试析船舶空调系统的应用

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1、试析船舶空调系统的应用崔文龙赵山风李志先栾爽（单位全称、省、市邮编）【摘要】：船舶量空调作为一种节能系统在陆用建筑的运用已有多年，技术上也经历了多次改进，借助于陆用空调系统设计理念，将该节能空调推向船舶空调系统。通过对变风量空调系统的分析，对在船舶空调系统应用的可行性进行了研究。【关键词】：变风量；空调系统；船舶；引言H变风量空调系统（VAV）问世以來，由于它的空气品质和节能特性，获得了大家的青睐，在许多场合得到了应用。变风量空调系统是全空气调节系统的一种类別，初主要应用于办公类和学校类建筑，随着

2、对系统的不断深入研究和改进，逐渐扩大了应用范围。鉴于变风量空调系统的舒适性和节能性，广人船舶空调设计人员、设备制造厂商已开始关注如何将此推广到同样是舒适性的全空气空调系统的船舶空调系统中。1变风量空调系统1.1变风量空调系统定义变风量空调系统是通过改变送风屋和调节送风温度来控制某一空调区域温度的一种空调系统。该系统是通过变风最末端装置调节送入房间的风最，并相应调节空调器的风最来适应该系统的风量需求，同时可根据空调负荷的变化及室内要求参数的改变，自动调节空调送风参数（在达到小送风量时调节送风温度），

3、以满足室内人员的舒适要求或其他工艺要求。同时根据实际送风量自动调节送风机的转速，人限度地减少风机动力，节约能量。简而言之,总风量可变，末端风量可变。1.2变风量空调系统的控制方法变风虽空调系统的控制涉及两个层面，即系统层面和设备层面。作为系统层面，其控制系统的发展经历了以下过程。早是在1980年代开发应用的定静压定温度法。以后是1990年代前期开发应用的定静压变温度法。目前采用的有变定静压法、总风量法、变静压法等。定静压定温度控制法的控制对彖是由机械式VAV末端装置所组成的空调系统。核心是调节送风

4、量，该法已基木不被采用。定静压变温度法是由VAV所带风阀调节室内风量，系统送风量由风管上某一点（或儿点平均）静压的改变來确定。同时还可以改变送风温度來满足室内环境舒适性的耍求。但系统送风量由某一点静压值来控制，不可避免地会使风机转速过高,达不到佳节能效果；同时在一定的系统静压下室内的要求风量只能由VAV所带风阀调节，当阀门开度较小时气流通过噪声加人，影响室内坏境。再者，系统屮静压点的位置很难确定,科学性差。因此，该控制方法已倾向于被取代。变静压法始于1990年代后期开发并普及推广的。该控制方法的核

5、心是尽虽使VAV风阀处于全开（85%~100%）状态，把系统静压降至低，因而能大限度地降低风机转速以达到节能冃的。由于以上方法都需耍测定静压，为避免静压波动和风管内湍流影响，可以采川总风量控制法，该法的基本原理是建立系统设定风量与风机设定转速的两数关系，无需静压测定，丿IJ各变风量末端装置需求风量求和值作为系统设定总风量，直接求得风机设定转速。1.3定静压控制方法通过在风道上合适位迸选定一个测点，测量该点静压，调节风机转速保证该点静压不变。该方法一直存在着一•些难于解决的问题：静压测点的位置，以及

6、静压值的设定。具体做法通常是选主风道距风机出口2/3处（经验值）的静压为控制点，静压设定值取设计状况下的压力值并保持不变，这是为了保证每个末端在任何情况下都能调到人设计风最。这种控制方法为简单实用，基本能满足变风量系统的控制要求。但是，如果整个系统都处于部分负荷工况时，高静压设定值给风机增添了不必耍的能耗，而末端的风阀开度过小导致噪声很大。1.4变静压控制方法变静压控制通行的思路是根据末端装置风阀开度随吋调整静压设定值，使系统小至少有一个末端装置风阀的开度接近全开位置。其终送风压力口J能仅为初始设

7、定值的一半左右，所以可大人节省风机功耗。这种方法不仅能够人限度地节约风机能耗，而且不必考虑传感器的女放位置。山于变静压控制方法存在强耦合性和非线性，变风量系统的调试对■系统的成败起了很大的作用。调试工作复杂、繁重，具冇调试能力的公司并不多。1.5总风量控制方法总风量控制方法在控制系统形式上，具有比静压控制简单得多的结构形式。它可以避免使用压力测量装置，减少了一个风机的闭环控制环节；此外也不需要变静压控制时的末端阀位信号。这种控制系统形式上的简化，同时也带来了控制系统可靠性的提高。总风量控制方式在控

8、制点上是直接根据设定风量计算岀要求的风机转速，具冇某种程度上的前馈控制含义，而不同于静压控制屮典型的反馈控制。但设定风量并不是一个房间符合变化后立刻设定到未来能满足该符合的风量（即稳定风量），而是一个山房间温度偏差积分出的逐渐稳定下来的中间控制虽。因此总风量控制方式下风机转速也不是在房间负荷变化后立刻调节到稳定转速就不动了，它可以说是一种直接根据房间温度偏差由PID控制器来控制转速的风机控制方法，这是总风量控制方法的实质。1.6变风量末端装置变风量末端装置有很多种形式，以下仅列出儿