CB Z 330-1983 船舶空调系统设计方法.pdf
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1、全国船舶标准化技术委员会指旦性技术文件船舶空调系统设计万法Air Conditioning Systems Design Met;hod on Board Ships CB o/Z 3 30 83 组另jl z 本标准适用于国内各种民用水面船舶的空气调节.以下简称空调)装置的没计,涉及有关设计的程序和基本设计条件及参数的选择;基本设计算式和空调系统类型等问题,可作为船舶空调设计计算的钱据。至于详细设计计算方注,贝1J可参照有关设计手册进行。之本标准以船舶的居住和工位舱室的舒适性空调为主要对象4其自曲是对舷上三J空调区域和空调舱室内j空气进行适当的处理和调节”,二发舵室内的豆气温度:相对湿度J清
2、洁度;气流速度等参数适合乘员的工作、生活条件s,以保阵乘员的健康,使之发挥正常的工作效率,?对于特殊工作舱室(如电子计算机室,各类仪表仪器室,各类实验测试室等:贝11以满足仪器设备操作所必需的特定环境参数要求为主:本标准中涉及的有关公式及其参数的物理量,均以国际单位制(SI)给出,为使用方便起见,也将国家现行单位制(且KS)用方括号在其后面F付出,其代号及换算可参阅附录A。全国精选自标准化技术委员会l9 8;一i支布I 9 8 3一实施CB*/z 3 :10-8 3 J迫自空调的设讨程序和原则船舶空调设计通常按下列步骤进行,根据实际情况允许对下达次序作适当的调整。l . l 设计基本参数的选定
3、在进行船舶空调设计之初,必须预先确定如下设计条件和参数。_ L l l 本船的航线航区和停靠口岸的情况;船上乘员的人数;最大续航力。l . l . 2 根据l. 1 . l确定外界空气的设计参数,即处外的温度相对湿度;确定窑洞区域或空调舱室内的空气设计参数,即舱内的温度相对湿度。确定海水温度。在船东不特是舱室内外条件的背况下,可根据本标准给出的数据进行二设计。二3乓确定与调区域邻接的各种非空调舱室的设计温度;二空调舱室的暴二露图壁二放璃舷窗和甲板的表面温升(或当量温度):“在无特别说明的情况下,可才交才告本标准给出的数;民主用。1 . l . 4 明确实施调的区域和空调舱室在船上的分布位置,以
4、及空调机组设各在船上安装的场地和位置l . l . 5 所有暴露在舱外军气中和非空调区域中的甲板和国主必须做成绝热结构;邻近高温管道或锅炉等设备的甲板或图壁应增加绝热层厚度;所有贯穿空调区域的冷二热管件等应包扎绝热外套;因而必须明确空词i主域内部和外部甲夜及固护结构情况和绝热材料敖设型式用以计算确定各种结构的传热系数上,I-.; 6?板据船主舱位等级z及卫生标准,. 确定各类房舱的挨气次数和舱外新二鲜空气的汲取量正在船宋元特定要求情况,:可按本标准给出的数据作为计算依据. L 2二空调系统的制冷负荷和采暖负荷的计算空调负荷计算的正确导否,将直接关系到空调系统的设计和设备这型的合理性和经济性二L
5、z_;. l 进行船舶空调装置初步设计时,根据l. -1 . 4款计算出全起实施空调CB*/Z 3 30 83 区域的总面积,以长期积累统计得出的一般船舶单位面积的空调制冷负荷的经验数据,可粗略地估算该船的夏季制冷负荷,此法仅作为初选空调制冷设备初估投资费用的依据。空调制冷负荷估算经验数据可选用本标准给出的数值。l . 2 . 2 在具备l. l条各项条件下,并且在该船的全船设备布置总图和舱室的基本结构图等完备的情况不,逐项计算空调区域和空调舱室内部和外界的得(失)热量,:从而确定夏季制冷工况的制冷负荷和冬季采援工况的采度负荷。l: -3 .升2元自空调自甘方式和空调系统的选定空调方式和系统的
6、选择可依据以下原则:l . 3 l 主要考虑满足船东设计任务书提出的全船空调指标和精度。I .3 ;在I斗.1款的基础上,空调方式和系统尽量简单,减少一次投资安用,二并保证长期运行的经济性和可靠性。t ; 3:;.L现实性多口先进性相结合.j:系统设在注尽量选用现有系列i仨4主船舶空调区域的划分通常以l下列原列进行划分:l . 4 . l 根据设计要求i把各个舵室内温度相对湿度等设计参数相同的舱室划为同:;区域,其优点是容易进行温湿度控制l 4. 2 依照会船空调范围划分成兹部空调区、提部空调区中央空调区等有利于空调管路,风管的布置和安装1 :-4兰,3二以计算得到的制冷却采暖负荷值来划分.则
7、可以把全船空词舱宣划分成左右舷负荷值大,致相等的数个空调区域,可J以采用统一的空调机组和空调器此种划分法应注意有了时风管必须累过多层甲板. L: 4 :.4三、自按甲板分层划分空调区域JL负荷大的甲板在同二一层中则报据上述诸原则按照需要可再划分成数个区域l正45t对于产J生芳害气体的实验主乙二:王作室、病房急诊手术室等舱室,以各自配备独立式空调系统为宜若这些舱室放在集中式空调系统内,则只给于送风;i?不进行田,风;二并单独设置拍JXl.装置排:气至舱外,并应使该处气压保持在比邻近居住工作舱室气压稍低的状态之下,以防止有害气体逸散漏出CB*/Z 330-83 l . 4 . fl 公共活动舱室,
8、诸女口餐厅、会议室、休息室等在一昼夜中,其负荷分布很不均衡,产生峰值的时间与居住舱室不同,为便于控制调节和空调设备运转的经济性,以与居住舱室空调区域划开为宜。1 4 . 7 划分空调区域时应考虑全船水密和防火区域的设置情况。空调风管应注意尽量避免穿过水密舱壁和防火隔堵,不得通过舱壁甲板以下的水密舱壁,遵守有关的规范条令规定l . 5 空气冷却器及空气加热器的设计或选用p1 . 5 . l 依据l. 2计算得到的空调负荷和l. 3选定的空调方式和空调系统,确定送风温差(舱内空调设计温度与空调器出口空气温度之差)和系统送风量。送j恼羞川一般可参照本标准给出的敬和拙。1/ .-: 5. 2二;豆调系
9、统的送风量至少必须大于系统持风量59,使系统处于正压状态二防止外界空气和非空调区域的空气渗漏进入空调区域士系统送风莹的决定方法和舱孙新鲜空气量的决定,二可参照本标准给出的数据和方法选用及非算I . 5 3 空气冷却器和加热器的迎E风运以24m/s为宜。1 6 船用空调器的设计或选用构成空调器主要部件是空气冷却器空气加热器空气加湿磊、空气过滤器消声器承水盘进风混合箱、出风分比箱送风机,以及调节风莹的自动手动阀门调节冷媒或冷剂流量调节加热和加混工质的压力流量的自动执行机构手动阀门和指示调节仪表等其设计和选用的原则如h_l: s.- L J应根据船舶J的空间层高干船体结构等特点设计为选用空调器。i气
10、6.2 空调器结构用材应注意防腐蚀,同时应考虑船舶的纵假和棱摇船体的震动和冲击等问题,应不致由此而带来运转的故障。:l句吁:空调器应能在m夏季制冷工况时,顺利地排放处理空气通过空气冷却器时的凝水对于压出式空调器为防止漏风,需在凝水排放口装置U型水封弯头,其高度应大于或等于送凤,机的静头l:G . A?:船用空调器的设计,;“应考虑、使其具有结构紧凑斗:轻巧噪声低J振,动小二二内部不毛Pvk.不漏风不泄冷J空气阻力小、仪表及操作部位布置合理CBz:,3 30士83拆装维修立便等优点1 ;-7 -. 7船用空调制冷机组的选用船用空调帝j:冷机组型式7言压结式审i冷机组,l心式(透平式j弄口综、杆式
11、三类,;还有吸收式制冷机组,工质为.i是化千告:才t溶液。此外有用于小型独立式空调区域的热电式空调机组二权拒空调制冷负荷和选定歧主词系统才以决定选m迦二用空调市:f令;bl氧的主式和台妥之,二并注;意;1士到东交归f. 7 l二船用空调机组及附件应能经受船舶拨动才吾接和冲击,并符合船用条件。l . 7 2 二对于直接蒸发v空调制冷万式i空调j王结式制冷机组与空调器的布置应该尽量靠近,二;以减少回气压力损失,二减斗制冷量的损耗i7.3.:一般应设置专用水泵供应机组冷却水l . 8王送风方式和,风管型式的决定:i .-s ;u(;)良据茹上的电技层eI和空间地位情况Ij:f二以汉选定的空调系统来关
12、定采取低速二岁速还是高速送风方式二:一二般高速送风需使用高压送风机,二中二低速送风可使用中工低压送风机二送凡机的高2.;中二1民运划分范围:,二以及送只管内高中低速划分范围,可依据本标准给出的数据。l . 8 . 2 船用空调风管的选择一般在以中气低压风机送风的中低速系统中采用矩型凤营,二用高压风机进行高速送风时采用园型漂旋风管,有条件时应尽量采用绝热性能好气密强度好的双层预绝热螺旋风管风压与风机的搭配以及采用何种风管应根据设计中的具体情况斟酌权衡利弊而定,并可参考本标准的附录B“送风方式与采用风管型式的性能比较l . 9 空调系统送风末端装置的设计和选用一般根据选定的空调系统和送风方式来设计
13、或选定送只端装置的型式3在设计或选用末端装置时一般应符合下列原则:a .风量达到舱室内设计的送只量妄求;b .出口气流速度符合室内流速要求,该要求在本标准中给出;CBz 3 30二83 c .噪声低;d .安装调节方便;e .外形美观,与舱室色彩协调l . l 0 舱外新鲜空气进风口的设置l . 1 0. 1 进风口的布置位置应保证能在夏季顺利地吸入清洁凉爽的舱外空气为此,1必须进开主辅机舱贮藏舱室货舱厕所浴室病房等的机梳边风和自然通风的排气口j还应远离储泊舱(柜)的空气管出口,并采取防止上浪和进雨措施。.1102 进风口的设计进风面积应能在进行全部新风送风时,不影响空调系统的送风机的设计风量
14、和风丘。l . .J-1.:防噪声措施旦前世界上各主要海运国家对船上的噪声要求作丁规定,可参阅本标准附录c 在进行过扮自空调条统设计中,7应对防噪声问题有足够的重视二一般应对下列诸方面加以考虑二a噜选用低噪声送风机;b .合理设计送孔管道,风压风速不宜过高;末端装置中采取消声措施;回风口应尽量减低风速仁并采取消声措施;兰主士f应在空调:内设量消芳段,;才子;fL:写这条乡之用玄5忠在主二三只管和回风管中分别装置消声器 l 2 .船舶空调系统的自动控制;依照舱外设计参数设计的空调系统.为使其在设计工况特别是在变工况时达到!设计精度;.有设计自动控制的必要;自动控制的目的是提高空调精度,使系统在变
15、工况时作经济运转;防止对机组的误操作,并节约能耗.0因而不仅是节省方的问题船舶舒适性空调的控制最终对象是空调区域内的温度和相对湿度,在变工泥时二般对下列对象进行调节:a . ;压缩式制冷机组配以直接蒸发式空气冷却器时,利用热力膨胀调对制冷cB*/z 3 3o-a 3 剂的蒸发温度(压力人流量的调节;b.对于问接冷却式空气冷却器,一般通过边或三通电动(或气动调节阀,对冷媒水流量进行位式或比例调节,在调节精度要求高的场合,也可以采用、比例积分比例微分比例积分微分式调节;c .通过电动调风门或自力式静压调节器,二对空调器出口主送风管风量只庄的调节,以及单风管系统的末端变风量装置对舱内送风莹的诵隶;d
16、 .用电动执行器对双风管空调系统中末立在冷热风的混合比的调节r对空气诱导系统末端空气诱导器的一次风量(诱导比)前调节;e .利用电子继电器等控制设备,对区域或末端再热器、再冷器进行送风j盏度戎相对湿度的调节;f .利用蒸汽流量调节阅或电磁阂,对冬季采援工况的空气出几温度和合湿量的调节控制方式可以对各控审阅象分别实行部分自动控制;.或对全系统实行,自动程序控制二后者是发展的方向。三设计系统自动控制时应F考虑现实性和先进性相结合7简单实用z.2 设计参数2 . l 船舶空调舱室内外设计温度相对温度等参数如表l0 :PB毛Z: 3 3 O .:_-8 3 表i寸,船舶空调舱内二外设计温度:相对湿度及
17、沦值:. 航豆,;线二:王南海,二三长江.34 ?气!3 _E E 云三iu 9 f 6- :.9 6-. _2 i lo14 c 速诱导兰主主:二十二2巳一1!.三旦兰c B习z3 3 o-a 3 ;安,p,式计算的系统送风量,应同时满足下列几项要求:a .满足2 4中的新风量要求;b .满足采暖工况需要的系统:风量;c .满足各空调区域和舱室的最少挨气次数所需的送风量和各辅助舱室的排风量要求。最少换气次数如无特别指明,技表7规定d-.一J二,天丈一;二最少换气次数次小时区域.室: 送风次数! 排风次数居住舱室; 3 单人:工作室会客厅三餐厅.,:;般工作室娱乐室?草房公用卫生室(浴室、盟洗
18、室)洗衣室包括干燥安烫等)专用卫生室污衣室: 报务主;J l 0 4 民u5 6 4 5 一15 l 5 lo l 0 l 0 注:病房需安装独立的排风装置直接排气至舱外;气该处可以利用空调舱室的排风作为进风;工在产生高温高湿处应装置排气口排凤至舱外;邻接谈处舱室的送风量必须比该处的排风量大l0 %; 了对于邻近卫生间的污衣主可从回风走道吸入空调排风,再经由邻近二卫生问末端排气口1,出,:以改善室内条件;二二以换气次数计算进风量时,对:各舱室容积的计量中不必扣除舱内;家具.:衣柜等专切固定设施的体积3 30一s3 CB习z(4) 一般船用空调绝热结构的传热系数,按下式进行计算::Ed.入十皿i
19、+mb, l :E 一十 K= 216 Y. ;.一传热系款,W/ ru z c ( Kcal / m 2 h . _ c ) ; 表宙空气放热系数,.W/ m 2 cKcal且z b、c); d二材料厚度,m;一一材料导热系数,W/m.c(Kca工mi.b.); lil i 二空气层的热阻,mz .W (m2 h. c/Kc a工);mi;;不同材料层问接触热阻,.mz . w .(.m-2 . h. :c/J:c a l) ; p二十不同钢质结构的修正系数可选用的数据如下L 中:J!. ;:.:、:;暴露于舱外的绝热结构的外表面主气放热系数、可驭为80 W /ID z C ( 5 9 Kc
20、 a工rn z b. c);非暴露的绝热结构的内表面主气放热系数可取为8w 皿2 C 7 Le al/ m z b. (!.);也即设舱外风速为2Om/ s,舱内风速为o.5m/s. 异,材料的导热系数可查阅有关产品性能表,也可从本标准附录D中选驭。c,于不同材料层问热阻mc;l,主般可取为.0 0 9平2 c/ w -r. o . i m 2 h c / 口K异al)。二d九钢质结构的修正系数HJ绝热材料按图2平板型敖设,厚度均匀,l 2,绝热材料按图3波型敷设,厚度均匀二1. 4 5. .1.g A二:U:r3 图71ilL仁J , J CB*/Z 3 30-8 3 吃空气层的热阻mL ,
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