船用空調(diào)器是從滿足國(guó)防建設(shè)的需求發(fā)展起來的，是各種船上不可缺少的環(huán)境優(yōu)化設(shè)備，它為船上工作人員提供舒適的工作和生活環(huán)境，也為船中使用的各種電器設(shè)備和精密儀器提供適宜的工作環(huán)境。船用空調(diào)器運(yùn)行的好壞，直接影響船上工作人員和設(shè)備的正常工作，進(jìn)而影響船的整體戰(zhàn)斗力。因此研究制造使用于海洋環(huán)境下的船用空調(diào)器用于改善船上的生產(chǎn)、生活條件具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
船用空調(diào)器和應(yīng)用于陸地上的空調(diào)的區(qū)別如下：海洋環(huán)境具有高鹽度、高濕度特性，要求提高空調(diào)系統(tǒng)的防腐、防濕、防霉性能。船用空調(diào)器處于海洋環(huán)境里，直接利用海水或海上空氣進(jìn)行冷卻時(shí)，冷凝器必須考慮海水與鹽霧腐蝕問題。船被水與外界分隔開，且可能長(zhǎng)期運(yùn)行于海洋上，其維修保養(yǎng)存在一定的局限性，因此可維修性十分重要。船用空調(diào)運(yùn)行環(huán)境隨著地理位置而變化，因此空調(diào)應(yīng)具備自適應(yīng)可調(diào)載功能，最大程度節(jié)約船上能源，并可提高船倉內(nèi)的舒適性。
船用制冷系統(tǒng)的工作原理與普通制冷系統(tǒng)一致，但系統(tǒng)主要部件的選擇和設(shè)計(jì)、配件的選用均需考慮船用空調(diào)工作環(huán)境、運(yùn)行條件的獨(dú)特之處，船用空調(diào)器工作環(huán)境具有高濕、高鹽霧、高腐蝕特點(diǎn)，在船身的搖擺、傾斜、晃動(dòng)中運(yùn)行，因此系統(tǒng)要保證在這些惡劣條件下的穩(wěn)定運(yùn)行。
船舶空調(diào)制冷系統(tǒng)7大核心部件
1、壓縮機(jī)
壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的核心部分，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對(duì)其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā)的制冷循環(huán)。
與陸用空調(diào)比，船用空調(diào)器壓縮機(jī)在傾斜搖擺中運(yùn)行，供油問題更為突出，供油不暢就會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)磨損嚴(yán)重時(shí)抱軸損壞。因此對(duì)于螺桿壓縮機(jī)需配置儲(chǔ)油設(shè)備，活塞式壓縮機(jī)采用深油槽設(shè)計(jì)，確保壓縮機(jī)在船上傾斜和搖擺環(huán)境的供油。
2、冷凝器
冷凝器是制冷系統(tǒng)的重要組成部件，屬于換熱器的一種，能將制冷劑氣體或蒸汽轉(zhuǎn)變成液體，冷凝器的工作過程中是個(gè)放熱過程，所以冷凝器溫度都是較高的。
海水冷凝器采用海水直接冷卻，需防止強(qiáng)腐蝕性的海水腐蝕和船身搖擺時(shí)制冷劑供液的順暢性。水冷冷凝器選用抗腐蝕能力很強(qiáng)的傳熱管，并增設(shè)安全閥保證安全，海水側(cè)増?jiān)O(shè)防電位腐蝕設(shè)備。
3、蒸發(fā)器
蒸發(fā)器分為水冷和風(fēng)冷兩種，蒸發(fā)器須考慮蒸發(fā)器外表面的防腐蝕措施，增加蒸發(fā)器的抗腐蝕能力。
低溫的制冷劑液體通過蒸發(fā)器，與外界的空氣或水進(jìn)行熱交換，氣化吸熱，達(dá)到制冷的效果。
4、節(jié)流機(jī)構(gòu)
節(jié)流裝置除了起節(jié)流作用外，還起調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量的作用。目前船用空調(diào)中普遍采用外平衡熱力膨脹閥。
膨脹閥使中溫高壓的制冷劑液體通過節(jié)流成為低溫低壓的濕蒸汽，然后制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱達(dá)到制冷效果。
5、其他部件
制冷系統(tǒng)主要部件還有干燥過濾器、儲(chǔ)液器、氣液分離器、電磁閥、視液鏡、壓力表、高低壓保護(hù)器等用于更好檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行，保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。
6、風(fēng)管系統(tǒng)
循環(huán)風(fēng)管路系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是空間小，發(fā)熱量大，而且船上布置空間非常有限。在進(jìn)行風(fēng)管設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮風(fēng)管路隔振、減震、降噪，盡量降低阻力損失。在進(jìn)出風(fēng)口應(yīng)分別設(shè)置送回風(fēng)箱，為了減少空調(diào)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)傳遞，在剛性風(fēng)管與空調(diào)設(shè)備的進(jìn)出風(fēng)口接口之間連接柔性風(fēng)管。
7、管路連接
冷卻水采用的是高腐蝕性的海水，且海水泥沙含量比較高，為了減小振動(dòng)傳遞和方便對(duì)接，海水管路與空調(diào)設(shè)備接口之間應(yīng)采用軟連接。
1大設(shè)備選型案例
1、船舶構(gòu)成情況
本案例所研究的船舶全長(zhǎng) 88.0m、寬 12.2m、高 16.2m。從上到下分別由駕駛甲板、起居甲板、首樓甲板、主甲板、平臺(tái)甲板、內(nèi)底、艙底構(gòu)成。全船共含駕駛室、船長(zhǎng)室、輪機(jī)長(zhǎng)室、水手室、執(zhí)法人員室等共計(jì) 36 個(gè)多功能艙室。船舶各艙室基本情況如表 3-1 所示。
駕駛甲板層高 2.40m，是駕駛臺(tái)所在的甲板，僅有駕駛室供駕駛船員使用；起居甲板層高 2.40m，是重要船員起居室所在甲板，含二付室、指揮長(zhǎng)室、船長(zhǎng)室及機(jī)要員室；首樓甲板層高 2.55m，是船舶首部的上層建筑，可增加船體容積以減少波浪涌上甲板，含大付室、三付室、大管輪室、輪機(jī)長(zhǎng)室、政委室、會(huì)議室及醫(yī)務(wù)室等；主甲板層高 2.62m，通常是各層甲板中最厚的一層，包括執(zhí)法人員、機(jī)工與水手的臥室、以及空調(diào)設(shè)備間和風(fēng)機(jī)室等，該層甲板主要為普通船員們提供辦公場(chǎng)所與住宿；平臺(tái)甲板層高 2.55m，包括集控室、船員體能鍛煉中心、機(jī)艙和空調(diào)設(shè)備間等，該層甲板主要用來存放設(shè)備、食物及生活用品。
1、本案例制冷設(shè)備選型
（1）基本情況
本章根據(jù)全船各艙室的朝向、位置、功能形式及空調(diào)負(fù)荷情況進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)劃分，將全船 36 個(gè)艙室劃分到七個(gè)空調(diào)區(qū)中?？照{(diào)系統(tǒng)末端形式主要采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)?？照{(diào)水系統(tǒng)采用閉式雙管制系統(tǒng)并采用異程式管理布置，按照季節(jié)供冷供熱。冷卻水系統(tǒng)采用海水冷卻的方式，不設(shè)置冷卻塔。
該船舶艙室空調(diào)末端形式及所在空調(diào)區(qū)如表 5-1 所示。第一空調(diào)區(qū)共有 6 個(gè)艙室，為駕駛甲板與起居甲板上的所有艙室。其中駕駛甲板上僅有駕駛室，起居甲板上包含指揮長(zhǎng)室、船長(zhǎng)室、二付室、機(jī)要員室，各艙室均采用風(fēng)機(jī)盤管末端形式。第二空調(diào)區(qū)僅有 1 個(gè)艙室，為首樓甲板上的會(huì)議室，采用一臺(tái)組合式空調(diào)器。第三空調(diào)區(qū)共有 7 個(gè)艙室，為首樓甲板上的大付室、三付室、大管輪室、輪機(jī)長(zhǎng)室、政委室、醫(yī)務(wù)室、塔臺(tái)。其中，大付室、三付室、大管輪室、輪機(jī)長(zhǎng)室和政委室被合稱為 1 號(hào)設(shè)備間，共采用一臺(tái)組合式空調(diào)器；醫(yī)務(wù)室和塔臺(tái)則各采用風(fēng)機(jī)盤管末端形式。
第四空調(diào)區(qū)共有 3 個(gè)艙室，為主甲板上的 2 間執(zhí)法人員室及其他人員室，均采用風(fēng)機(jī)盤管末端形式。第五空調(diào)區(qū)共有 9 個(gè)艙室，為主甲板上的二管輪室、三管輪室、VIP 室、2 間水手室及 4 間執(zhí)法人員室，被合稱為 2 號(hào)設(shè)備間，共采用一臺(tái)組合式空調(diào)器。第六空調(diào)區(qū)共有 10 個(gè)艙室，為主甲板上的 2 間執(zhí)法人員室、2 間機(jī)工室、執(zhí)法取證鑒定室、廚工室、其他人員室、數(shù)據(jù)處理中心及餐廳。其中 2 間執(zhí)法人員室、2 間機(jī)工室、執(zhí)法取證鑒定室、廚工室、其他人員室為合稱為 3 號(hào)設(shè)備間，共采用一臺(tái)組合式空調(diào)器；數(shù)據(jù)處理中心及餐廳被合稱為 4 號(hào)設(shè)備間，共采用一臺(tái)組合式空調(diào)器。第七空調(diào)區(qū)共有 2 個(gè)艙室，為平臺(tái)甲板上的集控室及船員體能鍛煉中心，被合稱為 5 號(hào)設(shè)備間，共采用一臺(tái)組合式空調(diào)器。
（2） 冷熱源選型
該船舶空調(diào)系統(tǒng)選擇的冷熱源方案為冷水機(jī)組+燃油蒸汽鍋爐的方案。冷水機(jī)組具有初投資小、運(yùn)行穩(wěn)定、技術(shù)成熟、維護(hù)方便等特點(diǎn)；燃油鍋爐自動(dòng)化程度高、適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)性較好，船舶在航行過程中可選用燃油鍋爐制取蒸汽。另一方面燃油也用作船舶航行動(dòng)力燃料。根據(jù)負(fù)荷分析結(jié)果，全船在一年中最大冷負(fù)荷為 225.8kW，最大熱負(fù)荷為 106.9kW（蒸發(fā)量大約為 0.15t/h）。因此，夏季采用冷水機(jī)組為船舶艙室供冷，冬季采用燃油蒸汽鍋爐為船舶艙室供熱。冷水機(jī)組和鍋爐選型結(jié)果如表 5-2、表 5-3 所示。
（2） 末端選型
本文根據(jù)全船 36 個(gè)艙室負(fù)荷及風(fēng)量情況對(duì)風(fēng)機(jī)盤管末端及全空氣末端進(jìn)行設(shè)備選型，選型結(jié)果及設(shè)備參數(shù)分別如表 5-4、表 5-5 所示。
（3）水泵選型
計(jì)算全船空調(diào)水系統(tǒng)水量，并通過水力計(jì)算確定最不利環(huán)路（具體過程此處不詳細(xì)描述），得到冷凍水泵和海水泵選型結(jié)果，如表 5-6 所示。
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