)器采用蒸汽加濕的較多 噴水加濕 電熱加濕器,12-3-2-3 空氣的加熱和加濕,最簡(jiǎn)單的加濕器 一根鍍鋅鋼管 在迎風(fēng)方向開有兩排 直徑為12mm的蒸汽 噴孔 圖示出一種噴頭式干式 蒸汽加濕器 蒸汽按圓噴頭切線方向供入， 使蒸汽在噴頭中旋轉(zhuǎn) 將其中的凝水甩出，并從泄掉 使加入空氣中的飽和蒸汽含水減小,12-3-2-3 空氣的加熱和加濕,加濕器放在加熱器后較合適 此處空氣溫度高，較小，蒸

11、汽容易被吸收 應(yīng)防止加濕過多而造成艙內(nèi)壁面的結(jié)露 空調(diào)系統(tǒng)取暖工況空氣參數(shù)變化過程如圖 外界新風(fēng)(狀態(tài)點(diǎn)1)和回風(fēng)(狀態(tài)點(diǎn)2)在混合室內(nèi)混合后的狀態(tài)點(diǎn)為3,3,1,2,12-3-2-3 空氣的加熱和加濕,3-4為流過風(fēng)機(jī)等濕加熱過程 4-5為流過加熱器等濕加熱過程 5-6為流過加濕器等溫加濕過程(蒸汽加濕) 6-7為送風(fēng)管中等濕降溫過程 7-8為艙內(nèi)按艙室熱濕比線降溫吸濕的過程 8-2為走廊回風(fēng)等濕降溫過程,4,1,3,5,6,7,8,2,12-3-2-3 空氣的加熱和加濕,取暖工況空調(diào)器熱負(fù)荷包括 艙室全熱負(fù)荷 送風(fēng)熱損失 回風(fēng)熱損失 新風(fēng)熱負(fù)荷(將進(jìn)風(fēng)加熱加濕到回風(fēng)狀態(tài)) 其中 空氣加熱器

12、承擔(dān)顯熱負(fù)荷 加濕器承擔(dān)潛熱負(fù)荷 風(fēng)機(jī)熱可減輕加熱器負(fù)荷 增加回風(fēng)量可減小全熱負(fù)荷,4,1,3,12-3-3 布風(fēng)器,布風(fēng)器應(yīng)滿足以下要求： (1)使送風(fēng)與室內(nèi)空氣很好地混合，使室溫均勻 (2)能保持入的活動(dòng)區(qū)內(nèi)風(fēng)速適宜 (3)能單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié) (4)阻力和噪聲較小 (5)結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，價(jià)格較低 布風(fēng)器按安裝位置的不同分為 頂式 裝在天花板上，不占艙室地面，采用較多 壁式 靠艙壁底部垂直安裝使用方便,12-3-3 布風(fēng)器,室內(nèi)溫度和濕度是否均勻 與室內(nèi)空氣的流動(dòng)狀況有關(guān)，而流動(dòng)狀況取決于 布風(fēng)器的型式 出風(fēng)口的位置 艙室回風(fēng)口的位置 圖示為布風(fēng)器在艙室不同位置的空氣流動(dòng)狀況 (a)適用于天

13、花板較平整 的小艙室 (b)適用于高誘導(dǎo)比的壁 式布風(fēng)器；,12-3-3 布風(fēng)器,圖(c)適用于空間較大的艙室 圖(d)則適用于空氣參數(shù)均勻性要求較高的艙室,12-3-3 布風(fēng)器,布風(fēng)器出風(fēng)口以較大風(fēng)速吹向艙室 射流不斷擴(kuò)散并卷吸室內(nèi)空氣與之混合 射流流程越長(zhǎng)，混合效果越好 射流最好能達(dá)到對(duì)面艙壁 而射流較短(小送風(fēng)量)，會(huì)使死區(qū)(滯流區(qū))擴(kuò)大 死區(qū)通常出現(xiàn)在房間角落里 在選用和布置布風(fēng)器與回風(fēng)口時(shí) 應(yīng)使回流區(qū)和回旋區(qū)發(fā)生于人們經(jīng)?；顒?dòng)的區(qū)域 盡量縮小死區(qū) 同時(shí)不使射流區(qū)擴(kuò)大到人的活動(dòng)區(qū)，因?yàn)樯淞鲄^(qū)風(fēng)速較高，直接吹到人身上會(huì)使人感到不舒適,12-3-3-1 直布式布風(fēng)器,將送風(fēng)直接送入艙室 出

14、口形狀利于氣流擴(kuò)散 如喇叭形、格柵形等 出口風(fēng)速較低，一般為24ms 送風(fēng)與室內(nèi)空氣混合較慢 所以送風(fēng)溫差不宜過大，一般在10以下 價(jià)格較低，送風(fēng)阻力小，噪聲也低 設(shè)有調(diào)風(fēng)門，有末端換熱器時(shí)，還有調(diào)溫旋鈕,12-3-3-1 直布式布風(fēng)器,圖為一種單風(fēng)管直布式布風(fēng)器，屬錐形擴(kuò)散式 進(jìn)風(fēng)管1通入處設(shè)有容積較大的消音箱5 有可使風(fēng)門2升降以調(diào)節(jié)風(fēng)量的調(diào)節(jié)旋鈕6 頸部風(fēng)速可從2ms直至10ms，有一定誘導(dǎo)作用 故送風(fēng)溫差可提高到10左右 其阻力在直布式布風(fēng)器中也稍大，約為150300Pa,12-3-3-1 直布式布風(fēng)器,圖為雙風(fēng)管空調(diào)系統(tǒng)采用的一種頂式直布式布風(fēng)器 兩種溫度不同的送風(fēng)分別由兩根送風(fēng)管4

15、、5送入 在消音室6中混合 從擋風(fēng)板周圍的縫隙中吹出 通過 調(diào)節(jié)旋鈕1 聯(lián)動(dòng)操縱風(fēng)門2、3 對(duì)艙室空氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié) 也可分設(shè)兩個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕 分別調(diào)節(jié)兩種送風(fēng)的風(fēng)量 從而使調(diào)節(jié)幅度更大,12-3-3-2 誘導(dǎo)式布風(fēng)器,簡(jiǎn)稱誘導(dǎo)器 圖示為一種帶電加熱器的壁式誘導(dǎo)器 特點(diǎn)： 靜壓箱10中的靜壓較高 送風(fēng)(稱一次風(fēng))通過許多小噴嘴9噴出 噴嘴出風(fēng)速度較高 能把很大一部分室內(nèi)空氣經(jīng)外罩正面的進(jìn)風(fēng)柵4卷吸進(jìn)來(稱二次風(fēng)) 混合后再?gòu)捻敳砍隹诟駯?吹出，送入室內(nèi),12-3-3-2 誘導(dǎo)式布風(fēng)器,二次風(fēng)量G2與一次風(fēng)量G1之比稱為誘導(dǎo)比 由于氣溫變化不大，變化可以忽略；因此，誘導(dǎo)比 其誘導(dǎo)的室內(nèi)空氣越多 可增大一次風(fēng)送風(fēng)溫差，而不影響室溫均勻性 有