船舶空调装置的自动调节.ppt

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1、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量范围有限一些热负荷变动较大的装置采用二组电

2、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度(A点)时，p0使P3/3断开压缩机

3、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 关闭电磁阀，于是 制冷装置停止工作调节

4、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

5、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节器调定值偏差

6、，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之比表示新风温度每次改

7、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37.5,12-4-2-1 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

8、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直接作

9、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

10、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

11、 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

12、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

13、，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

14、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

15、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。,