船用空调设计基础知识

船用空调设计基础知识

一、 船用空调装置设计步骤

船用空调装置的目的是改善船上的居住质量，自二十世纪30年代开始采用，主要在客船的客厅，公室等区划。近代，随着船舶的现代化，为了改善船员的作业和居住环境，货船上也配置了空调装置。

1. 设计条件的选定

首先必须明确以下的设计条件： 1.1本船的航线，停靠港。

1.2外界、室内及冷却海水/淡水的温度。

如果船东不特别指明，按表1.1。（SPEC有规定） 1.3空调区划的相邻区划的温度的决定。

如果船东无特别指定，按基准2来决定甲板、围壁及非空调区划的温度。 1.4空调区划的布置及空调装置安装场所的决定。 1.5防热规格的决定

2. 空调方式的选定

设计条件决定后，根据船舶的航线，空调区划的范围，船的种类等综合判断。 2.1方式选定的着眼点：要客观判断，充分满足设计条件的装置采用何种方式，如有必要需作出细致的利弊对比。

2.2在满足设计条件的情况下，考虑装置的经济性。 2.3装置的操作是否简单易行。

2.4装置自动控制的程度。根据控制程度，选择易于执行的方式。

3. 制冷和制热负荷的计算。

根据设计的进度及资料的情况分以下3种：

3.1根据空调区划的室容积（或面积）求出概略负荷。

此法适用于初期计划，是速算冷冻机功率及其它机器的简便方法，因设计条件的不同可能会产生大的差异，因此使用此方法要注意。

3.2室内负荷，换气空气负荷，再热负荷，机器负荷等分别算出的方法。 该法将各种负荷都一一算出。然后进行汇总集计。只要设计条件确定就可以 算负荷。是经常使用的方法。

3.3送风量，装置露点温度，室内显热负荷，求出负荷。 此法将制冷或制暖循环在空气线图上，根据空气冷却器、加热器的性能及空气吹出口的特性求出负荷。船厂初期设计时一般不采用。

4. 空调装置的设计

制冷/制热的负荷算出后，就可以设计以下的机器。

此阶段船厂对装置的计划实际是初步设计，或决定装置采购申请书的规格。初步的设计为详细设计的基础，同时在装置的预算上也需注意。 4.1送风量的决定：

空调负荷计算过程中送风量的决定必不可少。且下述的机器容量计算也需要。

4.2机器容量的决定

即确定各机器的动力，参考后述的冷冻机容量计算基准、送风机容量计算基准，冷却水泵容量计算基准。 4.3制冷及制暖的方式的决定

这与空调方式有关，因此空调方式一旦决定，制冷/制热的方法也就大体决定了，以下几点应予以确定：

⑴制冷时采用间接冷却式还是直接膨胀式？

⑵制暖时采用蒸气？电气？还是热水？

⑶制暖时采用Heat pump的方式，还是普通的方法？ 4.4机器的配置及台数（SPEC有规定）

根据空调方式可以大致决定机器的种类及其机器的配置，以下几点必须考虑：

⑴空调房冷冻机在何处布置？ ⑵冷却水的供给是专用冷却水泵还是合用？

⑶如有个别空调方式时，空调区划的划分及台数的决定。

⑷机器的布置：检修，风管布置，冷媒配管，冷却水配管等需一同考虑。 4.5冷冻机的种类及附属机器的种类

船用空调多采用压缩机的压缩冷冻方式 压缩机又分为往复式，涡轮式或回转式

附属机器：冷凝器，受液槽，加热器，这些形式、容量可由厂家决定。注意：作为船用设备，材料应具有耐腐蚀性且外形上不会因为船舶的动摇而受影响。 4.6空气处理单元

空气处理单元与陆用产品基本相同，但作为船用以下照应予以注意： ⑴安装处所的甲板层高。

⑵与含有盐分的空气接触，故应该使用耐蚀性良好的材料。 ⑶注意船舶的横摇、纵倾、尤其需注意落水管的布置。

空气处理单元包括空气滤清器，冷却盘管，加热盘管，加湿器，清音器，送风机及单元本体，可由厂家选定。

5. 送风的设计

上述2、3、4项决定之后，可进行送风的设计，送风设计的详细及计算可参考另外的通风装置设计基准。以下为初步设计时的考虑项目。 5.1空调区划的划分

⑴根据配置划分，中央区划，船尾区划

⑵根据温度条件划分，如果温度条件不同，区划分开 ⑶热负荷的平衡：定期航路 ⑷使用目的来划分 ⑸水密及防火区划 5.2布风器的形式

5.3外气取入口（新风口）

新风口应考虑烟害

大小应能满足全送风量（100％新风） 5.4噪音对策

噪音特别是送风机、风管及布风器的噪音必须引起注意，通常仅注意高速高压，通风方式的噪音，其实低速式的也要注意。

6. 自动调整装置 6.1控制对象

⑴空调区划的温度

⑵空调区划的湿度

⑶送风管的压力（送风量的变化引起压力的变化）及送风量 ⑷空调装置的安全运行

⑸根据负荷的变化来进行经济运行 ⑹防止机器的误操作 6.2控制方法

手动，部分自动 6.3自动控制的种类

电气式，电子式，压力式，自纳式等，具体可与专门厂家商讨。

二、设计基准

1. 外气、室内及冷却海水温度基准 1.1外气温度条件 表1.1

区分制冷项目基准值干球温度湿度35℃702℃70%-18℃----10℃---0℃---主要运用航线波斯湾－印度－东南亚一般区域北美欧洲、日本北海道一般区域夏季外气基准A夏季外气基准B冬季外气基准a制热冬季外气基准b冬季外气基准c 1.2室内温度条件 表1.2 区分项目不舒适感基准值指数干球温度相对湿度夏季室内基准A30℃50x制冷夏季室内基准B27℃50t冬季室内基准20℃50%1.3冷却水温度 表1.3

基准值适用36℃Fresh water一般远洋船32℃Sea water A一般远洋船27℃Sea water B日本国内航线

2. 周围的温度条件

本基准用于热负荷计算时周围环境的温度条件： 表2.1

类别舒适程度能够入睡的最高温度半数感到舒适舒适感的下限 制冷时（℃）ABa制热时（℃）bc0℃DB0℃*1*10℃0℃*1*10℃*2*3*3*4区分外气温度基准名称35℃DB32℃DB-18℃DB-10℃DB6055-18℃*1-10℃*1阳光辐甲板(阳光直射)*1*14040射面的甲板(荫)-18℃-10℃相当外壁(阳光直射)5045-18℃*1-10℃*1*1*1气温度壁(荫)4040-18℃-10℃非空调居住区通路室温+5℃室温+5℃*2*2区划的机舱4040*3*3空气温锅炉层5050*3*3度非空调区划*4*4*4*4注 *1：冬季不考虑太阳的辐射

*2：制暖时可以考虑：通路温度＝1/2 x（室内温度+外气温度） *3：制暖时，E/R温度较高，有热量流入，但不作考虑，作为余量。 *4：资料不足，暂未定。