12.4 船舶空调装置的自动调节

1、第四节第四节 船舶空调装置的自动调节船舶空调装置的自动调节 12-4-1降温工况的自动调节 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，按舱室的升温增湿 受外界气候条件影响较大，必须进行自动调节 直接蒸发式 将制冷剂的蒸发温度控制在一定范围内 间接冷却式 控制流经空冷器的载冷剂的流量 并不能阻止送风温度随外界温、湿度的增减而升降 故舱室温度也会因送风温度和显热负荷的增减而变化 足够低的空冷器壁面温度 有足够的除湿效果 通常不对供风湿度再做专门调节 12-4-1-1直接蒸发式空冷器T 调节 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 每

2、个热力膨胀阀的制冷量范围有限 一些热负荷变动较大的装置采用 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 12-4-1-1直接蒸发式空冷器T 调节 图为三级能量调节示意图 (图b 性能与工况) 当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，图(b)中Z1所示 因蒸发压力p0较高 压力继电器P2/3、P3/3和低压继电器P都接通 压缩机六缸运行，电磁阀1DF、2DF同时开启 小膨胀阀1TV和大膨胀2TV同时供液 压缩冷凝机组的性能曲线为R，工况点为A 12-4-1-1直接蒸发式空冷器T调 节 随外界温度、湿度降低，空冷器热负荷减小 性能曲线向左移动，蒸发压力p0降低 为避免p

3、0太低使制冷系数太小，同时防止结霜 当工况点左移到一定程度(A点)时，p0使P3/3断开 压缩机减为四缸运行，其性能曲线变为R2/3 工况点也就移至B点 同时电磁阀lDF关闭，仅大膨胀阀2TV供液 12-4-1-1直接蒸发式空冷器T调节 当热负荷进一步降低，当工况点移至B位置时 p0使P23也断开 压缩机减为两缸运行，其性能曲线变为R1/3 工况点则移至C点 电磁阀2DF关，1DF开，小膨胀阀供液 热负荷增大时，p0增高，于是P2/3、P3/3就会 先后接通，压缩机增缸运行，电磁阀相应切换， 使投入工作的膨胀阀容量与制冷量相适应 12-4-1-1直接蒸发式空冷器 T调节 为了避免室内温度太低

4、用温度继电器和供液电磁阀对制冷装置进行双 位调节 当回风温度太低时, 温度继电器自动 关闭电磁阀，于是 制冷装置停止工作 调节方案如图示 12-4-1-1直接蒸发式空冷器T 调节 为减少压缩机起停次数 将蒸发器分为两组 并各自设电磁阀和膨胀阀 如图所示 一组感受新风温度 当外界气温较低时 该温度继电器关其电磁阀 蒸发器面积减小 装置制冷量(压缩机能量自动调低)减小，以适应热负荷较低 时的工作需要 l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 12-4-1-2间接蒸发式空冷器T 调节 根据回风温度自动调节载冷剂流量 从而调节

5、空冷器的换热量 以控制空调舱室温度 它既可以采用比例调节，也可以采用双位调节 回风温度代表舱室的平均温度，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 12-4-1-2间接蒸发式空冷器T调 节 图示为几种调节载冷剂流量方案 (a)比例调节；(b)双位调节 (c)将冷却器分两组，只对其中一组双位调节 12-4-2取暖工况的温度自动调节 1调节方案 (1)控制送风温度 滞后时间较短，测温点离调节阀较近 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 具体有单脉冲信号和双脉冲信号两种调节系统 12-4-2取暖

6、工况的温度自动调节 图示为单脉冲信号送风温度调节系统 感温元件1放在空调器出口，感受 送风温度 信号送到调节器2 当室外新风温度变化时，送风温 度随之变化 调节器根据送风温度与调节器 调定值偏差，发出信号 改变加热工质调节阀开度，使 送风温度大致稳定 但外界气候变化还使舱室显热负 荷变化，仅控制送风温度，室温 仍然有较大波动 所以又出现了双脉冲温度调节系 统 图示为双脉冲信号送风温度 调节系统 两个感温元件，分别感受新 风温度tw和送风温度ts 两信号同时送入调节器2，共同操纵流量调节阀3 室外气温降低时相应提高ts 室外气温升高时相应降低ts 这使室温变动减小，甚至保持不变 前馈调节 在室外

7、温度变化（扰动）出现而室温尚未变化时就预先作出 调节 使调节动态偏差减小，调节过程时间缩短 12-4-2-1 调节方案 12-4-2-1 调节方案 12-4-2-2 直接作用式温度调节器 以温包为感温元件，热惯性较大；但其结构简单， 管理方便，故获得广泛应用 温度调节器常采用充注甘油之类的液体温包 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 从而减少输出压力受温包以外温度的干扰 图1221示出一具有温度补偿作用的双脉冲直接 作用式温度调节器 新风温包2，放在空调器新风入口处 送风温包3，放在空调器分配室内，

8、感受送风温度 12-4-2-2 直接作用式温度调节器 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而挤入液缸 推动柱塞9将调节阀1关小 若送风温度升高 送风温包中液体就会膨胀而挤入液缸 顶动栓塞将阀关小 若送风温度下降 则温包中的液体收缩 弹簧7将顶杆4和柱塞9压回，使调节阀落下而开大 因而即可保持送风温度的稳定 12-4-2-2 直接作用式温度调节器 当外界气温升高时 新风温包中液体挤入液缸，关小调节阀 调节器会自动使送风温度降低 当外界气温降低时 则会使送风温度提高 这就起到了送风温度随外界气温度变化而自动改变的补偿 作用 温度补偿率的大小与两个温

9、包的容积比有关 若容积相同 则气温每下降l，送风温度约升高1 若送风温包比新风温包大一倍 则气温每下降2时大约能使送风温度升高1 Kr大致约为新风温包与送风温包的容积之比 12-3-3 取暖工况湿度自动调节 1调节方案 (1)控制送风相对湿度 图示为比例调节系统原理图 感湿元件1在空调器出口 信号送至比例式湿度调节器2 当相对湿度偏离整定值，调节 器使加湿蒸汽调节阀3开度与 偏差值成比例变化，使送风相 对湿度控制在一定范围内 只要选取合适的整定值，即可 大致调定送风的含湿量d 如舱室的湿负荷变化较大 室内的相对湿度仍会产生较大 的变化 控制送风湿度的方法不能采用 双位调节 12-3-3-1 调

10、节方案 (2)控制送风的含湿量(露点) 直接控制送风的含湿量 就可大致地控制室内 相对湿度 因为含湿量确定 即露点确定，亦称为 露点调节 图示为控制送风露点 的空调系统简图 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系统和双风管系统 12-3-3-1 调节方案 当感湿元件1送出的湿度信号 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 滞后时间长 室内空气湿度的不均匀

11、性会较大 改用比例式调节，可改善室内湿度的均匀性 l(3)控制回风或典型舱 室的相对湿度 图示出控制回风或典 型舱室相对湿度的双 位调节系统 12-3-3-2 湿度调节器 根据感湿方法不同有以下三种： (1)干湿感温元件式湿度调度器 将两个感温元件同时置于测量点 并将其中一个包以湿纱布 用干、湿感温元件的温度差来反映 相对湿度的大小 感温元件可采用 温包 将干、湿温差变为温包充剂的压差 热电阻 存在温差-出现电阻差-变为电桥的 不平衡电压-反映相对湿度 图示一种干、湿温包式湿度调节 器。它是一种双位式电动调节器 12-3-3-2 湿度调节器 (2)氯化锂式电动湿度调节器 图1224为氯化锂双位

12、式电动湿度调节器系统 感湿元件1 是一个绝缘的圆柱体 表面缠有两根平行银丝，外涂一层含氯化锂的涂料 两银丝本身互不接触，靠涂料使它们构成导电回路 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 氯化锂涂料含水量改变，其电性改变，于是电流变化 l此电信号经放大后，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，电磁阀关闭，停止喷湿 当低于调定值1时，电磁阀开启，加湿器工作 12-3-3-2 湿度调节器 (3)尼龙(或毛发)式气动湿度变送器 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 系统及其维护管理比较复杂，灵敏度低 使用日久后感湿元件

13、会老化或产生塑性变形 目前使用不多 12-3-4 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 12-3-4-1 静压的自动调节方案 可以将静压调节器直接装在主风管上 需要的调节器数量较多 但主风管可无须另设风门， 调试更为方便，控制效果也好， 目前更为流行 具体做法有以下两种： (1)主风管节流法 当控制点的静压升高时，调节器即会动作，使该主 风管进口的节流风门关小，从而减小主风

14、管静压 在关小节流风门时会使风机风压提高，噪声增大， 运行工况有时会不稳定 12-3-4-1 静压的自动调节方案 (2)主风管放气法 当控制点静压升高时 调节器使该风管通走廊的 泄放风门3自动开大，以 降低主风管中的静压 风机的工况点变化不大， 故运行稳定 但空调器实际流量和风机 功率不变，经济性较差 不过泄放的空气可以改善 走廊的气候条件 12-3-4-2 直接作用式静压调节器 图示为一直接作用式静压调节器 装在主风管上，其动作原理如下： 主风管中静压由测压管3传至橡胶波纹 管1中 当静压升高超过调定值时 波纹管胀开，推动承压板2 通过四根顶杆9和内壳10两侧的风 门连杆机构6 克服四根拉伸调压弹簧7的初张力 使两扇风门5各绕其转轴8摆动,相 互靠拢，将内壳的进风口关小， 进行节流，使风门后的静压下降 当静压低于调定值