《空调演示稿.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空调演示稿.（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第十二章第十二章 船舶空气调节装置船舶空气调节装置 12 1 概述 一、对船舶空调的要求一、对船舶空调的要求 能在规定的舱外空气设计 参数下，使室内空气条件符合以下要求: （1）温度 人感觉舒适的温度：冬季1924 ，夏季2128 我国船舶空调舱室设计标准是：冬季室温为1922 ：夏季室温为2428，室内各处温差不超过35； 夏季室内外温差不超过610。 （2）湿度 人感觉舒适的相对湿度在3070 夏季空调采用冷却除湿法室内湿度一般控制在 4050； 冬季室内湿度以3040为宜，以便减少进风 加湿量并防止靠外界的舱壁结露。 （3）清新度 清新程度 空气清洁（少含粉尘和有害气体）和新鲜 （有足
2、够的含氧量）的程度。 如果只从满足人呼吸对氧气的需要出发，新鲜空 气的最低供给量入4 m3h人即可； 要使空气中二氧化碳、烟气等有害气体的浓度在 允许的程度以下，则新风量就需达到3050 m3h 人。 （4）气流速度 室内气流速度以 0.150 .20 ms为宜，最大 不超过 0.35 m/s。 （5）噪音 距室内空调出风口 l m 处测试的噪声应不大于 5560 dB。 我国所定的远洋船舶空调设计的舱外条件是： 冬季 为18，相对湿度80； 夏季 +35 ，湿球温度28 （约相当于相对湿度70）。 我国和 ISO所定的船舶空调装置设计参数如表 12 1所示。 二、船舶空调装置概况二、船舶空调
3、装置概况 集中式或中央空调装置 船舶空调装置将空气经过集 中处理再分送到各个舱室，这样的空调装置称为集中 式或中央空调装置。 半集中式空调装置 将集中处理后送往各舱室的空气 进行分区处理或舱室单独处理，称为半集中式空调装 置。 独立式空调装置 单独设专用的空气调节器，称为独 立式空调装置。 图12l给出船舶集中式空调装置的示意图 12 2 空调的送风量和送风参数 一、空调进风量和送风参数的确定一、空调进风量和送风参数的确定 1舱室的显热负荷和湿负荷 显热负荷Qx 单位时间内渗入舱室并能引起室温变化 的热量称为舱室的显热负荷，单位为kJh。 显热负荷主要包括 ： （1）渗入热 因室内外温差而由舱
4、室壁面渗入的热量； （2）太阳辐射热 因太阳照在舱室外壁而传入的热量； （3）人体热 室内人员散发的热量，人均约210 kJh； （4）设备热 室内照明和其它电气设备等所散发的热量 。 统计分析： 夏季；渗入热约占舱室显热负荷的2631； 透过玻璃窗的太阳辐射热约占2527； 人体散热约占1618； 电气设备散热约占45。 由于这些热负荷都是从外界进入舱室的，所以夏 季舱室的显热负荷都为正值。 冬季；因渗入热变为负值（实际上是渗出热），而 且绝对值远大于其余三项之和，故舱室显热负荷即 变为负值。 湿负荷 舱室在单位时间内所增加的水蒸气量称为舱 室的湿负荷，单位为gh，用w表示。 湿负荷主要来源
5、 自室内人员和某些潮湿物品所散发 的水汽。 根据气温和劳动强度的不同，每个人产生的湿负荷 约为40200 g / h。湿负荷一般都为正值。 2送风量和送风参数的确定 舱室热、湿平衡 （图12 2） Qx = VCp （tr ts） kJ / h 【显热平衡式】 W = Vp（drds） gh 【湿平衡式】 V - 送风的体积流量，m3/h； - 空气的密度，常温常压下约为1.2kgm3； Cp - 空气的定压比热，约为 1kJkg； tr、ts - 室内温度及送风温度，； dr、ds - 室内空气及送风的含湿量， gkg。 解释： 空调设计时，确定参数的方法： 预先给定室内要保持的温度tr和相
6、对湿度r ； 由湿空气焓湿图可查得室内要求的含湿量dr； 计算出舱室的显热负荷Qx和湿负荷W； 根据所选用的舱室布风器的型式来选定送风温差，于 是送风温度便可确定，再求出送风量V； 求出送风应有的湿量ds，而利用湿空气焓湿图即可查 得所要求的送风相对湿度s。 提高送风温差的优缺点 优：减少送风流量，风机的流量和风管的尺寸均可减小 ； 缺：送风温差又取决于布风器的型式，若取得过大 将难以保证室内温度的均匀。 采用部分回风方法的目的 减少空调器的热负荷。 （其温、湿度比新风更接近舱室的要求） 各空调舱室的空气温度进行单独调节的方法： 改变送风量，即变量调节； 改变送风温度，即变质调节。 回顾： 湿
7、空气焓湿图 湿空气参数有：温度、相对湿度、含湿量、焓值、湿 蒸汽分压力、露点、热湿比 （见图） 二、舱室的热湿比和空调分区二、舱室的热湿比和空调分区 1 舱室的全热负荷和热湿比 热湿比作用：利用湿空气的焓湿图研究湿空气状态变 化过程的焓值变化及过程。 由工程热力学可知，1kg湿空气的焓 h大致为 1kg干 空气的焓ha与其所含水蒸气的焓0.001 d hv之和，即： h = ha 0.001d hv 干空气的焓ha = Cp t ； Cp为空气的定压比热， 大约是1.01kJkg； 水蒸气的焓hv的半经验公式是： hv = 25011.978 t h = 1.01 t0.001 d（25011
8、.978 t） KJ/kg 或 h 1.01 t2.5 d 潜热负荷：舱室的湿负荷w（g / h）会使空气的含湿 量d增加，也就是使湿空气的焓值增加，即可视为潜 热负荷。 潜热负荷用Qq（kJ / h）表示； Qq 25 W kJh 全热负荷Q：单位时间内加入舱室使空气焓值变化的 全部热量，它应为显热负荷与潜热负荷之和。 Q = QX Qq KJ/h 稳定状态时空调舱室的全热平衡式： Q = V （hr hs） hr室内空气焓值 ； hs送风空气焓值 热湿比： 舱室的全热负荷和湿负荷之比 = Q / 0.001 W kJkg 由于船上各空调舱室的位置、大小和用途不尽相同， 所以不同舱室不仅热负
9、荷和湿负荷可能不同，而且热湿 比也可能不同。例如夏季船员住舱的约为 12560 25120 kJkg，而餐厅则约为 628012560kJkg。 冬季 Q 0，为负值；夏季 Q 0，为正值。 2空调的分区 中央空调器的送风量不宜过大，比较合适的送风量 约在 30007500 rn3/h范围内，这是因为每根主风管的 流量通常都限制在 1500 m3h之内，以免其尺寸过大 。若一个中央空调器送风量太大，就会因主风管数目太 多而难于布置。所以，空调舱室较多的船舶，一般都分 为若干独立的空调区，并为每区设置各自的空调器和送 风系统。 在划分空调分区时，应将热湿比相近的舱室划 在同一分区内，为什么？ 因
10、为当舱室的热湿比相差较大时，若采用同 样参数的送风，单靠调节风量，是不能使各舱室 内的空气参数同时保持在适宜的范围之内的。具 体分析见图12-3 在货船上 由于空调舱室不多，一般都是根据 对热负荷影响的差别将左、右舷分为两个空调区 ； 较大的船也有将受日光和海风影响较大的艇 甲板以上舱室单独设区，即全船设三个空调分区 。 12 3 船舶空调系统及设备 一、船舶空调系统的分类一、船舶空调系统的分类 （一） 按调节方法的不同分类： 1集中式单风管系统 图124 调节方式 采用变量调节，即对各舱室空气参数的 个别调节只能靠改变布风器风门的开度，即改变送风 量来实现。 特点 比较简单，初置费较低。但调
11、节幅度不宜过大 ，否则难以保证舱室的新风供给量和室内空气参数基 本相等；调节时还会对其它舱室的进风量产生干扰。 2区域再热式单风管系统 调节方式 采用变量调节 特点 可解决几部分热温比相差较大的舱室不得已列 入同一空调区所带来的弊病。但需要二次空气处理设 备，管理也教麻烦。 3末端再处理式单风管系统 通常有两种方式： 末端电再热式 在布风器内设电加热器。 调节方式 冬季靠改变加热电阻的阻值进行变质调节 。 夏季则只能做变量调节， 特点 费用少，管理较简单，常在低温海域航行的货 船多有使用。 末端水换热式 即在布风器内设水换热器。图12-5 调节方式 冬、夏都可籍调节水量实现变质调节。 特点 空
12、调器送风量可比其它空调器减少1213 ，可采用全新风、在夏季运行时，在布风器下需设承 水盘和泄水管。这种系统性能较好但造价较高，管 理也较麻烦，故实际应用较少。 4双风管系统 设有一级送风和二级送风。图12-6调 节方式 冬、夏都可变质调节 。 特点 空调器和风管系统的重量和尺寸较大，但因不 需设末端换热器，可采用较便宜的直布式布凤器，故 噪声低，管理简单，调节灵敏。当布风器数量较多时 总造价比末端再处理式低，较适合对空调性能要求高 的客船。 （二）按进风管内空气流速的高低分类： 1低速系统 主风管内的风速不超过 15 ms，常用的风速范 围为 1015 ms 。进入各舱室进风支管的风速为 4
13、8 ms。 特点 风速低，风管阻力小，空调风机的风压可以较 低，噪声小；但要求风管截面增大，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。 2高速系统 主风管内的风速在 15 ms以上，常用风 速为 25 ms左右，有的高达 30 ms，送风支管风速 约为 815 ms。 特点 优点： 可采用送风温差较大的诱导式送风，使送风量减 小，故风管的尺寸和重量都可减小。高速系统多采用预 隔热标准化圆风管及附件，既便于安装，又可降低成本 。 缺点： （1）运行成本高。因为高速系统风管阻力大，故风机风 压较高，虽然风量减小，但风机功率
14、仍较大。而且风机 每产生 1kPa风压约将使空气的温度升高 l，从而将增 加降温工况的热负荷。 （2）噪声大。高速系统不仅空调器和风管系统噪声大， 而且室内采用诱导式布风器也是一个重要的噪声源。 3中速系统 主风管风速在15 ms左右。 特点 可采用标准化的圆风管，不必设置诱导送风 ，可降低成本、能耗和噪声，是目前许多船舶空调 所采用的方式。 二、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。 图127 中央空调器各组成部分及其工作情况 ： 1空气的吸入、过滤和消音 解释： 回风比 回风量和总风量之比。 压出式空调器 把风机布置在空调器的进口。 优点；避免降温工况
15、时送风温度过高，并有利于提 高空气冷却器的蒸发温度。 吸入式空调器 把风机布置在空调器的出口。 优点；以使空气能比较均匀地流过各换热器。 清洁的滤器 空气阻力约为 20100 Pa。若阻力上 升到 250 Pa左右则说明滤器已经脏堵，即应拆下清洗 。 消音室： 利用风道截面积突然改变消减低频噪声； 贴附于空调器内壁的多孔性吸声材料-厚达25 50mm 的泡沫塑料或玻璃棉毡等来吸收消减高频噪声。 2空气的冷却和除湿 要了解的是： 一般当外界气温高于25 时，就应使空调装置接 降温工况运行。 空气的冷却和除湿在空调器中是由空气冷却器和档 水板来完成的。直接蒸发式空气冷却器 图128 空冷器的管壁温度一般都低于空气的露点温度，对 空气进行冷却的同时又具有除湿作
