5.1船舶空氣調節(jié)裝置理論知識課件講解

第五章

船舶空氣調節(jié)裝置5.1船舶空調理論知識主講：夏霖8435759武漢船舶職業(yè)技術學院8435759CONTENTS0203基本概念船舶空調裝置分類01對船舶空調的要求01對船舶空調的要求843575901對船舶空調的要求1．概述

為了能在艙室內創(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，現代船舶大都設有空氣調節(jié)裝置。

船舶空調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。它與某些生產工藝和精密儀器等所要求的恒溫恒濕空調不同，對溫、濕度等空氣條件的要求并不十分嚴格，允許在稍大的范圍內變動，屬于舒適性空調。

船舶空調裝置應能在規(guī)定的艙外空氣設計參數下，使室內空氣條件符合以下要求。“四度”

01對船舶空調的要求2．四度溫度影響最大的是空氣的溫度。我國船舶空調艙室設計標準是:冬季室溫為19—22℃；夏季室溫為24—28℃；夏季室內外溫差不超過6—10℃。室內各處溫差不超過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。夏季空調采用冷卻除濕法，室內濕度一般控制在40％～50％；冬季室內濕度以30％～40％為宜，以便減少送風加濕量，并防止靠外界的艙壁結露。

01對船舶空調的要求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。距室內空調出風口1m處測試的噪聲應不大于55～60dB(A)。

01對船舶空調的要求3．設計參數船舶空調設計參數(★★★)冬季夏季室內溫度19~22oC24~28oC室內外溫差6~10oC相對濕度30%~40%40%~50%風速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，常用百分數表示:

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成水珠析出。02基本概念2．船舶空調裝置概況船舶空調裝置一般都是將空氣經過集中處理再分送到各個艙室，這樣的空調裝置稱為集中式或中央空調裝置。有的船舶空調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，稱為半集中式空調裝置。只有某些特殊艙室，例如機艙集中控制室，才單獨設專用的空氣調節(jié)器，稱為獨立式空調裝置。02基本概念3．送風量和送風參數的確定顯熱負荷[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．送風量和送風參數的確定02基本概念3．送風量和送風參數的確定02基本概念3．送風量和送風參數的確定顯熱平衡式:濕平衡式:夏季(降溫工況[CoolingCondition])冬季(取暖工況[HeatingCondition])ts<trts>tr若提高送風溫差tr-ts，可減小送風量V，風機流量和風管尺寸可減?。坏惋L溫差取決于布風器，過大不能保證室內溫度均勻?？刹捎没仫L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量超過新鮮空氣需求量)02基本概念3．送風量和送風參數的確定對艙室溫度進行單獨調節(jié)的方法：變量調節(jié)：改變送風量(改變布風器風門開度)。缺點：①不能保證新鮮空氣需求量；②干擾臨近艙室送風量；③影響室溫均勻性。變質調節(jié)：改變送風溫度(在布風器中進行再加熱、再冷卻或采用雙風管系統(tǒng))。02基本概念4．艙室的熱濕比和空調分區(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)窨諝獾撵手翟黾樱瑸闈摕嶝摵?。艙室的全熱負荷：單位時間內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分區(qū)[A/CZoning]空調分區(qū)[A/CZoning]原因：若一個中央空調器送風量太大，則主風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區(qū)，并為每區(qū)設置各自的空調器和送風系統(tǒng)。原則：貨船將熱濕比相近的艙室劃在同一分區(qū)內，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。而排氣的參數就是室內空氣的參數(tr，dr，hr)，所以也可理解為送風在參數(ts，ds，hs)轉變到室內空氣參數的過程，正好吸收了相當于艙室熱負荷和濕負荷的熱量和濕量。03船舶空調裝置分類843575903船舶空調裝置分類1．集中式單風管系統(tǒng)

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

03船舶空調裝置分類2．區(qū)域再熱式單風管系統(tǒng)

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

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(即采用較小的送風溫差)，故一般可不必把送風量過分調小。

03船舶空調裝置分類3．末端再處理式單風管系統(tǒng)

除在中央空調器中對送風作統(tǒng)一處理外，還在各艙室的布風器內設末端換熱器，對送風進行末端再處理。末端再處理的方式通常有兩種。

末端電再熱式：即在布風器內設電加熱器，冬季改變加熱電阻的阻值進行變質調節(jié)，空調器將送風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節(jié)，送風溫度為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：即在布風器內設水換熱器，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、夏都可藉調節(jié)水量實現變質調節(jié)。取暖工況時送風溫度約為15～25℃；降溫工況時約為12～16℃。這種系統(tǒng)的空調器只需承擔艙室的部分熱、濕負荷，故送風量可比其它空調器減少1／2～1／3，有的即可采用全新風。

03船舶空調裝置分類4．雙風管系統(tǒng)

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

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

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