第三节
船舶空调系统及设备
12-3-1 船舶空调系统的分类
? 1.集中式单风管系统
? 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
12-3-1 船舶空调系统的分类
? 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
?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
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
? 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
12-3-1 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
? 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
? 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
12-3-1 船舶空调系统的分类
?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
? 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
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
? 可用送风温差较大的诱导式送风
? 使送风量减小,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
12-3-2 中央空调器
? 对空气进行集中处理的设备
? 通常置于上层甲板后部的专门舱室
? 1.空气的吸入、过滤和消音
? 新风和回风经新风进口 1和回风进口被风机 3吸入
? 在新、回风口处装有铁丝滤网
? 新风量和回风量的比例可用调风门 2,4调节
? 回风量和总风量之比称为回风比
? 采用离心式通风机
? 高速系统用效率较高的后弯叶型风机
? 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
? 高速系统风机布置在空调器进口(压出式空调器)
? 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
? 低速系统风机布置在空调器出口(吸入式空调器)
? 使空气比较均匀地流过换热器
? 空气滤器
? 滤除空气中的灰尘,净化舱室送风
? 保持空气换热器表面清洁,避免降低换热的效果
? 常用斜置抽屉式过滤元件(增大面积,降低阻力)
? 风机出口设有消音室 15
? 利用风道截面积突然改变,使气流低频噪声消减
? 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
? 2.空气的冷却和除湿
? 当外界气温高于 25℃ 时
? 空调装置按降温工况运行
? 空气的冷却和除湿由空气
冷却器和挡水板来完成
? 空气冷却器由蛇形肋片管
构成
? 图示为直接蒸发式空气冷
却器
12-3-2 中央空调器
? 空冷器管壁温度一般都低
于空气露点
? 对空气冷却时有除湿作用
? 管壁温度越低,除湿作用越

? 应避免管壁结霜,以免妨碍
空气流动
? 冷却器管壁温度不能低于 0℃
? 空调采用直接蒸发方式时
? 冷剂蒸发温度多为 0~ 7℃
12-3-2 中央空调器
? 空冷器壁面结露产生的凝水沿管外肋
片下流
? 汇集在底部承水盘中
? 然后沿泄水管排走
? 泄水管出口设有 U形水封
? 以防非降温工况时空气泄漏
? 为防止凝水被携入风管中
? 在空冷器后设有挡水板
? 挡水板由许多曲板 1组成
? 空气流过时气流方向不断改变
? 所携带水滴碰撞到曲板上
? 然后落到承水盘 2中泄出
? 曲板出口弯成挡水沟 4
? 用以挡住水滴
12-3-2-2 空气的冷却和除湿
? 降温工况空气参数变化过程
? 新风状态点为 1
? 回风状态点为 2
? 新风和回风混合后状态点 3
? 在 1— 2两点的连线上
? 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
? (3-1线段 )/ (3-2线段 )= G2/ Gl
? 3-4为经过风机时等湿加热过程
? 点 4为空冷器进口状态点
2
1
3
12-3-2-2 空气的冷却和除湿
? 空冷器出口的空气状态点
? 可取 φ=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 5
? 冷却越充分,点 5越靠近点 0
? 4-5为流过空冷器的冷却减湿
过程
? 送风过程空气流过风管会有
一定温升,在图上由 5— 6过
程表示
2
1
3
4
5
6
12-3-2-2 空气的冷却和除湿
? 6-7为空气在舱内按舱室 ε吸
热、吸湿的过程
? 7— 2为回风在走廊里的等湿
吸热过程
? 空调器热负荷包括
? 舱室全热负荷 (约占 40%以上 )
? 送风过程吸热
? 回风过程吸热
? 风机热
? 新风全热负荷 (将进风降温至
回风状态,30%~ 50% )
6
7
2
12-3-2-2 空气的冷却和除湿
? 降温工况空冷器热负荷为:
Q= Vρ(h4-h5)
? 空调器热负荷又可分为
? 显热负荷
? 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
? 潜热负荷
? 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
? 增加回风量
? 使点 3靠近点 2
? 可相应减小新风的全热负荷
12-3-2-3 空气的加热和加湿
? 当外界气温低于 15℃ 时
? 应使空调装置按取暖工况运行
? 加热和加湿由空气加热器和加湿器完成
? 空气加热可采用
? 电加热
? 蒸气加热
? 船用集中式空调器多使用蒸气加热
? 加热蒸汽用表压为 0.2~ 0.5Mp的饱和蒸汽
? 热水加热
? 间接冷却式空调系统在取暖工况
? 加热蒸汽的凝水经出口阻汽器流回热水井
? 阻汽器只允许凝水流过
12-3-2-3 空气的加热和加湿
?在冬季
? 外界空气相对湿度 φ虽然很高 (90%以上 )
? 但因温度低,所以实际含湿量并不高
? 因此,还需要加湿
?加湿可采用
? 蒸汽加湿
? 船用集中式空调器采用蒸汽加湿的较多
? 喷水加湿
? 电热加湿器
12-3-2-3 空气的加热和加湿
? 最简单的加湿器
? 一根镀锌钢管
? 在迎风方向开有两排
直径为 1~ 2mm的蒸汽
喷孔
? 图示出一种喷头式干式
蒸汽加湿器
? 蒸汽按圆喷头切线方向供入,
使蒸汽在喷头中旋转
? 将其中的凝水甩出,并从泄掉
? 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
? 加湿器放在加热器后较
合适
? 此处空气温度高,φ较小,
蒸汽容易被吸收
? 应防止加湿过多而造成舱
内壁面的结露
? 空调系统取暖工况空气
参数变化过程如图
? 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 3
3
1
2
12-3-2-3 空气的加热和加湿
? 3-4为流过风机等湿加热过程
? 4-5为流过 加热器 等湿加热过

? 5-6为流过加湿器等温加湿过
程 (蒸汽加湿 )
? 6-7为送风管中等湿降温过程
? 7-8为舱内按舱室热湿比线降
温吸湿的过程
? 8-2为走廊回风等湿降温过程
4
1
3
5 67
8
2
12-3-2-3 空气的加热和加湿
? 取暖工况空调器热负荷包括
? 舱室全热负荷
? 送风热损失
? 回风热损失
? 新风热负荷 (将进风加热加湿到
回风状态 )
? 其中
? 空气加热器承担显热负荷
? 加湿器承担潜热负荷
? 风机热可减轻加热器负荷
? 增加回风量可减小全热负荷
4
1
3
12-3-3 布风器
? 布风器应满足以下要求:
? (1)使送风与室内空气很好地混合,使室温均匀
? (2)能保持入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
? 布风器按安装位置的不同分为
? 顶式
? 装在天花板上,不占舱室地面,采用较多
? 壁式
? 靠舱壁底部垂直安装使用方便
12-3-3 布风器
? 室内温度和湿度是否均匀
? 与室内空气的流动状况有关,而流动状况取决于
? 布风器的型式
? 出风口的位置
? 舱室回风口的位置
? 图示为布风器在舱室不同位置的空气流动状况
? (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;
12-3-3 布风器
? 图 (c)适用于空间较大的舱室
? 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
? 布风器出风口以较大风速吹向舱室
? 射流不断扩散并卷吸室内空气与之混合
? 射流流程越长,混合效果越好
? 射流最好能达到对面舱壁
? 而射流较短 (小送风量 ),会使死区 (滞流区 )扩大
? 死区通常出现在房间角落里
? 在选用和布置布风器与回风口时
? 应使回流区和回旋区发生于 人 们经常活动的区域
? 尽量缩小死区
? 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
?将送风直接送入舱室
?出口形状利于气流扩散
? 如喇叭形、格栅形等
?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
? 价格较低,送风阻力小,噪声也低
? 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
? 图为一种单风管直布式布风器,属锥形扩散式
? 进风管 1通入处设有容积较大的消音箱 5
? 有可使风门 2升降以调节风量的调节旋钮 6
? 颈部风速可从 2m/ s直至 10m/ s,有一定诱导作用
? 故送风温差可提高到 10℃ 左右
? 其阻力在直布式布风器中也稍大,约为 150~
300Pa
12-3-3-1 直布式布风器
? 图为双风管空调系统采用的一
种顶式直布式布风器
? 两种温度不同的送风分别由
两根送风管 4,5送入
? 在消音室 6中混合
? 从挡风板周围的缝隙中吹出
? 通过
? 调节旋钮 1
? 联动操纵风门 2,3
? 对舱室空气温度进行调节
? 也可分设两个调节旋钮
? 分别调节两种送风的风量
? 从而使调节幅度更大
12-3-3-2 诱导式布风器
? 简称诱导器
? 图示为一种带电加热器
的壁式诱导器
? 特点:
? 静压箱 10中的静压较高
? 送风 (称一次风 )通过许多
小喷嘴 9喷出
? 喷嘴出风速度较高
? 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 )
? 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
? 二次风量 G2与一次风量 G1之比 β称为诱导比
? 由于气温变化不大,ρ变化可以忽略;因此,诱导

? 其诱导的室内空气越多
? 可增大一次风送风温差,而不影响室温均匀性
? 有利于减小风机的送风量和风管尺寸
? 但提高 β会增加布风器阻力,需增大风机风压
? 一般诱导比以 2~ 4较为经济
1
22
1
V
V
G
G ???
12-3-3-2 诱导式布风器
? 诱导器设有调风旋钮
? 用以调节送风管的风门开度,改变一次风量
? 诱导器通常设有末端换热器
? 它与二次风进行换热,传热温差较大
? 比用于直布式布风器传热效果要好
? 带末端换热器的诱导器设有调温旋钮
? 改变换热器供水量或加热电阻实现舱温单独调节
? 二次风常有灰尘,末端换热器易脏污,需定期清洁
? 缺点:
? 阻力大,噪声较大,价格较贵
? 商船上仍以采用直布式布风器为多