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1、项目五 船舶空调装置安装与调试,任务 船舶空调装置安装与调试,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,一、船舶空调基本知识 所谓空气调节,是指空气先经过处理,成为温度和湿度合适的洁净的空气,然后再送入舱室,从而在舱室中创造一种与外界气候条件不同的“人工气候冶。空气调节的任务就是对外界空气进行除尘、加热或冷却、加湿或去湿,并把加工处理后的空气送至各舱室。利用空调系统,在冬季将空气进行除尘、加湿及加热后送入各舱室;在夏季将空气进行除尘、降温及去湿后送入各舱室;当春、秋两季气候适宜时,仅对空气进行除尘净化,并给以通风换气即可。处理空气的装置,称为空气调节装置。,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试
2、,(一)对船舶空调的要求 众所周知,人体新陈代谢会产生热量,人体可通过对流和导热方式散发显热,通过出汗蒸发的方式散发潜热。若室温低于15,人体热量主要通过皮肤散发,如果环境温度升高,人体同周围环境的温差减少,显热散热减少,为了维持人体热平衡,人体通过出汗,以蒸发散热的方式来增加散热。 人的舒适感与空气相对湿度变化有关。在夏季,空气比较潮湿,不利于人体出汗和呼吸散热,人就会感觉闷热而不舒服;相反,在冬季,在同样的气温下,空气越潮湿,人越感到寒冷。但是,若空气过于干燥,由于人体散发的水蒸气量增加,人们就会感到口干舌燥,所以空气的湿度也必须加以调节。此外,气流速度增加能加强人体对流散热,在出汗时还会
3、加强蒸发散热。在不同的温度和湿度下,风速对人体热平衡有重要影响,故风速也必须加以控制。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,船舶空调仅用于满足卫生和舒适的需要,为船员创造良好的工作和休息环境,称为舒适性空调,它对空气条件的要求不十分严格。我国规定,设计时舱外条件为:冬季-18-20,相对湿度80%100%;夏季+35,相对湿度70%。在此条件下,舱内空气应满足以下几方面。 空气温度:冬季1922,夏季2428,室内外温差介于610,室内垂向温差为35。 空气湿度:冬季相对湿度准为30%40%,夏季相对湿度准为40%50%。 空气清新程度:包括空气清新(含粉尘和有害气体少)和新鲜
4、(足够的含氧量)两项要求,满足人呼吸时对氧气的需求。新鲜空气供给量为每人2.4m3/h即可,要使二氧化碳、烟气等有害气体降到允许值以下,新风量要求每人3050m3/h。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,空气流速:舱室内,空气有轻微的流动,使人感到不气闷,要求气流速度以0.150.2m/h为宜,最大不超过0.35m/h,否则人也会感到不舒服。 噪声:室内空调出风口处测试的噪声应不大于5560dB(A)。 (二)空气的基本参数 湿空气的物理性质除和它的组成成分有关外,还取决于它所处的状态。湿空气的状态通常可以用压力p、温度t、相对湿度准、含湿量d及比焓h等参数来度量。这些参数称
5、为湿空气的状态参数。 1.空气压力 根据道尔顿分压力定律,混合气体总压力等于各组成气体分压力之和。湿空气的总压力就等于干空气分压力和水蒸气分压力之和,即p=pg+ps。湿空气中水蒸气的分压力大小,是衡量湿空气干燥与潮湿程度的基本指标。标准大气压力是p=101325Pa。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,2.空气的温度 干球温度:是温度计在普通空气中测出的温度,即一般天气预报里常说的气温。 湿球温度:指同等焓值空气状态下,空气中水蒸气达到饱和时的空气温度。在空气焓湿图上是空气状态点沿等焓线下降至100%相对湿度线上,对应点的干球温度。 露点温度:在含湿量不变的条件下冷却空气,
6、直到空气中的水蒸气开始凝结成水的那一时刻的温度。 一般情况下,干球温度高于湿球温度,湿球温度高于露点温度。如果三者相等,则空气一定是饱和空气。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,3.空气湿度 绝对湿度(Z):1m3湿空气中含有的水蒸气质量,单位是kg/m3。 相对湿度:是空气中水蒸气分压力和同温度下饱和水蒸气分压力之比,也称为饱和度。相对湿度反映了湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。 空气的相对湿度准越大,就越潮湿。准的最大值是1(或100%),相当于饱和空气。如等于0,表明空气中不含水蒸气(干空气)。 含湿量(d):是指单位质量干空气中含有的水蒸气量。单位是kg/kg(干空气
7、)或g/kg(干空气)。 含湿量d能确切反映空气中含的水蒸气量的多少,但不能反映空气的吸湿能力,不能表示湿空气接近饱和的程度。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,相对湿度准能反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度,但不能表示水蒸气的含量。准值小,表示空气离饱和程度远,空气较为干燥,吸收水蒸气能力强;准值大,表示空气更接近饱和程度,空气较为潮湿,吸收水蒸气能力弱。 二、船舶空调系统的分类 船舶空调装置按系统特点可分为如下几类: (一)按空气处理设备的设置分类 1.集中式空调系统 所有的空气处理设备,包括风机、冷却器、加湿器、加热器、过滤器等,都集中在一个空调机房内。集中式空调系统
8、根据新风比又可分为: 封闭式系统:新风比为零,即没有舱外空气补充,舱内空气全部再循环。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,直流式系统:新风比为100%,即空气全部来自舱外,处理后送入舱室,然后全部排出舱外。 混合式系统:新风比为0100%,即部分空气来自舱内回风,部分空气来自舱外新风,新风和回风按一定的混合比混合后进行处理,然后送入舱室。 2.半集中式系统 除了集中空调机房外,还包括分散在被调节的舱室内的处理设备,即冷、热交换装置等,主要是对进入被调房间的空气再进行二次处理。 3.全分散式系统(局部机组) 这种机组的冷、热源,空气处理设备,输送设备(风机)全部集中在一个箱体内
9、,它本身就是一个紧凑的空调系统,因而不必设集中机房。它可以根据需要安置在被调舱室内或邻舱内。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,(二)按冷却盘管中冷却介质分类 1.直接蒸发式系统 制冷剂在冷却盘管内蒸发,吸取空气热量,从而达到降低空气温度的目的。这种系统在空调负荷不太大,空调舱室较为集中的客、货轮上用得较多。 2.间接冷却式系统 通过中间冷却器,用经制冷剂冷却过的冷媒水冷却空气,从而达到降低空气温度的目的。在大型的客轮上,由于空调面积大而舱室分散,空调负荷大,多采用该种系统。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,(三)按冷却盘管中冷却介质分类 高速系统:通常主
10、风管内风速为2030m/s的空调系统称为高速系统。在高速系统中,由于管内空气流速高,相同风量时,风管尺寸紧凑,占据空间小。但空气在管道内流动阻力大,风机的风压高,空调噪声大。 低速系统:主风管内风速为1012m/s的空调系统称为低速系统。 中速系统:主风管内风速介于以上二者的空调系统称为中速系统。 三、船舶空调系统的组成 船舶空调系统一般由四个主要系统组成,即冷、热源系统,空气处理系统,空气输送和分配系统以及自动控制系统,如图5-1所示。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,(一)冷、热源系统 冷源:空调系统的冷源指用于空气降温、减湿的制冷装置。它主要有活塞式、螺杆式、离心式和
11、吸收式等制冷机。 热源:船舶空调通常采用蒸汽、热水或电能对空气进行加热,用蒸汽对空气进行加湿。蒸汽、热水由锅炉或动力装置的冷却水供应。 (二)空气处理系统 完成空气的混合、净化、加热、加湿、冷却、减湿以及消声等任务。在空调器中设置进风口、出风口、调风门、空气过滤器、加热器、加湿器、冷却器、挡水板,以及空气混合、分配、消声室等。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,(三)空气输送和分配系统 把经过空调器处理的空气输送和分配到各空调舱室,并将舱室内的污浊空气排出舱外,使空调舱室得到均匀送风以及满意的气流组织。包括通风机,进、排风管,空气分配器或空气诱导器。 (四)自动控制系统 用于
12、控制空调舱室的空气的温度、湿度及其所需的冷、热源的能量供给等。它是保证空调舱室得到良好空气参数、气流组织,冷、热能量合理供给的不可缺少的设备。 舱外新鲜空气和舱内回风进入空气混合室,经过滤器清除空气中的尘埃,再经风机送至空气加热器、加湿器、冷却器处理,使空气达到要求的送风温度和湿度,然后经挡水板至空气分配室,再沿各送风管经空气分配器或诱导器送入舱室,从而完成空气的调节过程。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,四、船舶空气调节装置的主要设备 (一)中央空调器 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,它通常置于艇甲板后部的专门舱室空气调节站里;客船
13、空调分区较多,空调器分设在全船各处。下面以典型的集中式空气调节器为例,说明中央空调器的各组成部分及其工作情况。加热与冷却的冷、热源由系统集中供给,空气处理全部是在空调器内进行的空气调节器,称为集中式空气调节器,如图5-2所示。 空气调节器由吸入混合室、消声滤尘室、空气处理室及分配室组成。内设风机、过滤栅墙、吸声墙壁、空气冷却器、挡水板、空气加热器、加湿器等,其作用是对自然空气进行再处理,满足设计标准的要求,具体如下:,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,1.空气的混合、消声和过滤 新风和回风经各自的调节门由风机吸入,在混合室中混合后进入消声室。风机常用噪声较低的离心式通风机,高
14、速空调系统的风速为2030m/s,常常用前弯式离心风机,放在空调器进口,称为压出式;低速系统的风速为1012m/s,常采用后弯式离心风机,风机放在空调器出口,称为吸入式。压出式有利于供风的降温,吸入式能使空气均匀流过换热器。风机上设有低速挡,常用于通风工况。 气流进入消声室,因流通断面扩大,流速突降,低频声衰减,而中、高频声被四壁的消声材料(泡沫塑料)吸收。 消声室内有四块滤板组成的栅墙,用于滤除空气中的灰尘。滤块材料多为粗孔泡沫玻璃纤维、无纺布等,也有用涂上矿物油的金属网格或皱折钢皮。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,空调器的空气滤器常设有U形玻璃式压差计,一般正常工作时
15、,压差为2030Pa,如果满压,则表示滤器脏堵了,这种现象如发生在降温工况,将导致空气风速降低,蒸发器结霜。相反,如果空气滤器穿孔,则会使空调器内气流速度大增,由于惯性的影响,挡水板失去作用,空气及舱室的湿度增加。 2.空气的冷却与除湿 空气处理室内设有空气冷却器和挡水板,降温工况时,空气流经蛇形肋片管,被管内低压蒸发的制冷剂冷却。空气的冷却可分为两种情况:一是等湿冷却(干冷却),空冷器表面的平均温度高于空气露点温度时,空气被冷却,但含湿量不变,不会在空冷器表面结露。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,二是减湿冷却,当空冷器表面平均温度低于空气露点温度时,空气中的一部分水蒸气
16、凝结在空冷器表面,使空气含湿量减少,并且壁温越低,除湿能力越强,但是壁温过低会引起凝水结霜,使管间距离减小,妨碍空气流动,并影响传热效果。因此,冷却管壁温不可低于0,直接蒸发式空调制冷剂的蒸发温度为-2-4,一般为07;间接冷却式空调的制冷剂为淡水,温度为24,一般为47,以防淡水结冰。空冷器壁面结露所产生的凝水沿管外肋片下流落入集水盘,由泄水管泄出。上述两种冷却,不论含湿量是否变化,相对湿度在冷却后均提高了,这是因为温度越下降,越接近空气中水蒸气分压对应的饱和温度。 冷却器后设有挡水板,挡水板由许多竖立并列放置的曲折板组成(如图5-3所示),空气气流不断改变,所带水滴便附着在曲板上,流到下面的集水盘中。通过挡水板间的风速以2.5m/s为宜,超过2.8m/s则可能使挡水板失去作用。集水盘的泄水管设U形水封,目的是防止空气“短路冶或漏失。,上一页,下一页,返回,任务 船舶空调装置安装与调试,3.空气的加热和加湿 当外界气温低于15时,空调装置按取暖工况运行。空
