船舶空调系统节能设计方法研究

船舶空调系统节能设计方法研究
发布时间：2023-03-17T02:47:00.202Z 来源：《建筑实践》2023年1月1期作者：李贺
[导读] 在航海过程中，特别是远程航行，船舶将面临很多的不确定因素
李贺
招商局重工（江苏）有限公司南通海门 226116
摘要：在航海过程中，特别是远程航行，船舶将面临很多的不确定因素，所以在进行船舶空调系统设计的过程中，需要考虑很多的问题，比如空调的质量、成本以及空调的运行效率，还需要满足规格书中所要求的空调的风量以及换气的次数，都是非常重要的问题，船舶的制造过程中也要选择合适的材料。

因为船舶需要长期在海水中工作，所以在设计船舶系统时需要严格要求船舶空调系统的而设计规范。

同时国际劳工组织对于船员的舒适性提出了越来越高的要求，所以在设计过程中也要注重热舒适指标的控制。

关键词：船舶空调；系统节能；设计方法
前言：为了能回应保护生态环境和网络资源可持续发展的呼吁，船舶工程项目在向绿色环保方位挨近。

船舶中包括许多的耗能系统软件，在其中空调系统是耗能比较大的操作系统之一，空调系统不但为游客、水手等给予合适的日常生活温度，更为船舶上别的设备的正常运转给予必备条件，所以要努力做到船舶绿色环保，船舶空调系统的设备保证环保节能运作非常重要。

船舶空调系统及设备环保节能针对船舶、海洋资源和资源利用都是有十分重要的意义。

1船舶空调系统节能设计的重要性
在这个非常复杂的船舶系统的设计和制造的过程中，空调系统的设计是非常重要的一部分，目前在国际航运总量中，海上运输占很大的一部分，那么对船舶经济型的要求也越来越高，再加上国际劳工组织对船员的舒适性要求也在逐渐提高，所以要更加重视整个空调系统合理的设计。

在研究船舶空调系统舒适度的研究上，首先要满足相关的热舒适性评价指标对室内空气状态的要求。

而说到舒适，肯定是以船上的人员感受为核心，设计的空调系统一定要能够为船上人员创建一个舒适的室内气候环境，这样不仅会让船上的船员有非常高的工作效率，还能够让船员在船上工作的过程中心情愉悦，从而大大减少在船上的劳累。

但是，在考虑舒适度的时候一定不能忘记空调系统的耗能问题，因为在整个船舶中的能耗中，空调系统占有非常大的一个比例，所以在进行设计的过程中，要综合考虑这两个问题，从实际出发，最大程度满足热舒适度的要求。

随着社会和经济的发展，航海业的竞争也非常的激烈，那么船舶的制造以及运营自然成为了船舶行业的关键问题，随着人们生活水平的提高，对于船上舒适度的要求自然变得更高，说明在进行船舶设计时，还要注重能源的节约以及系统能量的有效提高，从综合要求出发，努力设计出更高效、更适合人们工作和生活的热舒适条件。

2船舶空调系统节能运行的基础要求
2.1温度与相对湿度
就以往的经验来看，影响人体舒适感的最大因素是温度情况。

一般来说，人的最佳体感温度在23℃-24℃之间，其中温度变化不宜超过2℃。

另外，考虑到人对气温的感知能力，有空调的室内温度和室外温度的温差也不能过大，要控制在8℃左右。

在湿度方面，只要保持室内空气为50％的相对湿度即可。

另外，考虑到空调系统对船舶整体能耗造成的影响，船舶空调的温度设定不宜温差过大，只需要保持在人体舒适温度区间即可。

室内空调合理的温度是夏天应在23℃-28℃，冬天应在18℃-20℃。

2.2空气清新度
空调系统除了调节室内温度以外，其另一个重要作用在于调节室内空气的清新度。

而室内空气的清新度由空调系统排出和导人的空气量影响，为了保证人的呼吸舒适度，新鲜空气的供给量要确保在每人约2.5立方米每小时。

并且，为了模拟室外环境，空调系统在室内也要形成空气流动，根据不同的季节要求，其空气流动速度要控制在0.15m／s-0.20m／s之间，最大值不得超过0.35m／s。

3船舶空调系统节能设计方法
3.1设计参数优化
船舶中空调的主要功能是为了保证船上人员能够正常的工作和生活，维持好空气的温度和湿度，为船上人员提供一个舒适的工作和生活环境，同时还要考虑空调的负荷以及能耗，而负荷会随着温度和相对湿度的变化而变化，所以在进行温度和相对湿度的设置时要综合考虑，把温度和相对湿度控制在一个合理的值上，尽可能的减少空调系统的能耗。

我国对于船舶中的基本参数的设置都有一定的标准，要综合考虑节能和舒适度的要求设计参数。

需要注意的是，在夏天设置空调系统的参数时最好不要通过提高温度的方式来减少节能，但是相对湿度可以在合理的范围内尽可能的提高一些。

3.2设计负荷
在整个空调设计系统中空调负荷的控制是非常重要的。

在传统的船舶空调系统中，对于设计负荷的计算没有确定的公式，只能通过估算的方法来实现，所以计算得到的负荷值并不准确，但是在空调系统设置中，容量的计算是按照全负荷条件来选定的，还要加上一定的余量。

但是，在实际的运行工作下，很多设备都是在部分负荷下工作的，所以这样设置系统容量就会远远大于实际的使用负荷，从而造成一个资源浪费。

从节约资源的角度出发，容量的浪费实际上就是能源的浪费，应该妥善处理。

3.3对布风器进风量大小实现一次调节
船只空调系统依靠布风器对各舱底统一隧道通风，因为各舱底间距空调系统近远不一，同歩至各布风器的风量尺寸也不一致，必须对出风量开展调节，在空调系统布风器壳体进风时，可根据调节一次调节构造的手轮经转动调节杆推动调节管在进风管上挪动，使调节管的调节孔与进风管的进风孔相匹配成合闭或一部分中国联通或彻底接入情况，调节孔和进风孔的接入尺寸影响到对空调系统布风器进风量的尺寸，为此对空调系统的进风量尺寸完成一次调节；与此同时，根据调节二次调节组织的转动经传动齿轮、蜗杆传动系统曲轴推动阀板在进风管中挪动，展现前后左右滚动情况，使阀板处在静风管壁厚进风孔段不一样部位，调节连接壳体的进风孔总数，对空调系统布风器进风量尺寸，从而对空调系统布风器进风量尺寸完成二次调节，运用一次、二次调节相互配合能有效控制空调系统的进风尺寸，进而调节空调系统的出风量尺寸，保证各舱底送风量均衡。

实际设计方案：一次调节组织包含手轮和转动调节杆，手轮经转动调节杆联接调节管；二次调节组织包含旋纽、传动齿轮、蜗杆和曲轴，旋纽设定于出通风风管口，旋纽经传动齿轮旋转联接蜗杆一端，蜗杆另一端连接杆一段，连接杆另一端连接阀板。

预估实际效果：2个调节组织的多级别管控完成布风器的送风量均衡，有益于节能减排，减少浪费。

3.4采用变频技术实现压缩机的能量调节
在船舶空调系统的实际工作中，其并非全部时间处于满负荷状态下，而是以部分负荷的状态工作。

这样虽然能够做到空调压缩机的能量调控，但是由于空调机本身在制冷量和冷负荷之间就存在数值差异，因而会导致其应有的制冷能力大打折扣，这也就增加了空调的能耗。

而随着空调变频技术的发展，空调变频装置的成本已经大大降低，在船舶空调中引入变频技术成为解决上述问题最好的办法。

目前，变频技术已经在家用空调中实现了大范围的使用，我们相信，成熟的船舶空调变频技术必将早日到来。

结束语：
综上所述，想要设计出更高效节能的船舶空调系统，不仅要根据货轮航运的室外的气候条件，还要根据相关船舶的空调设计要求，对空调的负荷计算、材料选择以及风道系统的设计进行综合考虑，进一步优化，才能设计出既满足船员生活舒适的要求，又足够节能环保的船舶空调系统。

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