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1、第三节船舶空调装置的自动调节,一、降温工况的自动调节,二、采暖工况的温度自动调节,三、采暖工况的湿度自动调节,13-3-1降温工况的自动调节,降温工况是用空气冷却器对空调送风进行冷却除湿。当送风进入舱室后，吸收热量和湿量，使室内能保持合适的空气状态。,降温工况只要保持空冷器中足够低的蒸发温度或载冷剂温度，即保持足够低的空冷器壁面温度，便有足够的除湿效果，使一般舱室的相对湿度都能保持在合适的范围之内，故降温工况通常都不对送风湿度再做专门调节。,对湿度不作单独调节,13-3-1降温工况的自动调节,1、直接蒸发式空冷器：控制制冷剂的蒸发温度，使送风温度在一定的范围内,2、间接蒸发式空冷器：控制载冷剂
2、的流量使送风温度在一定的范围内,温度控制,1直接蒸发式空冷器的温度调节 采用直接蒸发式空冷器的空调制冷装置，一般都采用带能量调节的制冷压缩机与热力膨胀阀相配合，调节制冷量，使蒸发压力、蒸发温度保持在一定范围内。 鉴于每个热力膨胀阀适宜的制冷量范围有限，故有些热负荷变动较大的空调制冷装置就采用了二组电磁阀和膨胀阀为同一台空冷器供液，必要时切换使用。 图示的是采用能作三级能量调节的六缸压缩机的空调制冷装置低压管路的示意图，圈示该装置的性能曲线及工况变化。,13-3-1-1直接蒸发式空冷器的温度调节,外界空气温度和湿度较高，送风量较大时，空冷器热负荷较大，因蒸发压力p0较高，两个能量调节压力继电器P
3、23、P33和低压继电器P都接通，压缩机六缸运行。两个电磁阀1DF、2DF同时开启，较小的膨胀阀1TV和较大的膨胀阀2TV同时供液，压缩冷凝机组的性能曲线为R，工况点为A。,13-3-1-1直接蒸发式空冷器的温度调节,随着外界空气温度、湿度的降低，部分布风器也可能关小，空冷器的热负荷相应减小，其性能曲线便向左移动，蒸发压力Po随之降低。为了避免Po太低使制冷系数太小，同时为防止空冷器结霜，当工况点左移到一定程度(例如图中的A点)时，相应的Po值就会使压力继电器P33断开，压缩机遂减为四缸运行，其性能曲线变为R23，工况点也就移至B点，同时电磁阀1DF关闭，仅剩下较大的膨胀阀2TV供液。,13-
4、3-1-1直接蒸发式空冷器的温度调节,倘使热负荷进一步降低，以致当工况点移至B位置时，则更低的Po值又会使压力继电器P23也断开，于是压缩机就减为两缸运行，其性能曲线变为R13，工况点则移至C点；这时电磁阀2DF关，1DF开，空冷器改由较小的1TV膨胀阀供液。,13-3-1-1直接蒸发式空冷器的温度调节,图（a）所示:为避免室内温度太低，大多数空调装置采用控制回风温度的温度继电器和供液电磁阀对制冷装置进行双位调节，即当代表舱室平均温度的回风温度太低时，温度继电器就会自动关闭供液电磁阀，于是制冷装置停止工作。,13-3-1-1直接蒸发式空冷器的温度调节,图1(b)所示：为了减少压缩机的起停次数，
5、将蒸发器分为两组，并各自设有供液电磁阀和膨胀阀，其中一组由感受新风温度的温度继电器控制，以便当外界气温较低时，由于该温度继电器断电，关闭其控制的供液电磁阀，蒸发器工作面积相应减小，装置制冷量显著减小，以适应热负荷较低时的工作需要。只有当室温仍继续降低并达到调定低限时，感受回风温度的继电器切断另一组蒸发盘管电磁阀，压缩机随之因蒸发压力降低而停车。,13-3-1-1直接蒸发式空冷器的温度调节,13-3-1-2间接冷却式空冷器的温度调节,2、间接冷却式空冷器的温度调节 间接式空冷器一般是根据回风温度自动调节空冷器的换热量，以控制空调舱室的温度。 可以采用比例调节，也可采用双位调节。,回风温度代表舱室
6、的平均温度，但这种调节滞后时间长，动态偏差较大。也可以将感温元件放置在空调器的分配室内，控制送风温度，但这显然不宜使用双位调节。,13-3-1-2间接蒸发式空冷器的温度调节,根据回风温度控制载冷剂流量的几种方案。(a)为比例调节；(b)为双位调节；(c)是将冷却器分为两组，只对其中的一组进行双位调节。,13-3-2取暖工况的温度自动调节,1调节方案 (1)控制送风温度 控制送风温度的方案调节滞后时间较短，测温点离调节阀较近。且可采用比较简单的直接作用式温度调节器，这是空调系统常用的调节方案。此方案具体有单脉冲信号和双脉冲信号两种调节系统。,13-3-2取暖工况的温度自动调节,图(a)所示为单脉
7、冲信号送风温度调节系统。感温元件1放在空调器出口的分配室内，感受送风温度，然后将信号送到调节器2。当室外新风温度变化时，送风温度也随之变化，于是调节器根据送风温度与调节器的调定值发生的偏差，发出信号，改变加热工质调节阀的开度，使送风温度大致稳定。但是，外界气候变化还使舱室显热负荷变化，仅控制送风温度不变，室温会产生较大的波动，所以又出现了双脉冲温度调节系统,单脉冲信号调节系统,13-3-2取暖工况的温度自动调节,图(b)所示为双脉冲信号送风温度调节系统，有两个感温元件5和1,分别感受新风度tw和送风温度ts，两个信号同时送人调节器2，综合后再输出凋节信号，操纵流量调节阀。这种系统在室外气温降低
8、时相应提高送风温度，室外气温升高时相应降低送风温度，使室温变动减小，甚至保持不变。室外温度的变化是导致室内温度变化的主要扰动量，在此扰动出现而室温尚未变化时就预先作出调节，称为前馈调节。试验表明，前馈调节能使调节的动态偏差减小，调节过程的时间缩短，调节的动态质量指标得到改善。,双脉冲信号温度调节中送风温度的变化量ts与室外气温(新风温度)的变化量tw。之比称为温度补偿率，用KT表示。Kr ts tw,双脉冲信号调节系统,13-3-2取暖工况的温度自动调节,温度补偿率：双脉冲信号温度调节中送风温度的变化量与室外气温(新风温度)的变化量(绝对值)之比。它表示新风温度每改变1oC时送风温度的改变量。
9、新风温度 降低时送风温度增加。,13-3-2取暖工况的温度自动调节,(2)控制典型舱室的温度或回风温度 控制送风温度并不等于直接控制舱室温度，特别是采用单脉冲信号调节，外界气温变化时室温变化较大；要想减小舱室温度的变化，可将感温元件直接放置在有代表性的典型空调舱室内。,在舱室温度变化后，经调节器控制调节阀，改变加热器内加热工质的流量，使送风温度相应改变，室内温度也就得以恢复。,13-3-2取暖工况的温度自动调节,2、直接作用式温度调节器 直接作用式温度调节器以温包为感温元件，热惯性较大，但结构简单，管理方便，在舒适性空调的自动调节中广泛应用。 空调加热装置的温度调节器常采用充注甘油之类的液体温
10、包。它是利用液体受热膨胀的特性，将温包感受的温度信号转变为压力信号。液体温包的容积都做得较大。毛细管和调节器本体传压部分的液体量相对就少得多，从而可减少输出压力受温包以外温度的干扰。,13-3-2取暖工况的温度自动调节,13-3-2取暖工况的温度自动调节,图示：具有温度补偿作用的双脉冲直接作用式温度调节器。它有两个液体温包，一个是新风温包2，放置在空调器的新风入口处，感受外界气温，另个是送风温包3，放在空调器的分配室内，感受送风温度。两个温包各以毛细管与液缸11相通，不论那个温包所感受的温度升高时，温包中的液体就会膨胀，从温包挤入液缸之中推动柱塞9将调节阀1关小。,13-3-3取暖工况的湿度自
11、动调节,三、取暖工况的湿度自动调节,1调节方案(1)控制送风的相对湿度 图(a)给出控制送风湿度的比例调节系统原理图。感湿元件1放置在空调器出口的分配室内，用以感受送风的相对湿度，然后将信号送至比例式湿度调节器2。,13-3-3取暖工况的湿度自动调节,(2)控制送风的含湿量(露点)图(b)所示即为控制送风露点的空调系统简图：直接控制送风的含湿量，就可大致地控制室内的相对湿度。因为含湿量确定即露点确定，故这种方案亦称为露点调节。采用两级加热方法：在预热器7后加设喷水加湿器4，喷水加湿是等焓加湿过程，加湿后空气温度会降低，控制加湿后空气温度，即可控制送风的含湿量和露点，适用于采用两级加热的区域再热
12、系统和双风管系统。,13-3-3取暖工况的湿度自动调节,(3)控制回风或典型舱室的相对湿度 图(c)示出控制回风或典型舱室相对湿度的双位调节系统。当双位式湿度调节器10收到感湿元件1送出的湿度信号，表明回风的湿度或典型舱室的湿度已降低到所要求的下限时，调节器10即会发出调节信号，使加湿电磁阀11开启，舱内湿度随之增加，而当感湿元件感受的湿度达到上限时，调节器又会使电磁阀关闭，于是舱内湿度即开始下降。这种调节方案的滞后时间长，如果送风与室内空气混合不良，室内空气湿度的不均匀性会较大。,13-3-3取暖工况的湿度自动调节,总结：温度调节方案，单温包直接作用式调节器可依据送风温度、回风温度、典型舱室
13、温度调节加热蒸汽流量。,湿度调节方案，可依据送风相对湿度、送风含湿量(露点)、回风或典型舱室的相对湿度调节加湿蒸汽、水的流量。,13-3-3取暖工况的湿度自动调节,2湿度调节器 湿度调节器根据感湿方法的不同主要有以下三种： (1)电容式湿度调节器,这种湿度调节器在20世纪80年代初开始使用，它采用电容式感湿元件精度较高、体积小、量程宽、反应快，性能稳定，使用寿命长，几乎无需维护，被认为是现今最理想的测量相对湿度的方法，价格较高适用0-50. 原理：通过极板间具有吸放湿特性的介质在含水量改变时，电容量会改变，经检测并进行电路转换后可对加湿阀进行调节。,13-3-3取暖工况的湿度自动调节,(2)氯
14、化锂式电动湿度调节器 图示为氯化锂双位式电动湿度调节器及其系统。感湿元件1是一个绝缘的圆柱体，其表面缠有两根平行银丝，外涂一层含氯化锂的涂料，两根银丝本身互不接触，仅靠涂料使它们构成导电回路，所以感湿件的电阻值取决于涂料的导电性。当空气相对湿度变化时，氯化锂涂料的含水量随之改变，因而使其导电性改变，于是通过元件的电流也就成比例地发生变化。此电信号经晶体管放大器2放大后，即可通过信号继电器去控制调湿电磁阀4。当空气相 对湿度达到调定值时，信号继电器触头断开，于是电磁阀断电关闭，停止向空调器喷湿，而当相对湿度低于调定值1时，信号继电器触头闭合，电磁阀开启，蒸汽加湿器工作。,13-3-3取暖工况的湿
15、度自动调节,氯化锂的电阻值除与含水量有关外，还与温度有关。所以设调节旋钮3，按环境温度，依据湿温关系曲线，通过改变调节旋钮的位置来调整。,13-3-3取暖工况的湿度自动调节,(3)尼龙(或毛发)式气动湿度变送器 有的气动湿度调节系统所用的湿度变送器，是利用尼龙或脱脂毛发在既定拉力下的伸长率与空气相对湿度有关的特点做成感湿元件。这种系统及其维护管理比较复杂，灵敏度低，而且使用日久后感湿元件会老化或产生塑性变形，故目前使用不多。,附：送风系统静压的自动调节,每一个空调器服务于一组舱室空调器风机风压和风量按该组所有布风器全开选取如果某些舱室布风器风门关小或关死送风流量减少，则风管中静压就会增高引起其它舱室送风量增加、噪声增大高速系统中这种现象尤为明显为此，需对系统的静压进行调节,附：送风系统静压的自动调节,
