5.1船舶空气调节装置理论知识课件讲解

第五章

船舶空气调节装置5.1船舶空调理论知识主讲：夏霖8435759武汉船舶职业技术学院8435759CONTENTS0203基本概念船舶空调装置分类01对船舶空调的要求01对船舶空调的要求843575901对船舶空调的要求1．概述

为了能在舱室内创造出一个适宜的人工气候，以便为船员、旅客提供一个舒适的工作和生活环境，现代船舶大都设有空气调节装置。

船舶空调主要用于满足人们对工作和生活环境舒适和卫生的要求。它与某些生产工艺和精密仪器等所要求的恒温恒湿空调不同，对温、湿度等空气条件的要求并不十分严格，允许在稍大的范围内变动，属于舒适性空调。

船舶空调装置应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。“四度”

01对船舶空调的要求2．四度温度影响最大的是空气的温度。我国船舶空调舱室设计标准是:冬季室温为19—22℃；夏季室温为24—28℃；夏季室内外温差不超过6—10℃。室内各处温差不超过3—5℃；湿度湿度太低，人呼吸时会因失水过多而感到口干舌燥，而湿度太高，则汗液难以蒸发，也不舒服。夏季空调采用冷却除湿法，室内湿度一般控制在40％～50％；冬季室内湿度以30％～40％为宜，以便减少送风加湿量，并防止靠外界的舱壁结露。

01对船舶空调的要求2．四度清新程度

所谓清新程度是指空气清洁(少含粉尘和有害气体)和新鲜(有足够的含氧量)的程度。新鲜空气的最低供给量2～4m3/h·人气流速度

室内气流速度以0．15～0．20m／s为宜，最大不超过0．35m／s，否则人会感到不舒适。距室内空调出风口1m处测试的噪声应不大于55～60dB(A)。

01对船舶空调的要求3．设计参数船舶空调设计参数(★★★)冬季夏季室内温度19~22oC24~28oC室内外温差6~10oC相对湿度30%~40%40%~50%风速0.35m/s以下新鲜空气量30~50m3/(h·人)允许噪声级55~60dB(A)舱外条件(远洋)-18oC;80%35oC;28oC(湿球)ISO室内22oC27oC；50%室外-20oC30oC；70%02基本概念843575902基本概念1．基本概念02基本概念1．基本概念相对湿度

相对湿度就是空气中的绝对湿度Z与同温度下饱和绝对湿度Zb之比值，常用百分数表示:

φ

=

Z/ZbX100%

相对湿度表示空气接近饱和空气的程度。φ=0，则属于干饱和空气;φ=100%，则称为湿饱和空气。

在一定压力和温度条件下，一定数量的空气只能容纳--定限度的水蒸气量。在某一温度下，空气吸收水蒸气量若达到该温度下最大限值，空气中水蒸气含量呈饱和状态，称为饱和空气。空气中水蒸气含量未达到该温度下的最大限值，该空气称为未饱和空气。在水蒸气分压力不变的条件下，将未饱和空气温度下降到某一温度时，可变成饱和空气。这时的温度通常称为空气的露点温度。如空气温度降到露点温度以下，空气中水蒸气含量超出了该温度下所允许的最大限值。此时，空气中的一-部分水蒸气就会凝结成水珠析出。02基本概念2．船舶空调装置概况船舶空调装置一般都是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。有的船舶空调装置还能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。只有某些特殊舱室，例如机舱集中控制室，才单独设专用的空气调节器，称为独立式空调装置。02基本概念3．送风量和送风参数的确定显热负荷[SensibleHeatLoad]和湿负荷[WetLoad]显热负荷(Qx)(kJ/h)含义单位时间内渗入舱室并能引起室温变化的热量。来源渗入热26%~31%太阳辐射热25%~27%人体热16%~18%设备热4%~5%正负夏季(+)冬季(-)湿负荷(W)(g/h)含义舱室单位时间内所增加的水蒸气量。来源人员(40~200g/h)和物品所散发的水汽。正负+02基本概念3．送风量和送风参数的确定02基本概念3．送风量和送风参数的确定02基本概念3．送风量和送风参数的确定显热平衡式:湿平衡式:夏季(降温工况[CoolingCondition])冬季(取暖工况[HeatingCondition])ts<trts>tr若提高送风温差tr-ts，可减小送风量V，风机流量和风管尺寸可减小；但送风温差取决于布风器，过大不能保证室内温度均匀。可采用回风减少热负荷。(仍然可以保证空气新鲜程度，因为按热平衡求出的送风量超过新鲜空气需求量)02基本概念3．送风量和送风参数的确定对舱室温度进行单独调节的方法：变量调节：改变送风量(改变布风器风门开度)。缺点：①不能保证新鲜空气需求量；②干扰临近舱室送风量；③影响室温均匀性。变质调节：改变送风温度(在布风器中进行再加热、再冷却或采用双风管系统)。02基本概念4．舱室的热湿比和空调分区[A/CZoning]舱室的潜热负荷[LatentHeat]：舱室的湿负荷W会使空气的含湿量d增加，也就是使湿空气的焓值增加，为潜热负荷。舱室的全热负荷：单位时间内加入舱室使空气焓值变化的热量，是显热负荷Qx和潜热负荷Qq之和。舱室的热湿比

舱室的全热负荷湿负荷1kg水蒸气的焓1kg干空气的焓02基本概念4．舱室的热湿比和空调分区[A/CZoning]空调分区[A/CZoning]原因：若一个中央空调器送风量太大，则主风管就太多而难于布置。所以舱室较多的船舶，都分为若干个独立的空调区，并为每区设置各自的空调器和送风系统。原则：货船将热湿比相近的舱室划在同一分区内，客船按①热湿比相近；②不穿过防火隔离区；③不穿过水密隔离区原则分区。

空调舱室达到稳定状态时，换气带走的热量和湿量，等于舱室的热负荷和湿负荷。而排气的参数就是室内空气的参数(tr，dr，hr)，所以也可理解为送风在参数(ts，ds，hs)转变到室内空气参数的过程，正好吸收了相当于舱室热负荷和湿负荷的热量和湿量。03船舶空调装置分类843575903船舶空调装置分类1．集中式单风管系统

在这种系统中，送风由中央空调器统一处理，然后通过单风管送到各个舱室，如图12—4所示。由于各舱室的送风参数相同，所以对各舱室空气参数的个别调节就只能靠改变布风器风门的开度，即改变送风量来实现。这种系统比较简单，初置费较低，在货船上用得最普遍。但因采用变量调节，调节幅度不宜过大，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，此外，调节时还会对其它舱室的送风量产生干扰。

03船舶空调装置分类2．区域再热式单风管系统

这种系统是将中央空调器统一处理后的空气，由设在空调器分配室各隔离室内或主风管内的二次换热器对送风进行再加热，即对送风温度作进一步调节，然后再用单风管送至各个舱室。

这种系统对热负荷(绝对值)较小的舱室可少进行或不进行再加热(即采用较小的送风温差)，故一般可不必把送风量过分调小。

03船舶空调装置分类3．末端再处理式单风管系统

除在中央空调器中对送风作统一处理外，还在各舱室的布风器内设末端换热器，对送风进行末端再处理。末端再处理的方式通常有两种。

末端电再热式：即在布风器内设电加热器，冬季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能满足热负荷较低的舱室对室温的最低要求即可，一般为20～30℃，夏季则只能做变量调节，送风温度为11～15℃。这种方法所花费用不多，管理也较简单，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，冬季通以热水，夏季则通以冷水，如图12—5所示。这种系统冬、夏都可藉调节水量实现变质调节。取暖工况时送风温度约为15～25℃；降温工况时约为12～16℃。这种系统的空调器只需承担舱室的部分热、湿负荷，故送风量可比其它空调器减少1／2～1／3，有的即可采用全新风。

03船舶空调装置分类4．双风管系统

系统的中央空调器如图所示，由前、后两部分组成，一部分送风经空调器前部预处理后即经中间分配室送至舱室布风器，称为一级送风，而其余部分则经空调器后部再处理后经后分配室送至舱室布风器，称为二级送风。

03船舶空调装置分类5．分类形式集中式单风管系统区域再热式单风管系统末端电再热式末端水换热式双风管系统冬季夏季变量变质变量变质变质变量

03船舶空调装置分类5．分类根据送风管内空气流速分类：主风管风速支管风速优点缺点低速系统10~15m/s4~8m/s风速低，风管阻力小，风机的风压不高风管截面积大，风管尺寸