船舶空调系统及设备

12-3-1 船舶空调系统的分类
末端水换热式
布风器内设水换热器 冬季通热水 夏季通冷水 冬、夏都可藉调节水量 实现变质调节。 空调器只承担舱室的部 分热、湿负荷。 送风量比其它空调 器减少1／2～1／3。 有的可采用全新风 特点：性能较好，造价 较高，管理也较麻烦，实 际应用较少
12-3-1 船舶空调系统的分类
2．高速系统 主风管内风速在15m／s以上，常用风速为25m ／s左右, 有的高达30m／s。 送风支管风速约为8～15m／s。 因风速高，可选用送风温差较大的诱导式送风。 使送风量减小。 因送风量小，风管尺寸和重量都减小。 用标准化圆风管及附件，便于安装，又降低成本。 缺点： (1)风管阻力大，风机功率较大, 高风压使 空气温度升高, 增加热负荷 (2)噪声大。 许多船舶采用主风管风速在15m／s的中速系统
12-3-3 布风器
布风器按送风诱导作用的强 弱可分为直布式和诱导式两 类。 1、直布式布风器 直布式布风器是一种将送 风直接送人舱室的布风器， 其出口做成有利于送风气流 扩散的形状，如喇叭形、格 栅形等。直布式布风器的出 口风速较低，一般为2～4m ／s，送风与室内空气混合较 慢，所以送风温差不宜过大， 一般在10℃以下。
12-3-2 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，它通常置于上层甲 板后部的专门舱室——空气调节站里，在客船上空 调器数目较多，故多分布在全船各处。下图示单风 管系统的中央空调器为例说明空调器的各组成部分 及其工作情况。
12-3-2-1空气的吸入、过滤和消音
第三节 船舶空调系统及设备
一、船舶空调系统的分类
二、中央空调器
组成、各部分的作用；取暖、制冷工况 h-d图上的变化过程(★★★★ ★) 。
三、布风器
结构形式，诱导比(★★★)
12-3-1 船舶空调系统的分类
• 集中式和半集中式船舶空调装置根据其调 节方法的不同主要有以下几种形式。
1．集中式单风管系统 2．区域再热式单风管系统 3．末端再处理式单风管系统 4．双风管系统
12-3-1 船舶空调系统的分类
4．双风管系统
中央空调器由前、后两部分组成
一部分送风经空调器预处理后即送至舱室，称一级 送风。 其余部分则经再处理后经后送至舱室，称二级送风。 通过调节布风器两个风门开度，改变送风混合比，即可 调节舱室温度
12-3-1 船舶空调系统的分类
冬、夏都可变质调节，调节灵敏。 空调器和风管系统的重量和尺寸较大 不需设末端换热器 可用较便宜的直布式布风器，故噪声低，管理 简单 适合对空调性能要求高的客船
12-3-3 布风器
直布式布风器
12-3-3 布风器
球形布风器
12-3-3 布风器
2、诱导式布风器（简称诱导器）
图为一种带电加热器的壁式 诱导器。 它的特点是静压箱10中的静 压较高，送风(称一次风)是 通过许多小喷嘴9(约26～46 个)喷出，喷嘴的出风速度 较高(一般可达20～40m／ s)，能把很大一部分室内空 气经外罩正面的进风栅4卷 系进来(称二次风)· ，混合后 再从顶部出口格栅6吹出， 送人室内.
2 回风 4
3
time
新风 1
d
12-3-2-2 空气的加热和加湿
问题：1. 喷汽加湿过程空气温度(上升、基本不 变、降低)？ 2. 喷水加湿过程送风温度(上升、不变、降低)？ 总焓值(上升、基本不变、降低)？
3. 夏季，空气经过冷却器后含湿量(增大、减小)？ 相对湿度(增大、减小) ？ 5. 冬季，气温升高到5C以上，加湿阀应(增大开 度、减小开度、关闭)？
空气的吸入、过滤和消音(★★★)
1-新风进口 2-新风调风门 3-风机 4-回风调风门 5-空气滤器 6-冷剂回气集管 7-空气冷却器 回风量 空气滤器用于除尘，保持 8-制冷剂分液器 加湿器和空气加热器。这个系统设计 9-挡水板 [Return Air Ratio] 换热器清洁。图中为斜置 10-加湿器 不合理，加湿器应放在空气加热器之 11-空气加热器 空气冷却器、挡水板 新风量和回风量的比例可用手动调风门进行 12-底架 能方便地拉出以便更换或 13-检查门 调节， 调好后一般不变动 。 (或水)结冻。 收，还可防止加湿蒸汽 14-进风混合室 风机出风口截面积渐扩，有利于 清洗过滤元件。 消减 15-消声室 16-空气处理室 17-承水盘 多孔性材料，用来消减高频噪音。 18-送风分配室
11. 冬季，新风与回风混合后含湿量(增加、不变、减小)。
12-3-2-2 空气的加热和加湿
12-3-3 布风器
布风器 舱室的送风是通过布风器送入的。 布风器应满足以下要求： (1)能使送风与室内空气很好地混合，从而使室温均匀性好； (2)能保持人的活动区内风速适宜； (3)能单独进行调节； (4)阻力和噪声较小； (5)结构紧凑，外形美观，价格较低。
空调系统按送风管内空气流速高低分为： 1．低速系统
主风管内风速不超过15m／s 常用的风速范围为10～15m／s 送风支管的风速为4～8m／s 由于风速低，风管阻力小，风机风压不高1.2KPa 以下。 但低风速则要求风管截面增大，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。
低速 系统
空气流经风机温升大。 压出 效率 1. 提高制冷量；2. 提高 式空 (弯)压(出 )降低降温 高 高 (速 )后 制冷系数； 3. 调器 工况送风温度； 风量 低(速)前(弯)吸(入) 吸入 空气流经风机温升小。 大 式空 使空气均匀地流过换热 尺寸 调器 器 小
12-3-2-2 空气的冷却和除湿
3.下列空调系统冬、夏季都只能变量调节的是：
(1)区域再热式单风管 (3)双风管 (2)末端电再热式单风管 (4)末端水再热式单风管
12-3-1 船舶空调系统的分类
请记录(★★★ )： 冬季 集中式单风管 变量 夏季
区域再热式单风管
末端电再热式 变质
变量
变量
末端水换热式
双风管
变质
变质
12-3-1 船舶空调系统的分类
12-3-2-2 空气的加热和加湿
9. 冬季工况空气( )是不正确的。 A. 流经风机是等湿升温 B. 流经加热器是等湿升温 C. 喷水加湿是等温加湿 D. 走廊回风是等湿降温 10. 其它条件不变，空冷器壁温增高，则( )。 A. 含湿量降低 B.含湿量增大 C.含湿量不变 D. 相对湿度减小
12. 夏季，新风与回风混合后焓值 (增加、不变、减小)。
12-3-1 船舶空调系统的分类
问题：1.下列系统冬季、夏季都可变质调节的是：
(1)区域再热式单风管
(2)末端电再热式单风管
(3)双风管
(4)集中式单风管
2.下列空调系统夏季只能变量调节，冬季可变 质调节的是： (1)区域再热式单风管 (3)双风管 (2)末端电再热式单风管 (4)末端水再热式单风管
低速系统风机布置在空调器出口（吸入式空调器）
低速系统采用前弯叶型离心式通风机。 使空气比较均匀地流过换热器。
或以下列表格方式比较记忆
12-3-2-1空气的吸入、过滤和消音
(★)空调通风机 [A/C Fan/Blower] 叶片 放置位置 叶 型 高速 系统 原因 型式 原因
后 弯 叶 型
前 弯 叶 型
h
12-3-2-2 空气的加热和加湿
5 7 6 有回风集中式单 风管取暖工况 (★★★★★)
3 3 8 Q V V h h ) V c ( t t ) 1 . 2 V ( t t4 ) 加湿器蒸汽耗量 W 空气加热器热负荷 (( d d 10 1 . 2 V ( d d ) 10 5 4 p 5 4 6 6 5 5 5
4. 冬季，气温较低时加湿阀开度应(增大、减小)？
12-3-2-2 空气的加热和加湿
6. 室外气温不变，含湿量增大，空冷器显热负荷 (增大、不变、减小)？潜热负荷(增大、减小)？ 7. 空气经过加热器后，相对湿度(增加、降低)？ 含湿量(上升、不变、降低)？ 8. 空调制冷装置蒸发压力不宜过低主要防止( ) A. COP太低 B. 热负荷过大 C. 除湿量太大 D. 结霜堵塞风道 9. 夏季工况空气流经( )是不正确的。 A. 风机是等湿升温 B. 冷却器是降温减湿 C. 挡水板是等温减湿 D. 走廊回风是等湿升温
空调回风比
总风量 抽屉式，也有片式的，都 后，以利于加湿蒸汽(或水)被热空气吸 后面详述。
低频噪音。出风口和空调器内壁贴有
单风管系统中央空调器
12-3-2-1空气的吸入、过滤和消音
12-3-2-1空气的吸入、过滤和消音
高速系统风机布置在空调器进口（压出式空调器）
高速系统采用效率较高的后弯叶型离心式通风机。 避免风机产生热量使排出空气温度升高， 利于提高空气冷却器的蒸发温度
空气的冷却和除湿
下面先复习湿空气的焓湿图，再讨论降温工况的 空气参数在焓湿图上的变化过程。
h
等湿度线 等温线 等相对湿度线 100%(饱和空气)
(+)
等焓线
d (g/kg干空气)
(0) (-)
h
12-3-2-2 空气的冷却和除湿
31 G2 4 32 G1
2 回风
7 3
有回风集中式单 风管降温工况 (★★★★★)
12-3-1 船舶空调系统的分类
2．区域再热式单风管系统
将中央空调器统一处理后的空气
由分配室或主风管内的二次换热器对送风再加热 再用单风管送至各个舱室
热负荷较小舱室可不进行再加热 舱室单独调节仍靠变量调节
但调节幅度明显减小
可解决几部分热湿比相差较大的舱室不得已 列入同一空调区所带来的弊病
1 新风
空气冷却器热负荷 t 4 t5 Q V (h4 h ) ~ 0.95 kJ/h 冷却效率(接触系数) E0 0 .57 t 4 t0
6 5’ 5 0 d na me
12-3-2-2 空气的加热和加湿
3.空气的加热和加湿 电加热 加热方式 蒸汽加热 热水加热
Steam Trap
12-3-1 船舶空调系统的分类
1．集中式单风管系统
对“单风管” 的理解：不是 只有一根送风 管，而是所有 送风管内的空 气参数相同。 （还可理解为？ 布风器）
送风由中央空调器统一处理，用单风管送到各舱室， 各舱室送风参数相同，空气参数调节是改变送风量。 简单，初置费较低，货船用得最普遍 因采用变量调节，调节幅度不宜过大 调节时会对其它舱室送风量产生干扰
12-3-1 船舶空调系统的分类
3．末端再处理式单风管系统
除中央空调器对送风作统一处理外 还在各舱室布风器内设末端换热器 末端再处理方式通常有两种 ①末端电再热式 ②末端水换热式 见下页
12-3-1 船舶空调系统的分类
末端电再热式（在布风器内设电加热器） 冬季靠改变加热电阻的阻值进行变质调 节 空调器将送风只加热到满足热负荷较低 舱室要求一般为20～30℃。 夏季则只能做变量调节，送风温度为 11～15℃。 所花费用不多，管理也较简单，在低温 海域航行的货船多有使用
12-3-3 布风器
诱导比
二次风量G2(kg／h)与一次风量 G1(kg／h)之比称为诱导比。
饱和蒸汽 凝水 热水井 加热器 (0.2~0.5MPa) 冬季外界空气相对湿度很高，但因温度低， 实际含湿量并不高，因此冬季在空调器中除 对空气加热外，还需要加湿。
阻汽器
12-3-2-2 空气的加热和加湿
蒸汽加湿
加Hale Waihona Puke Baidu方式 喷水加湿
电热加湿
切线供入蒸汽，旋转除去凝水。
加湿器应放置在加热器后，因为此处空气温度高，相 对湿度小，喷入的蒸汽(或水)容易被空气吸收，同时 还可防止加湿器在进风温度太低时结冻，但应防止加 湿过多造成舱内壁面结露。
• 布风器按安装位置的不同分为顶式和壁式两类。
• 壁式布风器靠舱壁底部垂直安装，使用方便。 • 顶式布风器装在天花板上，不占舱室地面，在艺术造型 工能与顶灯配合，起到装饰效果，所以，在船舶空调系统 中采用较多。
12-3-3 布风器
(a) 适用于天花板较平整的小舱室： (b) 适用于高诱导比的壁式布风器， (c) 适用于空间较大的舱室； (d) 适用于空气参数均匀性要求较高的舱室。