5.1船舶空氣調(diào)節(jié)裝置理論知識課件講解

第五章

船舶空氣調(diào)節(jié)裝置5.1船舶空調(diào)理論知識主講：夏霖8435759武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院8435759CONTENTS0203基本概念船舶空調(diào)裝置分類01對船舶空調(diào)的要求01對船舶空調(diào)的要求843575901對船舶空調(diào)的要求1．概述

為了能在艙室內(nèi)創(chuàng)造出一個適宜的人工氣候，以便為船員、旅客提供一個舒適的工作和生活環(huán)境，現(xiàn)代船舶大都設(shè)有空氣調(diào)節(jié)裝置。

船舶空調(diào)主要用于滿足人們對工作和生活環(huán)境舒適和衛(wèi)生的要求。它與某些生產(chǎn)工藝和精密儀器等所要求的恒溫恒濕空調(diào)不同，對溫、濕度等空氣條件的要求并不十分嚴(yán)格，允許在稍大的范圍內(nèi)變動，屬于舒適性空調(diào)。

船舶空調(diào)裝置應(yīng)能在規(guī)定的艙外空氣設(shè)計參數(shù)下，使室內(nèi)空氣條件符合以下要求?！八亩取?/p>

01對船舶空調(diào)的要求2．四度溫度影響最大的是空氣的溫度。我國船舶空調(diào)艙室設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是:冬季室溫為19—22℃；夏季室溫為24—28℃；夏季室內(nèi)外溫差不超過6—10℃。室內(nèi)各處溫差不超過3—5℃；濕度濕度太低，人呼吸時會因失水過多而感到口干舌燥，而濕度太高，則汗液難以蒸發(fā)，也不舒服。夏季空調(diào)采用冷卻除濕法，室內(nèi)濕度一般控制在40％～50％；冬季室內(nèi)濕度以30％～40％為宜，以便減少送風(fēng)加濕量，并防止靠外界的艙壁結(jié)露。

01對船舶空調(diào)的要求2．四度清新程度

所謂清新程度是指空氣清潔(少含粉塵和有害氣體)和新鮮(有足夠的含氧量)的程度。新鮮空氣的最低供給量2～4m3/h·人氣流速度

室內(nèi)氣流速度以0．15～0．20m／s為宜，最大不超過0．35m／s，否則人會感到不舒適。距室內(nèi)空調(diào)出風(fēng)口1m處測試的噪聲應(yīng)不大于55～60dB(A)。

01對船舶空調(diào)的要求3．設(shè)計參數(shù)船舶空調(diào)設(shè)計參數(shù)(★★★)冬季夏季室內(nèi)溫度19~22oC24~28oC室內(nèi)外溫差6~10oC相對濕度30%~40%40%~50%風(fēng)速0.35m/s以下新鮮空氣量30~50m3/(h·人)允許噪聲級55~60dB(A)艙外條件(遠洋)-18oC;80%35oC;28oC(濕球)ISO室內(nèi)22oC27oC；50%室外-20oC30oC；70%02基本概念843575902基本概念1．基本概念02基本概念1．基本概念相對濕度

相對濕度就是空氣中的絕對濕度Z與同溫度下飽和絕對濕度Zb之比值，常用百分?jǐn)?shù)表示:

φ

=

Z/ZbX100%

相對濕度表示空氣接近飽和空氣的程度。φ=0，則屬于干飽和空氣;φ=100%，則稱為濕飽和空氣。

在一定壓力和溫度條件下，一定數(shù)量的空氣只能容納--定限度的水蒸氣量。在某一溫度下，空氣吸收水蒸氣量若達到該溫度下最大限值，空氣中水蒸氣含量呈飽和狀態(tài)，稱為飽和空氣?？諝庵兴魵夂课催_到該溫度下的最大限值，該空氣稱為未飽和空氣。在水蒸氣分壓力不變的條件下，將未飽和空氣溫度下降到某一溫度時，可變成飽和空氣。這時的溫度通常稱為空氣的露點溫度。如空氣溫度降到露點溫度以下，空氣中水蒸氣含量超出了該溫度下所允許的最大限值。此時，空氣中的一-部分水蒸氣就會凝結(jié)成水珠析出。02基本概念2．船舶空調(diào)裝置概況船舶空調(diào)裝置一般都是將空氣經(jīng)過集中處理再分送到各個艙室，這樣的空調(diào)裝置稱為集中式或中央空調(diào)裝置。有的船舶空調(diào)裝置還能將集中處理后送往各艙室的空氣進行分區(qū)處理或艙室單獨處理，稱為半集中式空調(diào)裝置。只有某些特殊艙室，例如機艙集中控制室，才單獨設(shè)專用的空氣調(diào)節(jié)器，稱為獨立式空調(diào)裝置。02基本概念3．送風(fēng)量和送風(fēng)參數(shù)的確定顯熱負荷[SensibleHeatLoad]和濕負荷[WetLoad]顯熱負荷(Qx)(kJ/h)含義單位時間內(nèi)滲入艙室并能引起室溫變化的熱量。來源滲入熱26%~31%太陽輻射熱25%~27%人體熱16%~18%設(shè)備熱4%~5%正負夏季(+)冬季(-)濕負荷(W)(g/h)含義艙室單位時間內(nèi)所增加的水蒸氣量。來源人員(40~200g/h)和物品所散發(fā)的水汽。正負+02基本概念3．送風(fēng)量和送風(fēng)參數(shù)的確定02基本概念3．送風(fēng)量和送風(fēng)參數(shù)的確定02基本概念3．送風(fēng)量和送風(fēng)參數(shù)的確定顯熱平衡式:濕平衡式:夏季(降溫工況[CoolingCondition])冬季(取暖工況[HeatingCondition])ts<trts>tr若提高送風(fēng)溫差tr-ts，可減小送風(fēng)量V，風(fēng)機流量和風(fēng)管尺寸可減??；但送風(fēng)溫差取決于布風(fēng)器，過大不能保證室內(nèi)溫度均勻?？刹捎没仫L(fēng)減少熱負荷。(仍然可以保證空氣新鮮程度，因為按熱平衡求出的送風(fēng)量超過新鮮空氣需求量)02基本概念3．送風(fēng)量和送風(fēng)參數(shù)的確定對艙室溫度進行單獨調(diào)節(jié)的方法：變量調(diào)節(jié)：改變送風(fēng)量(改變布風(fēng)器風(fēng)門開度)。缺點：①不能保證新鮮空氣需求量；②干擾臨近艙室送風(fēng)量；③影響室溫均勻性。變質(zhì)調(diào)節(jié)：改變送風(fēng)溫度(在布風(fēng)器中進行再加熱、再冷卻或采用雙風(fēng)管系統(tǒng))。02基本概念4．艙室的熱濕比和空調(diào)分區(qū)[A/CZoning]艙室的潛熱負荷[LatentHeat]：艙室的濕負荷W會使空氣的含濕量d增加，也就是使?jié)窨諝獾撵手翟黾?，為潛熱負荷。艙室的全熱負荷：單位時間內(nèi)加入艙室使空氣焓值變化的熱量，是顯熱負荷Qx和潛熱負荷Qq之和。艙室的熱濕比

艙室的全熱負荷濕負荷1kg水蒸氣的焓1kg干空氣的焓02基本概念4．艙室的熱濕比和空調(diào)分區(qū)[A/CZoning]空調(diào)分區(qū)[A/CZoning]原因：若一個中央空調(diào)器送風(fēng)量太大，則主風(fēng)管就太多而難于布置。所以艙室較多的船舶，都分為若干個獨立的空調(diào)區(qū)，并為每區(qū)設(shè)置各自的空調(diào)器和送風(fēng)系統(tǒng)。原則：貨船將熱濕比相近的艙室劃在同一分區(qū)內(nèi)，客船按①熱濕比相近；②不穿過防火隔離區(qū)；③不穿過水密隔離區(qū)原則分區(qū)。

空調(diào)艙室達到穩(wěn)定狀態(tài)時，換氣帶走的熱量和濕量，等于艙室的熱負荷和濕負荷。而排氣的參數(shù)就是室內(nèi)空氣的參數(shù)(tr，dr，hr)，所以也可理解為送風(fēng)在參數(shù)(ts，ds，hs)轉(zhuǎn)變到室內(nèi)空氣參數(shù)的過程，正好吸收了相當(dāng)于艙室熱負荷和濕負荷的熱量和濕量。03船舶空調(diào)裝置分類843575903船舶空調(diào)裝置分類1．集中式單風(fēng)管系統(tǒng)

在這種系統(tǒng)中，送風(fēng)由中央空調(diào)器統(tǒng)一處理，然后通過單風(fēng)管送到各個艙室，如圖12—4所示。由于各艙室的送風(fēng)參數(shù)相同，所以對各艙室空氣參數(shù)的個別調(diào)節(jié)就只能靠改變布風(fēng)器風(fēng)門的開度，即改變送風(fēng)量來實現(xiàn)。這種系統(tǒng)比較簡單，初置費較低，在貨船上用得最普遍。但因采用變量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)幅度不宜過大，否則難以保證艙室的新風(fēng)供給量和室內(nèi)空氣參數(shù)基本相等，此外，調(diào)節(jié)時還會對其它艙室的送風(fēng)量產(chǎn)生干擾。

03船舶空調(diào)裝置分類2．區(qū)域再熱式單風(fēng)管系統(tǒng)

這種系統(tǒng)是將中央空調(diào)器統(tǒng)一處理后的空氣，由設(shè)在空調(diào)器分配室各隔離室內(nèi)或主風(fēng)管內(nèi)的二次換熱器對送風(fēng)進行再加熱，即對送風(fēng)溫度作進一步調(diào)節(jié)，然后再用單風(fēng)管送至各個艙室。

這種系統(tǒng)對熱負荷(絕對值)較小的艙室可少進行或不進行再加熱(即采用較小的送風(fēng)溫差)，故一般可不必把送風(fēng)量過分調(diào)小。

03船舶空調(diào)裝置分類3．末端再處理式單風(fēng)管系統(tǒng)

除在中央空調(diào)器中對送風(fēng)作統(tǒng)一處理外，還在各艙室的布風(fēng)器內(nèi)設(shè)末端換熱器，對送風(fēng)進行末端再處理。末端再處理的方式通常有兩種。

末端電再熱式：即在布風(fēng)器內(nèi)設(shè)電加熱器，冬季改變加熱電阻的阻值進行變質(zhì)調(diào)節(jié)，空調(diào)器將送風(fēng)只加熱到能滿足熱負荷較低的艙室對室溫的最低要求即可，一般為20～30℃，夏季則只能做變量調(diào)節(jié)，送風(fēng)溫度為11～15℃。這種方法所花費用不多，管理也較簡單，常在低溫海域航行的貨船多有使用。

末端水換熱式：即在布風(fēng)器內(nèi)設(shè)水換熱器，冬季通以熱水，夏季則通以冷水，如圖12—5所示。這種系統(tǒng)冬、夏都可藉調(diào)節(jié)水量實現(xiàn)變質(zhì)調(diào)節(jié)。取暖工況時送風(fēng)溫度約為15～25℃；降溫工況時約為12～16℃。這種系統(tǒng)的空調(diào)器只需承擔(dān)艙室的部分熱、濕負荷，故送風(fēng)量可比其它空調(diào)器減少1／2～1／3，有的即可采用全新風(fēng)。

03船舶空調(diào)裝置分類4．雙風(fēng)管系統(tǒng)

系統(tǒng)的中央空調(diào)器如圖所示，由前、后兩部分組成，一部分送風(fēng)經(jīng)空調(diào)器前部預(yù)處理后即經(jīng)中間分配室送至艙室布風(fēng)器，稱為一級送風(fēng)，而其余部分則經(jīng)空調(diào)器后部再處理后經(jīng)后分配室送至艙室布風(fēng)器，稱為二級送風(fēng)。

03船舶空調(diào)裝置分類5．分類形式集中式單風(fēng)管系統(tǒng)區(qū)域再熱式單風(fēng)管系統(tǒng)末端電再熱式末端水換熱式雙風(fēng)管系統(tǒng)冬季夏季變量變質(zhì)變量變質(zhì)變質(zhì)變量

03船舶空調(diào)裝置分類5．分類根據(jù)送風(fēng)管內(nèi)空氣流速分類：主風(fēng)管風(fēng)速支管風(fēng)速優(yōu)點缺點低速系統(tǒng)10~15m/s4~8m/s風(fēng)速低，風(fēng)管阻力小，風(fēng)機的風(fēng)壓不高風(fēng)管截面積大，風(fēng)管尺寸