第四节
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 ε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

? 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 p0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 P2/ 3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
? 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
?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

?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

? 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
? 温度补偿率,用 Kr表示
? 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
? 表示新风温度每次改变 1℃ 时送风温度的改变量
? 前者增加时后者减少,变化量取绝对值,即
Kr= ?ts / ?tw (12—15)
? 温度补偿率可根据热平衡计算来确定
? 舱室的隔热越差,要求的温度补偿就越高
? 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
? 例如:单风管系统的 Kr为 0.30~ 0.75,即室外温度每变化 10℃
时,就需使送风温度变化 3~ 7.5℃
12-4-2-1 调节方案
? (2)控制典型舱室的温度或回风温度
? 控制送风温度并不等于直接控制舱室温度
? 外界气温变化时室温变化较大
? 将感温元件直接放舱室内
? 舱室温度变化后,经调节器控制调节阀
? 改变加热工质流量,使 ts相应改变,室内温度就得以恢复
? 但各舱室热负荷变化情况不同
? 选定典型舱室比较困难
? 测量点离调节阀较远,不能采用直接作用式调节器
? 将感温元件置于回风口,(各舱室温度的平均值 )
? 调节滞后时间较长,动态偏差也较大
? 但因舒适性空调要求不高,仍不失为一种可行方案
? 它也可以采用直接作用式调节器
? 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
? 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 12—21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,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性会较大
? 改用比例式调节,可改善室内湿度的均匀性
?(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 12—24为氯化锂双位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
? 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 φ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
? 当静压低于调定值时
? 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
?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
?图 12—27示出该空调系统所用的双风管空
调器
? 由前、后两级串联而成,流程较长,通风机放
在两级之间
? 采用双速型风机,转速为 1 720r/ min和 860r/
rain,相应功率为 6.6kW和 1.4kW
? 单纯通风工况时可用低速档供应全新风。