船用空调系统课件

1、第一节 概 述12-1-1 船舶空调的要求属舒适性空调应能使室内空气条件符合以下要求(1)温度一般入感到舒适的温度条件：冬季为1924夏季为2128我国船舶空调舱室设计标准是：冬季室温为1922夏季室温为2428室内各处温差不超过35夏季室内外温差不超过61012-1-1 船舶空调的要求(2)湿度相对湿度在3070的范围内人都不会感到不适如果湿度太低人呼吸时会因失水过多而感到口干舌燥湿度太高汗液难以蒸发，也不舒服夏季空调采用冷却除湿法室内湿度一般控制在4050冬季室内湿度以3040为宜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(3)清新程度指空气清洁(少含粉尘和有害

2、气体)和新鲜(有足够的含氧量)的程度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(4)气流速度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舱外气候条件是确定空调负荷大小的重要依据我国所定的远洋船舶空调设计的舱外条件是：冬季为一18，相对湿度80夏季为+35，湿球温度28(约相当于=70)。我国和ISO所定船舶空调设计参数如表121示 表12-1 船舶

3、空调设计参数(303）12-1-2 船舶空调装置概况中央空调装置将空气经过集中处理再分送到各个舱室半集中式空调装置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独立式空调装置某些特殊舱室，例如机舱集中控制室，单独设专用的空气调节器12-1-2 船舶空调装置概况图为船舶集中式空调装置示意图通风机7由吸口6吸入外界空气(称为新风)从通走廊吸口4吸入一部分空气(称为回风)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 船舶空调装置概况在气候适宜时可采用单纯通风(关回风口)使新风只经过过滤就送入舱室，保持室内空气

4、清新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从高处排至舷外由于非空调舱室中形成一定的负压空调舱室的空气就会自动流入使非空调舱室也能得到一定的空调效果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舱室的显热负荷显热负荷单位时间内渗入舱室并能引起室温变化的热量单位kJh，用Qx表示主要包括：(1)渗入热因室内外温差而由舱室壁面渗入的热量(2)太阳辐射热因太阳照在舱室外壁而传入的热量(3)人体热人员散发的热量，平均每入210kJh(4)设备热室内照明和其它电气设备散发的热量夏季舱室显热负

5、荷为正值冬季舱室显热负荷为负值12-2-1 舱室的湿负荷湿负荷舱室在单位时间内所增加的水蒸气量单位为gh，用W表示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根据气温和劳动强度的不同，每个人产生的湿负荷约为40200gh湿负荷一般都为正值12-2-1-2 送风量和送风参数确定图示为舱室热、湿平衡的示意图稳定时，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

6、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式(121)、(12-2)分别为舱室的显热平衡式及湿平衡式在空调设计时室内要保持的温度tr和相对湿度r预先给定由湿空气焓湿图可查得室内要求的含湿量dr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W根据所用舱室布风器的型式来选定送风温差(tr-ts)于是送风温度ts便可确定由式(121)即可求出送风量V由式(122)求出送风含湿量ds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夏季室外气温较高舱室显

7、热负荷为正值, 空调应按降温工况工作送风温度ts应低于室内温度tr冬季室外气温较低舱室显热负荷是负值, 空调应按取暖工况工作送风温度ts应高于室内温度tr 如能提高送风温差(tr-ts)即可减少送风流量, 风机和风管尺寸均可减小但送风温差又取决于布风器的型式若取得过大将难以保证室内温度的均匀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船舶各空调舱室的热负荷各不相同同一舱室热负荷也会变化各舱室入员对气候条件的要求也不同因此，希望对各舱室空气温度进行单独调节：改变送风量，即变量调节改变布风器风门开度可能影响风管中的风

8、压，干扰其它舱室的送风量会影响室温分布的均匀性，调节性能不如变质调节好改变送风温度，即变质调节在布风器中进行再加热、再冷却或用双风管系统当热负荷超过设计值，送风量又达设计限度时只能靠减少新风量、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 1舱室的全热负荷和热湿比由工程热力学可知1kg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, 式(123)又可改写为 hcpt +2.5d kJkg 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-

9、1 舱室全热负荷和热湿比 潜热负荷用Oq(kJh)表示，由上式可知 Qq=2.5W kJh (125)舱室的全热负荷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)可导出稳定状态时空调舱室的全热平衡式； Q=V(hr-hs) (127)舱室的热湿比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船上不同舱室不仅热负荷和湿负荷可能不同而且热湿比也可能不同位置相近和大小相同的舱室，热负荷相近住的入越多，湿负荷越大，的绝对值就越小公共舱室湿负荷一般较

10、大， 比船员住舱要小例如夏季船员住舱约为1256025120kJkg而餐厅则约为6280 12560kJkg冬季Q0， 为正值12-2-2- 2 空调的分区中央空调器的送风量不宜过大合适的送风量约在30007500m3/h范围空调舱室较多的船舶一般都分为若干独立空调区每区设置各自的空调器和送风系统在划分空调分区时应将热湿比相近的舱室划在同一分区内为当舱室的热湿比相差较大时同样参数的送风单靠调节风量，不能使各舱室内空气参数同时保持在适宜范围12-2-2- 2 空调的分区具体分析如下：当舱室在稳定状态时换气带走热量和湿量等于舱室热负荷和湿负荷W = V(dr - ds) ghQ = V(hr -

11、hs)排气参数等于室内空气参数(tr, dr, 和hr )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)的过程线来表示由式W = V(dr - ds) ghQ = V(hr - hs) kJh相除可得 = Q0.001 W =1000 (hr - hs) / (dr - ds) 上述过程的热湿比也就是舱室的热湿比12-2-2- 2 空调的分区如果送风参数和舱室的热湿比已经确定送风点G及其送入室内后变化过程线方向即确定若舱室的热、湿负荷Q、W已知选择

12、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)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送风量越小，a点离送风状态点G越远(如a)反之则越近(如a”)12-2-2- 2 空调的分区当舱室的相近(图中A和B)时合适的送风量可使各舱室内的参数处于hd图上的舒适区域内如果舱室间的相差太远(如A与C)无论怎样调节送风量也不可能使各舱室的空气参数同时舒适区域内只有向小的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 空调的分区上述分析指不再对舱室送风进行分区(或末端)再处理如对某些舱室送风进行再处理(如

13、等湿加热或冷却)，则上述困难可以克服在货船上将左、右舷分为两个空调区全船只分为一个空调区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客船，空调分区较多考虑热湿比差异避免风管穿过船上的防火隔墙或水密隔墙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

14、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2030夏季则只能做变量调节送风温度为1115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

15、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1213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

16、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15ms常用的风速范围为1015ms送风支管的风速为48ms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15ms以上常用风速为25ms左右, 有的高达30ms送风支管风速约为815ms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

17、度升高, 增加热负荷(2)噪声大。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

18、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，除湿作用越大应避免管壁结霜，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

19、剂蒸发温度多为0712-3-2 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12两点的连线上点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)G2Gl3-4为经过风机时等湿加热过程点4为空冷器进口

20、状态点21312-3-2-2 空气的冷却和除湿空冷器出口的空气状态点可取=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5冷却越充分，点5越靠近点04-5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56过程表示21345612-3-2-2 空气的冷却和除湿6-7为空气在舱内按舱室吸热、吸湿的过程72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，3050) 67212-3-2-2 空气的冷却和除湿降温工况空冷器热负荷为： QV(h4-h5)空调器热负荷又可分为显热负荷

21、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0.20.5Mp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

22、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12mm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，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331212-3-2-3 空气的加热和加湿3-4为流过风机等湿加

23、热过程4-5为流过加热器等湿加热过程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4135678212-3-2-3 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41312-3-3 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

24、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

25、)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24ms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

26、s直至10ms，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150300Pa12-3-3-1 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

27、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之比称为诱导比由于气温变化不大，变化可以忽略；因此，诱导比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会增加布风器阻力，需增大风机风压一般诱导比以24较为经济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

28、大，噪声较大，价格较贵商船上仍以采用直布式布风器为多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

29、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A12-4-1-1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

30、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

31、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

32、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

33、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

34、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 (1215)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0.300.75，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(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

35、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1221示出一具有温度补偿作用的双脉冲

36、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

37、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1Kr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

38、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

39、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1224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

40、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

41、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

42、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

43、 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1227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 720rmin和860rrain，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。第五节船舶空调装置的实例与管理12-5-1 双风管空调系统实例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。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。一级送风温度通过单脉冲直接作

44、用式温度调节器13控制加热蒸汽量来调节。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。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。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)。图中虚线是二级送风温度藏去

45、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。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。采用顶式直布式布风器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采用高速送风系统空调器依次由混合室1、滤器2、预热器3、风机4、加湿