船用空调系统课件.pptx

第一节第一节 概概 述述12-1-1 船舶空调的要求w属舒适性空调w应能使室内空气条件符合以下要求w(1)温度n一般入感到舒适的温度条件：l冬季为1924l夏季为2128n我国船舶空调舱室设计标准是：l冬季室温为1922l夏季室温为2428l室内各处温差不超过35l夏季室内外温差不超过61012-1-1 船舶空调的要求w(2)湿度n相对湿度在3070的范围内人都不会感到不适l如果湿度太低w人呼吸时会因失水过多而感到口干舌燥l湿度太高w汗液难以蒸发，也不舒服n夏季空调采用冷却除湿法l室内湿度一般控制在4050n冬季室内湿度以3040为宜l以便减少送风加湿量，并防止靠外界的舱壁结露12-1-1 船舶空调的要求w(3)清新程度n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n如果只从满足入呼吸对氧气的需要出发，新鲜空气的最低供给量2.4m3h人即可n然而要使空气中二氧化碳、烟气等有害气体的浓度在允许的程度以下，则新风量就需达到3050m3h人12-1-1 船舶空调的要求w(4)气流速度n要求空气能有轻微的流动，以使室内温、湿度均匀和人不感到气闷n室内气流速度以0.150.20ms为宜，最大不超过0.35ms，否则入会感到不舒适w舱外气候条件是确定空调负荷大小的重要依据w我国所定的远洋船舶空调设计的舱外条件是：n冬季为一18，相对湿度80n夏季为+35，湿球温度28(约相当于=70)。w我国和ISO所定船舶空调设计参数如表121示w 表12-1 船舶空调设计参数(303）12-1-2 船舶空调装置概况w中央空调装置n将空气经过集中处理再分送到各个舱室w半集中式空调装置n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w独立式空调装置n某些特殊舱室，例如机舱集中控制室，单独设专用的空气调节器12-1-2 船舶空调装置概况w图为船舶集中式空调装置示意图w通风机7n由吸口6吸入外界空气(称为新风)n从通走廊吸口4吸入一部分空气(称为回风)w二者在中央空调器1中过滤，加热、加湿，或冷却、除湿，以达到一定的温度和湿度w最后通过主风管2，各支风管送到舱室布风器312-1-2 船舶空调装置概况w在气候适宜时n可采用单纯通风(关回风口)n使新风只经过过滤就送入舱室，保持室内空气清新n室内空气通过房门下部格栅流入走廊，部分作为回风，其余排往舷外w非空调舱室(厕所等)、公共活动舱室和走廊设有抽风口，由排风机5从高处排至舷外w由于非空调舱室中形成一定的负压n空调舱室的空气就会自动流入n使非空调舱室也能得到一定的空调效果n并避免这些舱室的不良气味散发到其它舱室第二节空调的送风量和送风参数12-2-1舱室的显热负荷w显热负荷n单位时间内渗入舱室并能引起室温变化的热量n单位kJh，用Qx表示w主要包括：n(1)渗入热因室内外温差而由舱室壁面渗入的热量n(2)太阳辐射热因太阳照在舱室外壁而传入的热量n(3)人体热人员散发的热量，平均每入210kJhn(4)设备热室内照明和其它电气设备散发的热量w夏季舱室显热负荷为正值w冬季舱室显热负荷为负值12-2-1 舱室的湿负荷w湿负荷n舱室在单位时间内所增加的水蒸气量l单位为gh，用W表示w舱室的湿负荷主要来自室内人员和某些潮湿物品所散发的水汽w根据气温和劳动强度的不同，每个人产生的湿负荷约为40200ghw湿负荷一般都为正值12-2-1-2 送风量和送风参数确定w图示为舱室热、湿平衡的示意图w稳定时，送风量和室内排出空气量相等，换气带走的热量和湿量分别与舱室的热负荷和湿负荷相等w即 Qx=Vcp(tr-ts)kJh W=V(dr-ds)gh式中：V送风的体积流量，m3h；空气密度，常温常压下约为1.2kgm3 cp 空气定压比热，约为1 kJkg tr,ts室内温度及送风温度，dr,ds室内空气及送风含湿量，g/kg12-2-1-2 送风量和送风参数确定12-2-1-2 送风量和送风参数确定w式(121)、(12-2)分别为舱室的显热平衡式及湿平衡式w在空调设计时n室内要保持的温度tr和相对湿度r预先给定n由湿空气焓湿图可查得室内要求的含湿量drn根据舱室具体条件，按设计手册提供的经验数据，计算出舱室的显热负荷Qx和湿负荷Wn根据所用舱室布风器的型式来选定送风温差(tr-ts)l于是送风温度ts便可确定n由式(121)即可求出送风量Vn由式(122)求出送风含湿量dsn利用湿空气焓湿图查得所要求的送风相对湿度12-2-1-2 送风量和送风参数确定w夏季室外气温较高n舱室显热负荷为正值,空调应按降温工况工作n送风温度ts应低于室内温度trw冬季室外气温较低n舱室显热负荷是负值,空调应按取暖工况工作n送风温度ts应高于室内温度tr w如能提高送风温差(tr-ts)n即可减少送风流量,风机和风管尺寸均可减小n但送风温差又取决于布风器的型式l若取得过大将难以保证室内温度的均匀n根据显热平衡式求出的送风量超过(3050m3/h)，因而可用部分回风来减少空调器的热负荷12-2-1-2 送风量和送风参数确定w船舶各空调舱室的热负荷各不相同n同一舱室热负荷也会变化n各舱室入员对气候条件的要求也不同w因此，希望对各舱室空气温度进行单独调节：n改变送风量，即变量调节l改变布风器风门开度l可能影响风管中的风压，干扰其它舱室的送风量l会影响室温分布的均匀性，调节性能不如变质调节好n改变送风温度，即变质调节l在布风器中进行再加热、再冷却或用双风管系统w当热负荷超过设计值，送风量又达设计限度时n只能靠减少新风量、增大回风量的方法来解决12-2-2舱室的热湿比和空调分区w 1舱室的全热负荷和热湿比w由工程热力学可知n1kg湿空气的焓h大致为1kg干空气的焓ha与其所含水蒸气的焓0.001dha之和，即 hha+0.001dha kJkS 其中，干空气的焓ha=cpt,w式(123)又可改写为 hcpt+2.5d kJkg w即：舱室湿负荷W(gh)会使空气的含湿量d增加（湿空气焓值增加），即可视为潜热负荷12-2-2-1 舱室全热负荷和热湿比w 潜热负荷用Oq(kJh)表示，由上式可知 Qq=2.5W kJh (125)w舱室的全热负荷n是单位时间内加入舱室使空气焓值变化的全部热量，它应为显热负荷与潜热负荷之和，用Q表示，即 Q=Qx+Qq kJh (126)w可导出稳定状态时空调舱室的全热平衡式；Q=V(hr-hs)(127)w舱室的热湿比n舱室的全热负荷和湿负荷之比可称为，用s表示。即 Q0.001W kJkg (12 8)12-2-2-1 舱室全热负荷和热湿比w船上不同舱室n不仅热负荷和湿负荷可能不同n而且热湿比也可能不同n位置相近和大小相同的舱室，热负荷相近l住的入越多，湿负荷越大，的绝对值就越小l公共舱室湿负荷一般较大，比船员住舱要小l例如w夏季船员住舱约为1256025120kJkgw而餐厅则约为6280 12560kJkgl冬季Q0，为正值12-2-2-2 空调的分区w中央空调器的送风量不宜过大n合适的送风量约在30007500m3/h范围w空调舱室较多的船舶n一般都分为若干独立空调区n每区设置各自的空调器和送风系统w在划分空调分区时n应将热湿比相近的舱室划在同一分区内l为当舱室的热湿比相差较大时w同样参数的送风w单靠调节风量，不能使各舱室内空气参数同时保持在适宜范围12-2-2-2 空调的分区w具体分析如下：n当舱室在稳定状态时l换气带走热量和湿量l等于舱室热负荷和湿负荷W=V(dr-ds)ghQ=V(hr-hs)n排气参数l等于室内空气参数(tr,dr,和hr)n送风参数(ts,ds和hs)转变到tr,dr,和hr的过程中，吸收了相当于舱室热负荷和湿负荷的热量和湿量12-2-2-2 空调的分区n这一过程在图示焓湿图上可用点G(送风点)到点a(室内点)的过程线来表示n由式W=V(dr-ds)ghQ=V(hr-hs)kJh相除可得=Q0.001 W =1000(hr-hs)/(dr-ds)n上述过程的热湿比也就是舱室的热湿比12-2-2-2 空调的分区w如果送风参数和舱室的热湿比已经确定n送风点G及其送入室内后变化过程线方向即确定n若舱室的热、湿负荷Q、W已知n选择了某一送风量V后，则室内空气参数即可求出即 hr=hs+Q(V)dr=ds+W(V)w由于送风量V不同，室内空气状态点a的位置就不同，但均沿既定的线移动n送风量越小，a点离送风状态点G越远(如a)n反之则越近(如a”)12-2-2-2 空调的分区w当舱室的相近(图中A和B)时n合适的送风量n可使各舱室内的参数处于hd图上的舒适区域内w如果舱室间的相差太远(如A与C)n无论怎样调节送风量n也不可能使各舱室的空气参数同时舒适区域内n只有向小的C舱送入d小的风(点G)，才能使该舱室空气参数进入舒适区域12-2-2-2 空调的分区n上述分析指不再对舱室送风进行分区(或末端)再处理n如对某些舱室送风进行再处理(如等湿加热或冷却)，则上述困难可以克服w在货船上n将左、右舷分为两个空调区n全船只分为一个空调区w较大的船将艇甲板以上舱室单独设区，即全船设三个空调区w客船，空调分区较多n考虑热湿比差异n避免风管穿过船上的防火隔墙或水密隔墙第三节第三节船舶空调系统及设备船舶空调系统及设备12-3-1 船舶空调系统的分类w1集中式单风管系统n送风由中央空调器统一处理，用单风管送到各舱室n各舱室送风参数相同，空气参数调节是改变送风量n简单，初置费较低，货船用得最普遍12-3-1 船舶空调系统的分类n因采用变量调节，调节幅度不宜过大n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w2区域再热式单风管系统n将中央空调器统一处理后的空气l由分配室或主风管内的二次换热器对送风再加热l再用单风管送至各个舱室n热负荷较小舱室可不进行再加热n舱室单独调节仍靠变量调节l但调节幅度明显减小n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12-3-1 船舶空调系统的分类w3末端再处理式单风管系统n除中央空调器对送风作统一处理外n还在各舱室布风器内设末端换热器n末端再处理方式通常有两种l末端电再热式（在布风器内设电加热器）w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2030w夏季则只能做变量调节送风温度为1115w所花费用不多，管理也较简单w在低温海域航行的货船多有使用 12-3-1 船舶空调系统的分类n末端水换热式l布风器内设水换热器w冬季通热水w夏季通冷水l冬、夏都可藉调节水量实现变质调节l空调器只承担舱室的部分热、湿负荷w送风量比其它空调器减少1213w有的可采用全新风l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w 4双风管系统n中央空调器由前、后两部分组成l一部分送风经空调器预处理后即送至舱室，称一级送风l其余部分则经再处理后经后送至舱室，称二级送风n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n冬、夏都可变质调节，调节灵敏n空调器和风管系统的重量和尺寸较大n不需设末端换热器n可用较便宜的直布式布风器，故噪声低，管理简单n适合对空调性能要求高的客船12-3-1 船舶空调系统的分类w空调系统按送风管内空气流速高低分为：n1低速系统l主风管内风速不超过15msw常用的风速范围为1015msl送风支管的风速为48msl由于风速低，风管阻力小，风机风压不高l但低风速则要求风管截面增大w这使得风管尺寸、重量也随之增大l为了减小风管所占的空间高度w截面需做成扁矩形w使得制造、安装和隔热包扎都较麻烦12-3-1 船舶空调系统的分类n 2高速系统l主风管内风速在15ms以上w常用风速为25ms左右,有的高达30msl送风支管风速约为815msl可用送风温差较大的诱导式送风w使送风量减小，风管尺寸和重量都减小l用标准化圆风管及附件，便于安装，又降低成本l缺点：w(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w(2)噪声大。l许多船舶采用主风管风速在15ms的中速系统12-3-2 中央空调器w对空气进行集中处理的设备n通常置于上层甲板后部的专门舱室w1空气的吸入、过滤和消音n新风和回风经新风进口1和回风进口被风机3吸入n在新、回风口处装有铁丝滤网n新风量和回风量的比例可用调风门2、4调节n回风量和总风量之比称为回风比n采用离心式通风机l高速系统用效率较高的后弯叶型风机l低速系统用前弯叶型风机12-3-2 中央空调器12-3-2 中央空调器n高速系统风机布置在空调器进口（压出式空调器）l避免风机产生热量使排出空气温度升高l利于提高空气冷却器的蒸发温度n低速系统风机布置在空调器出口（吸入式空调器）l使空气比较均匀地流过换热器w空气滤器n滤除空气中的灰尘，净化舱室送风n保持空气换热器表面清洁，避免降低换热的效果n常用斜置抽屉式过滤元件（增大面积，降低阻力）w风机出口设有消音室15n利用风道截面积突然改变，使气流低频噪声消减n空调器内壁的多孔性吸声材料使高频噪声消减12-3-2 中央空调器w2空气的冷却和除湿n当外界气温高于25时l空调装置按降温工况运行n空气的冷却和除湿由空气冷却器和挡水板来完成n空气冷却器由蛇形肋片管构成n图示为直接蒸发式空气冷却器12-3-2 中央空调器w空冷器管壁温度一般都低于空气露点n对空气冷却时有除湿作用n管壁温度越低，除湿作用越大n应避免管壁结霜，以免妨碍空气流动l冷却器管壁温度不能低于0w空调采用直接蒸发方式时n冷剂蒸发温度多为0712-3-2 中央空调器w空冷器壁面结露产生的凝水沿管外肋片下流n汇集在底部承水盘中n然后沿泄水管排走n泄水管出口设有U形水封l以防非降温工况时空气泄漏w为防止凝水被携入风管中n在空冷器后设有挡水板n挡水板由许多曲板1组成l空气流过时气流方向不断改变l所携带水滴碰撞到曲板上l然后落到承水盘2中泄出n曲板出口弯成挡水沟4l用以挡住水滴12-3-2-2 空气的冷却和除湿w降温工况空气参数变化过程n新风状态点为1n回风状态点为2n新风和回风混合后状态点3l在12两点的连线上w点3距新风状态点和回风状态点的距离与新风量G1和回风量G2成反比n(3-1线段)(3-2线段)G2Gln3-4为经过风机时等湿加热过程n点4为空冷器进口状态点2 21 13 312-3-2-2 空气的冷却和除湿w空冷器出口的空气状态点n可取=100饱和空气线上温度(冷却管壁温)的0点与点4连线上的某点5n冷却越充分，点5越靠近点0w4-5为流过空冷器的冷却减湿过程w送风过程空气流过风管会有一定温升，在图上由56过程表示2 21 13 34 45 56 612-3-2-2 空气的冷却和除湿w6-7为空气在舱内按舱室吸热、吸湿的过程w72为回风在走廊里的等湿吸热过程w空调器热负荷包括n舱室全热负荷(约占40以上)n送风过程吸热n回风过程吸热n风机热n新风全热负荷(将进风降温至回风状态，3050)6 67 72 212-3-2-2 空气的冷却和除湿w降温工况空冷器热负荷为：QV(h4-h5)w空调器热负荷又可分为n显热负荷l在舱外气温高、舱室显热负荷较大时，空调器的显热负荷增大n潜热负荷l当舱室湿负荷较大或舱外空气的含湿量较大时，空调器潜热负荷增加n增加回风量l使点3靠近点2l可相应减小新风的全热负荷12-3-2-3 空气的加热和加湿w当外界气温低于15时n应使空调装置按取暖工况运行n加热和加湿由空气加热器和加湿器完成w空气加热可采用n电加热n蒸气加热l船用集中式空调器多使用蒸气加热l加热蒸汽用表压为0.20.5Mp的饱和蒸汽n热水加热l间接冷却式空调系统在取暖工况w加热蒸汽的凝水经出口阻汽器流回热水井n阻汽器只允许凝水流过12-3-2-3 空气的加热和加湿w在冬季n外界空气相对湿度虽然很高(90以上)n但因温度低，所以实际含湿量并不高n因此，还需要加湿w加湿可采用n蒸汽加湿l船用集中式空调器采用蒸汽加湿的较多n喷水加湿n电热加湿器12-3-2-3 空气的加热和加湿w最简单的加湿器n一根镀锌钢管n在迎风方向开有两排 直径为12mm的蒸汽 喷孔w图示出一种喷头式干式 蒸汽加湿器n蒸汽按圆喷头切线方向供入，使蒸汽在喷头中旋转n将其中的凝水甩出，并从泄掉n使加入空气中的饱和蒸汽含水减小12-3-2-3 空气的加热和加湿w加湿器放在加热器后较合适n此处空气温度高，较小，蒸汽容易被吸收n应防止加湿过多而造成舱内壁面的结露w空调系统取暖工况空气参数变化过程如图w外界新风(状态点1)和回风(状态点2)在混合室内混合后的状态点为33 31 12 212-3-2-3 空气的加热和加湿w3-4为流过风机等湿加热过程w4-5为流过加热器等湿加热过程w5-6为流过加湿器等温加湿过程(蒸汽加湿)w6-7为送风管中等湿降温过程w7-8为舱内按舱室热湿比线降温吸湿的过程w8-2为走廊回风等湿降温过程4 41 13 35 56 67 78 82 212-3-2-3 空气的加热和加湿w取暖工况空调器热负荷包括n舱室全热负荷n送风热损失n回风热损失n新风热负荷(将进风加热加湿到回风状态)n其中l空气加热器承担显热负荷l加湿器承担潜热负荷l风机热可减轻加热器负荷l增加回风量可减小全热负荷4 41 13 312-3-3 布风器w布风器应满足以下要求：n(1)使送风与室内空气很好地混合，使室温均匀n(2)能保持入的活动区内风速适宜n(3)能单独进行调节n(4)阻力和噪声较小n(5)结构紧凑，外形美观，价格较低w布风器按安装位置的不同分为n顶式l装在天花板上，不占舱室地面，采用较多n壁式l靠舱壁底部垂直安装使用方便12-3-3 布风器w室内温度和湿度是否均匀n与室内空气的流动状况有关，而流动状况取决于l布风器的型式l出风口的位置l舱室回风口的位置w图示为布风器在舱室不同位置的空气流动状况n(a)适用于天花板较平整 的小舱室n(b)适用于高诱导比的壁 式布风器；12-3-3 布风器w图(c)适用于空间较大的舱室w图(d)则适用于空气参数均匀性要求较高的舱室12-3-3 布风器w布风器出风口以较大风速吹向舱室n射流不断扩散并卷吸室内空气与之混合n射流流程越长，混合效果越好n射流最好能达到对面舱壁n而射流较短(小送风量)，会使死区(滞流区)扩大n死区通常出现在房间角落里w在选用和布置布风器与回风口时n应使回流区和回旋区发生于人们经常活动的区域n尽量缩小死区n同时不使射流区扩大到人的活动区，因为射流区风速较高，直接吹到人身上会使人感到不舒适12-3-3-1 直布式布风器 w将送风直接送入舱室w出口形状利于气流扩散n如喇叭形、格栅形等w出口风速较低，一般为24msn送风与室内空气混合较慢n所以送风温差不宜过大，一般在10以下n价格较低，送风阻力小，噪声也低n设有调风门，有末端换热器时，还有调温旋钮12-3-3-1 直布式布风器 w图为一种单风管直布式布风器，属锥形扩散式n进风管1通入处设有容积较大的消音箱5n有可使风门2升降以调节风量的调节旋钮6n颈部风速可从2ms直至10ms，有一定诱导作用n故送风温差可提高到10左右n其阻力在直布式布风器中也稍大，约为150300Pa12-3-3-1 直布式布风器 w图为双风管空调系统采用的一种顶式直布式布风器n两种温度不同的送风分别由两根送风管4、5送入l在消音室6中混合l从挡风板周围的缝隙中吹出l通过w调节旋钮1w联动操纵风门2、3w对舱室空气温度进行调节l也可分设两个调节旋钮w分别调节两种送风的风量w从而使调节幅度更大12-3-3-2 诱导式布风器w简称诱导器w图示为一种带电加热器的壁式诱导器w特点：n静压箱10中的静压较高n送风(称一次风)通过许多小喷嘴9喷出n喷嘴出风速度较高n能把很大一部分室内空气经外罩正面的进风栅4卷吸进来(称二次风)n混合后再从顶部出口格栅6吹出，送入室内12-3-3-2 诱导式布风器w二次风量G2与一次风量G1之比称为诱导比w由于气温变化不大，变化可以忽略；因此，诱导比w其诱导的室内空气越多n可增大一次风送风温差，而不影响室温均匀性n有利于减小风机的送风量和风管尺寸w但提高会增加布风器阻力，需增大风机风压n一般诱导比以24较为经济12-3-3-2 诱导式布风器w诱导器设有调风旋钮n用以调节送风管的风门开度，改变一次风量w诱导器通常设有末端换热器n它与二次风进行换热，传热温差较大n比用于直布式布风器传热效果要好w带末端换热器的诱导器设有调温旋钮n改变换热器供水量或加热电阻实现舱温单独调节n二次风常有灰尘，末端换热器易脏污，需定期清洁w缺点：n阻力大，噪声较大，价格较贵n商船上仍以采用直布式布风器为多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w用空气冷却器对空调送风进行冷却除湿w当送风进入舱室后，按舱室的升温增湿w受外界气候条件影响较大，必须进行自动调节n直接蒸发式l将制冷剂的蒸发温度控制在一定范围内n间接冷却式l控制流经空冷器的载冷剂的流量n并不能阻止送风温度随外界温、湿度的增减而升降l故舱室温度也会因送风温度和显热负荷的增减而变化w足够低的空冷器壁面温度n有足够的除湿效果n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w带能量调节的制冷压缩机与热力膨胀阀相配合n调节制冷量n使蒸发压力、蒸发温度保持在一定范围内w每个热力膨胀阀的制冷量范围有限n一些热负荷变动较大的装置采用l二组电磁阀和膨胀阀为同一台空冷器供液l必要时切换使用12-4-1-1直接蒸发式空冷器T调节w图为三级能量调节示意图 (图b 性能与工况)w当外界空气温度和湿度较高，送风量较大时n空冷器热负荷较大，图(b)中Z1所示n因蒸发压力p0较高l压力继电器P2/3、P3/3和低压继电器P都接通l压缩机六缸运行，电磁阀1DF、2DF同时开启l小膨胀阀1TV和大膨胀2TV同时供液l压缩冷凝机组的性能曲线为R，工况点为A12-4-1-1直接蒸发式空冷器T调节w随外界温度、湿度降低，空冷器热负荷减小n性能曲线向左移动，蒸发压力p0降低n为避免p0太低使制冷系数太小，同时防止结霜n当工况点左移到一定程度(A点)时，p0使P3/3断开n压缩机减为四缸运行，其性能曲线变为R2/3n工况点也就移至B点n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w当热负荷进一步降低，当工况点移至B位置时np0使P23也断开n压缩机减为两缸运行，其性能曲线变为R1/3n工况点则移至C点n电磁阀2DF关，1DF开，小膨胀阀供液w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w为了避免室内温度太低n用温度继电器和供液电磁阀对制冷装置进行双位调节n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w调节方案如图示12-4-1-1直接蒸发式空冷器T调节w为减少压缩机起停次数n将蒸发器分为两组n并各自设电磁阀和膨胀阀w如图所示n一组感受新风温度n当外界气温较低时n该温度继电器关其电磁阀n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w根据回风温度自动调节载冷剂流量n从而调节空冷器的换热量n以控制空调舱室温度w它既可以采用比例调节，也可以采用双位调节w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w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w图示为几种调节载冷剂流量方案n(a)比例调节；(b)双位调节n(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w1调节方案n(1)控制送风温度l滞后时间较短，测温点离调节阀较近l可采用比较简单的直接作用式温度调节器l这是空调系统常用的调节方案l具体有单脉冲信号和双脉冲信号两种调节系统12-4-2取暖工况的温度自动调节w图示为单脉冲信号送风温度调节系统n感温元件1放在空调器出口，感受送风温度l信号送到调节器2n当室外新风温度变化时，送风温度随之变化l调节器根据送风温度与调节器调定值偏差，发出信号l改变加热工质调节阀开度，使送风温度大致稳定n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n所以又出现了双脉冲温度调节系统w图示为双脉冲信号送风温度 调节系统n两个感温元件，分别感受新 风温度tw和送风温度tsn两信号同时送入调节器2，共同操纵流量调节阀3l室外气温降低时相应提高tsl室外气温升高时相应降低tsn这使室温变动减小，甚至保持不变w前馈调节n在室外温度变化（扰动）出现而室温尚未变化时就预先作出调节n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w温度补偿率，用Kr表示n双脉冲信号温度调节中送风温度的变化量ts与室外气温的变化量tw之比l表示新风温度每次改变1时送风温度的改变量l前者增加时后者减少，变化量取绝对值，即 Kr ts tw (1215)n温度补偿率可根据热平衡计算来确定n舱室的隔热越差，要求的温度补偿就越高l在舱外温度变化同样数值时，隔热较差的舱室的显热负荷变化较大，所要求的送风温度的变化也较大l例如：单风管系统的Kr为0.300.75，即室外温度每变化10时，就需使送风温度变化37.512-4-2-1 调节方案w(2)控制典型舱室的温度或回风温度n控制送风温度并不等于直接控制舱室温度l外界气温变化时室温变化较大n将感温元件直接放舱室内l舱室温度变化后，经调节器控制调节阀l改变加热工质流量，使ts相应改变，室内温度就得以恢复l但各舱室热负荷变化情况不同w选定典型舱室比较困难w测量点离调节阀较远，不能采用直接作用式调节器n将感温元件置于回风口,(各舱室温度的平均值)l调节滞后时间较长，动态偏差也较大l但因舒适性空调要求不高，仍不失为一种可行方案l它也可以采用直接作用式调节器n一般都采用比例调节,也可采用双位调节12-4-2-2 直接作用式温度调节器w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w温度调节器常采用充注甘油之类的液体温包n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n液体温包的容积都做得较大l毛细管和调节器本体传压部分的液体量相对就少l从而减少输出压力受温包以外温度的干扰w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n新风温包2，放在空调器新风入口处n送风温包3，放在空调器分配室内，感受送风温度12-4-2-2 直接作用式温度调节器w两个温包各以毛细管与液缸11相通n不论那个温包所感受的温度升高时n温包中的液体就会膨胀而挤入液缸n推动柱塞9将调节阀1关小w若送风温度升高n送风温包中液体就会膨胀而挤入液缸n顶动栓塞将阀关小w若送风温度下降n则温包中的液体收缩n弹簧7将顶杆4和柱塞9压回，使调节阀落下而开大w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w当外界气温升高时n新风温包中液体挤入液缸，关小调节阀n调节器会自动使送风温度降低w当外界气温降低时n则会使送风温度提高w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w温度补偿率的大小与两个温包的容积比有关n若容积相同l则气温每下降l，送风温度约升高1n若送风温包比新风温包大一倍l则气温每下降2时大约能使送风温度升高1nKr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w1调节方案n(1)控制送风相对湿度n图示为比例调节系统原理图l感湿元件1在空调器出口l信号送至比例式湿度调节器2l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l只要选取合适的整定值，即可大致调定送风的含湿量dn如舱室的湿负荷变化较大l室内的相对湿度仍会产生较大的变化l控制送风湿度的方法不能采用双位调节12-3-3-1 调节方案w(2)控制送风的含湿量(露点)n直接控制送风的含湿量l就可大致地控制室内 相对湿度l因为含湿量确定 即露点确定，亦称为露点调节n图示为控制送风露点 的空调系统简图n采用两级加热方法l在预热器7后加设喷水加湿器4l喷水加湿是等焓加湿过程，加湿后空气温度会降低l控制加湿后空气温度，即可控制送风的含湿量和露点l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n当感湿元件1送出的湿度信号l调节器10即会发出调节信号l使加湿电磁阀11开启，舱内湿度随之增加n而当感湿元件感受的湿度达到上限时l调节器又会使电磁阀关闭，于是舱内湿度即开始下降n滞后时间长n室内空气湿度的不均匀性会较大n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w根据感湿方法不同有以下三种：w(1)干湿感温元件式湿度调度器n将两个感温元件同时置于测量点l并将其中一个包以湿纱布l用干、湿感温元件的温度差来反映相对湿度的大小n感温元件可采用n温包l将干、湿温差变为温包充剂的压差n热电阻l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n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w(2)氯化锂式电动湿度调节器w图1224为氯化锂双位式电动湿度调节器系统n感湿元件1l是一个绝缘的圆柱体l表面缠有两根平行银丝，外涂一层含氯化锂的涂料l两银丝本身互不接触，靠涂料使它们构成导电回路l感湿件的电阻值取决于涂料的导电性n当空气相对湿度变化时l氯化锂涂料含水量改变，其电性改变，于是电流变化w此电信号经放大后，控制调湿电磁阀4n当空气相对湿度达到调定值时l信号继电器触头断开，电磁阀关闭，停止喷湿l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w(3)尼龙(或毛发)式气动湿度变送器n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n系统及其维护管理比较复杂，灵敏度低n使用日久后感湿元件会老化或产生塑性变形n目前使用不多 12-3-4 送风系统静压的自动调节w每一个空调器服务于一组舱室n空调器风机风压和风量按该组所有布风器全开选取n如果某些舱室布风器风门关小或关死n送风流量减少，则风管中静压就会增高n引起其它舱室送风量增加、噪声增大n高速系统中这种现象尤为明显w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w可以将静压调节器直接装在主风管上n需要的调节器数量较多但主风管可无须另设风门，n调试更为方便，控制效果也好，目前更为流行w具体做法有以下两种：w(1)主风管节流法n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，从而减小主风管静压n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w(2)主风管放气法 n 当控制点静压升高时n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n风机的工况点变化不大，故运行稳定n但空调器实际流量和风机功率不变，经济性较差n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w图示为一直接作用式静压调节器w装在主风管上，其动作原理如下：w主风管中静压由测压管3传至橡胶波纹管1中w当静压升高超过调定值时n波纹管胀开，推动承压板2n通过四根顶杆9和内壳10两侧的风门连杆机构6n克服四根拉伸调压弹簧7的初张力n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w当静压低于调定值时n依靠调压弹簧的收缩就会将风门开大，使静压回升第五节船舶空调装置的实例和管理12-4-1 双风管空调系统实例w我国某远洋货轮采用的是双风管中速空调系统。这是一种调节性能好、噪声低、性能优良的空调系统w图1227示出该空调系统所用的双风管空调器n由前、后两级串联而成，流程较长，通风机放在两级之间n采用双速型风机，转速为1 720rmin和860rrain，相应功率为6.6kW和1.4kWn单纯通风工况时可用低速档供应全新风。第五节第五节船舶空调装置的实例与管理船舶空调装置的实例与管理12-5-1 双风管空调系统实例w本系统在一般全新风运行，当气温过低或过高时可采用50的回风。w在取暖工况时，空气先进人一级空调器，流经滤器2和一级加热器3，再经风机送人中间分配室5，由一级送风管11送至各舱室布风器。w一级送风温度通过单脉冲直接作用式温度调节器13控制加热蒸汽量来调节。n在气温变化时，送风温度可保持在15左右，当气温高于15时，一级加热器的蒸汽调节阀即自动关闭。w一级送风管送风量可根据舱室温度的需要由各布风器调节，风量的变化范围为总送风量的050，而其余的空气即进入二级空调器，经二级加热器7和加湿器9加热、加湿，然后经后分配室10，再由二级送风管12送至各舱室布风器。12-5-1 双风管空调系统实例w二级加热器送风温度由双脉冲直接作用式温度调节器14来调节n在气温降低时，它能使送风温度升高，温度补偿率如图1228所示。w由于舱室送风是一级送风和二级送风的混合风，所以二级送风的温度补偿率较高(约为11)。w图中虚线是二级送风温度藏去送风管温降(约4)后的温度曲线，舱室温度可保持在18左右。12-5-1 双风管空调系统实例w空气加湿器装在二级加热器的后面，用表压力为03MPa的蒸汽加湿，加湿量可根据相w对湿度计18(图1227)的指示用手动调节阀来调节。在加湿蒸汽管上装有电磁阀15，当风机停止时，电磁阀同时关闭。w一级空调器中没有空冷器，所以降温工况时中间分配室中的温度即为外界气温加风机温升。在二级空调器中装有直接蒸发式空冷器6，制冷量由制冷装置的能量调节设备来调节，空冷器后的二级送风温度约为1115。w采用顶式直布式布风器w每个舱室均可分别调节一级风和二级风的混合比，但空调总送风量不变，不设静压调节器区域再热式单风管空调系统实例w图1229所示为我国某远洋货轮所用区域再热式单风管空调系统w采用高速送风系统w空调器依次由混合室1、滤器2、预热器3、风机4、加湿器5、冷却器6、挡水板7和分配室8等组成w分配室分隔为三个部分w图12-28 某轮双风管供风管温度补偿曲线其中月区和C区设有空气再热器。区域再热式单风管空调系统实例w此空调装置选取的冬季设计条件为舱外温度一20、相对湿度95、回风比45；舱内条件为温度+22、相对湿度50。当外界气温低于20时，即应使空气加热器投人工作；但气温在1020时则无需使用预热器和加湿器。月区和C区的送风温度分别由各自的双脉冲直接作用式温度调节器调节加热蒸汽的流量来控制，向热湿比相差较大的不同层次的舱室送风。且区向厨房送风，因送风温度较低即可满足需要，故不设再热器。召区和C区的送风温度应随外界的气温而变，具体可按图1230所示的曲线查得，如不相符即应重新调整双脉冲温度调节器。每次调节后应等候1 h，待温度稳定后再校核调整结果。由于召、C两区的热负荷受外界气温的影响大小不同，故设计的温度补偿率分别为K，：12，KTz兰l3，两个调节器的新风温包(蓝色)和送风温包(红色)的容积比分别为1；2和1；3。区域再热式单风管空调系统实例w当外界气温低于+10时，即应使预热器投人工作，预热后的温度由感温包设在分配室A区的单脉冲直接作用式温度调节器控制，并调定在+15左右。12-5-3 空调装置的管理要点 w1.保持合适的回风比n在满足新鲜空气前提下，用较高回风比，节省耗能n对不带末端冷却器的系统l根据空调区定员多少，回风比约在060范围内，一般约为30n对带末端水换热器的系统l因送风流量较小，回风比约在040的范围内，有的采用全新风n用新风和回风进口风门开度来调节回风比l一般在空调装置安装后初次调试时已经调定，并做有记号12-5-3 空调装置的管理