“育鯤”輪空調(diào)裝置簡(jiǎn)介及噪聲淺析和控制方法

1、<p><b>　　大連海事大學(xué)</b></p><p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p><b>　　二〇一二年 五 月</b></p><p>　　“育鯤”輪空調(diào)裝置簡(jiǎn)介及噪聲淺析和控制方法</p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 輪機(jī)08-13班</p><p

2、>　　姓 名： 余泛泳</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　輪機(jī)工程學(xué)院</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　摘要：本文主要介紹了“育鯤”輪空調(diào)裝置的基本構(gòu)成和工作原理，結(jié)合實(shí)際的

3、部件(如電子膨脹閥，半封閉螺桿式壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)等)做了一些必要的分析和解釋。根據(jù)有關(guān)規(guī)則，闡述了舒適型空調(diào)空氣參數(shù)的相關(guān)要求，如溫度，濕度，噪聲等。本輪空調(diào)裝置工作時(shí)，在出風(fēng)口（即布風(fēng)器處）出現(xiàn)噪聲較大現(xiàn)象，據(jù)此分析了空調(diào)的三大噪聲源：一，風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲；二，風(fēng)管的振動(dòng)噪聲和管件的氣流噪聲；三，出風(fēng)口的氣流噪聲。最后針對(duì)噪聲源提出了一些噪聲控制方法。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 空調(diào)裝置 電子膨脹閥 噪聲

4、源 氣流噪聲 噪聲控制方法</p><p>　　ABSTRACT: This article mainly introduced the “YUKUN” vessel’s air conditioning system basic constitution and the principle of work, unified the actual part ，such as electronic expans

5、ion valve, semi-hermetic screw Compressor and fan,etc,to make some essential analyses and the explanation. According to some rules,this article describe the interrelated demands of air-condition related to the air parame

6、ter’s amenity,for example temperature,humidity,noise,etc.when air-condition of this ship works,it </p><p>　　Keywords: </p><p>　　air-conditioning system electronic expansion valve noise sourc

7、e airflow noise methods of controling Air-condition’s noise</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.前言5</b></p><p>　　2.船舶舒適型空調(diào)空氣參數(shù)的要求5</p><p><b

8、>　　2.1溫度5</b></p><p><b>　　2.2濕度5</b></p><p>　　2.3空氣清新度5</p><p>　　2.4氣流速度和噪聲控制5</p><p>　　3 .“育鯤”輪空調(diào)裝置介紹6</p><p>　　3.1空調(diào)裝置冷水機(jī)組6<

9、;/p><p>　　3.1.1冷水機(jī)組的構(gòu)成6</p><p>　　3.1.2 冷水機(jī)組工作原理7</p><p>　　3.1.3 HSK7471-90-40P型的半封閉式雙螺桿壓縮機(jī)概述8</p><p>　　3.1.4熱交換器9</p><p>　　3.1.5電子膨脹閥10</p><p&

10、gt;　　3.2單風(fēng)管中央空調(diào)系統(tǒng)10</p><p>　　3.2.1集中式單風(fēng)管系統(tǒng)10</p><p>　　3.2.2本輪各處空調(diào)器分布簡(jiǎn)要介紹11</p><p>　　3.2.3本輪中央空調(diào)器結(jié)構(gòu)組成和工作原理11</p><p>　　3.2.4供風(fēng)管道和布風(fēng)器13</p><p>　　4. 空調(diào)系統(tǒng)噪

11、聲淺析和建議13</p><p>　　4.1空調(diào)系統(tǒng)噪聲源及其特性13</p><p>　　4.1.1風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲13</p><p>　　4.1.2風(fēng)管的振動(dòng)噪聲和管件的氣流噪聲13</p><p>　　4.1.3出風(fēng)口的氣流噪聲14</p><p>　　4.2 噪聲控制方法15</p>

12、<p>　　4.2.1在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口安裝消聲器15</p><p>　　4.2.2 風(fēng)管降噪控制方法15</p><p>　　4.2.3 出風(fēng)口及艙室噪聲控制方法16</p><p><b>　　5. 結(jié)論16</b></p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】16</b><

13、;/p><p>　　“育鯤”輪空調(diào)裝置簡(jiǎn)介及噪聲淺析和控制方法</p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　大多數(shù)船舶在營(yíng)運(yùn)過程中，將航行于各個(gè)海域，氣象條件復(fù)雜多變，同時(shí)，船上人員和機(jī)械設(shè)備不斷散發(fā)出大量的熱量和濕氣。為了能給船上人員提供舒適的工作和生活條件，需要空調(diào)裝置來創(chuàng)造人工氣候。由于“育鯤”輪是實(shí)習(xí)船，人員較多且在航

14、行期間擔(dān)負(fù)著大量的教學(xué)任務(wù)，因而它的空調(diào)裝置與客船相似，布置相對(duì)較復(fù)雜，且系統(tǒng)的部件都較先進(jìn)，它可以叫全面的反映現(xiàn)代船舶空調(diào)的技術(shù)狀況（如PLC自動(dòng)控制和電子閥件）。</p><p>　　船舶空調(diào)系統(tǒng)是各類船舶的生活保障系統(tǒng)，由于船舶空調(diào)主要用于滿足人們對(duì)舒適性和衛(wèi)生的需求，故常稱之為舒適性空調(diào)。舒適型空調(diào)對(duì)溫度、濕度、噪聲等條件的要求并不十分精確，允許有較大范圍的波動(dòng)。但是，有些參數(shù)條件如噪聲等級(jí)，往往在船舶設(shè)

15、計(jì)和建造中被忽視，再加上船舶在營(yíng)運(yùn)期間欠于科學(xué)的噪聲控制措施，導(dǎo)致噪聲等級(jí)超出規(guī)定要求，危害到人員的正常工作和生活。</p><p>　　2.船舶舒適型空調(diào)空氣參數(shù)的要求</p><p><b>　　2.1溫度</b></p><p>　　人體對(duì)溫度的要求比較苛刻，氣溫是影響人體熱平衡的重要條件。一般人在著衣時(shí)感到滿意的溫度是：冬季在18~22

16、℃，夏季在27~29℃。從節(jié)能考慮，空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)可偏近舒適范圍的上限。艙室的適宜溫度尚需要考慮室內(nèi)外溫差的差異，因?yàn)樵谙募救藗兊闹卤容^單薄，若艙內(nèi)外溫差太大，則會(huì)有驟冷驟熱的不舒適感，并易使人感冒。一般認(rèn)為溫差保持在6~10℃比較合適。</p><p><b>　　2.2濕度</b></p><p>　　在相同的溫度下，如果相對(duì)濕度太高，則空氣潮濕，汗液不易蒸發(fā)，就

17、會(huì)使人感到悶熱，反之，若相對(duì)濕度太低，則會(huì)使人感到口干舌燥。相對(duì)濕度在50%左右為宜，在30%~70%的范圍內(nèi)都不會(huì)明顯感到不適。</p><p>　　在夏季空調(diào)靠冷卻除濕把室內(nèi)濕度控制在40%~60%；在冬季靠噴水或蒸汽來加濕，把濕度控制在30%~40%。</p><p><b>　　2.3空氣清新度</b></p><p>　　清新度包括兩

18、層含義：一是含氧比例，即新鮮程度；二是所含粉塵和有害氣體的濃度，即潔凈程度。此要求是依靠空調(diào)不斷供入經(jīng)過過濾的新鮮空氣，以排出室內(nèi)污濁空氣來達(dá)到的。在滿足人體氧的需要和控制二氧化碳及煙氣等有害氣體濃度情況下，國(guó)標(biāo)規(guī)定每人所需新鮮空氣量(m3/h))是：28(船員艙室按定員計(jì))，20～25(辦公室按2～4人計(jì)，公共艙室按座位計(jì))，30(娛樂室按4人計(jì))；或不小于空調(diào)總風(fēng)量的40％(有限航區(qū))～50％(無限航區(qū))；以上兩種算法中取所得數(shù)值較

19、大者。</p><p>　　2.4氣流速度和噪聲控制</p><p>　　在室內(nèi)人的活動(dòng)區(qū)域，要求空氣有輕微的流動(dòng)，以使室內(nèi)溫、濕度均勻和人不感到氣悶。室內(nèi)氣流速度以0．15～0．20 m／s為宜，最大不超過0．35 m／s。</p><p>　　此外，距室內(nèi)空調(diào)出風(fēng)口1 m處測(cè)試的噪聲應(yīng)不大于55～60 dB(A)。</p><p>　　表

20、一 空調(diào)空氣參數(shù)要求</p><p>　　3 .“育鯤”輪空調(diào)裝置介紹</p><p>　　“育鯤“輪空氣調(diào)節(jié)裝置由冷水機(jī)組和中央空調(diào)器單風(fēng)管系統(tǒng)兩部分組成。</p><p>　　其中冷水機(jī)組設(shè)置在副機(jī)艙中，它設(shè)有6臺(tái)結(jié)構(gòu)相同的半封閉螺桿式壓縮機(jī)組，并確將其組裝在3個(gè)臺(tái)架上，即每2臺(tái)組成一個(gè)冷水機(jī)組，除蒸發(fā)器是共用的外，各自的壓縮機(jī)組都是獨(dú)立的。每臺(tái)機(jī)組容量為設(shè)計(jì)

21、負(fù)荷的50%。中央空調(diào)系統(tǒng)采用的是集中式中壓?jiǎn)物L(fēng)管空調(diào)器系統(tǒng)，共設(shè)有六臺(tái)中央空調(diào)器用于分區(qū)調(diào)節(jié)全船各處艙室。普通船員餐廳、高級(jí)船員餐廳和廚房設(shè)有制冷、加熱式風(fēng)機(jī)盤管，集控室內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)柜式空調(diào)器，這里不做詳細(xì)介紹。</p><p>　　3.1空調(diào)裝置冷水機(jī)組</p><p>　　3.1.1冷水機(jī)組的構(gòu)成</p><p>　　每臺(tái)機(jī)組包括：半封閉式螺桿壓縮機(jī)（比澤爾 型

22、號(hào)：HSK7471-90-40P）、滑油分離器（比澤爾 0A4088）、冷凝器（比澤爾 K3803T2）、濾器、熱交換器(WTT AE7-24)、電子膨脹閥（西門子 MVL661.25-6.3 ）以及共用的殼管式蒸發(fā)器（Alfa Laval DXD450）。系統(tǒng)也包括三臺(tái)三臺(tái)冷媒水泵，各50%的容量，一臺(tái)備用。冷水機(jī)組由控制箱智能控制起停，安全保護(hù)，監(jiān)視采集數(shù)據(jù)等。如圖一：</p><p>　　3.1.2 冷水機(jī)

23、組工作原理</p><p>　　結(jié)合圖一分析，制冷劑R404a經(jīng)電子膨脹閥節(jié)流降壓后變成低溫的濕蒸氣進(jìn)入蒸發(fā)器，在較低壓力下制冷劑逐漸汽化蒸發(fā)，并從冷媒水中吸收汽化潛熱，而實(shí)現(xiàn)冷媒水的制冷。為了維持制冷劑在蒸發(fā)器中低壓狀態(tài)，并保持冷凝器出口的液態(tài)制冷劑處于高壓，從蒸發(fā)器出來的過熱蒸汽被半封閉螺桿式壓縮機(jī)吸出并壓送到冷凝器。壓縮機(jī)出口的冷劑處于高溫高壓狀態(tài)，由低溫冷卻淡水在冷凝器內(nèi)冷卻成低溫高壓的過冷液體，然后經(jīng)過

24、熱交換器對(duì)冷劑進(jìn)一步過冷。過冷液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流送入蒸發(fā)器氣化吸熱，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的制冷循環(huán)。</p><p>　　每臺(tái)機(jī)組包括：R404a直接蒸發(fā)系統(tǒng)； 一個(gè)冷媒循環(huán)水系統(tǒng)，含循環(huán)水泵；冷卻淡水系統(tǒng)。冷水機(jī)組與循環(huán)冷媒水系統(tǒng)連接，并聯(lián)工作。冷水機(jī)組由控制箱內(nèi)的PLC自動(dòng)控制，機(jī)組負(fù)荷通過PLC根據(jù)相應(yīng)的壓力和溫度控制。如果其中一個(gè)傳感器感受到了過高的壓力或溫度，相應(yīng)的壓縮機(jī)會(huì)有相應(yīng)的動(dòng)作。PLC控制對(duì)機(jī)組提供預(yù)防

25、性的監(jiān)測(cè)，通過以下幾點(diǎn)提高其可靠性：在特定啟動(dòng)情況和反復(fù)起動(dòng)情況下，自動(dòng)減少壓縮機(jī)的啟停次數(shù)；壓縮機(jī)等時(shí)運(yùn)行；有效減少了控制部件的毛細(xì)管和手動(dòng)控制部件。功能包括：兩臺(tái)機(jī)組能根據(jù)熱負(fù)荷順序啟動(dòng)，即主的機(jī)器首先起動(dòng)，輔機(jī)組只有在主機(jī)組制冷量不能滿足要求的情況下起動(dòng)；通過PLC 能夠?qū)⑷我慌_(tái)機(jī)器設(shè)定為主機(jī)組；機(jī)組的手動(dòng)及自動(dòng)控制功能；當(dāng)一臺(tái)冷水機(jī)組故障停機(jī)時(shí)，備用機(jī)組可自動(dòng)起動(dòng)亦可手動(dòng)起動(dòng)。</p><p>　　由圖

26、一知，冷水機(jī)組的功能是將用于空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)冷媒水冷卻。冷媒水系統(tǒng)中設(shè)有閉式膨脹水箱，以滿足系統(tǒng)的補(bǔ)水、放氣需要。</p><p>　　3.1.3 HSK7471-90-40P型的半封閉式雙螺桿壓縮機(jī)概述</p><p>　　1.半封閉式雙螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)和選擇</p><p>　　與活塞式壓縮機(jī)相比，螺桿式由以下特點(diǎn)：</p><p>　　無

27、往復(fù)慣性力，工作平穩(wěn)，無氣閥，轉(zhuǎn)速較高，單位制冷量尺寸小，重量輕。</p><p>　　無易損件，磨損輕微即運(yùn)行可靠，檢修時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)3萬到五萬小時(shí)。</p><p>　　吸氣阻力和預(yù)熱損失少，且氣態(tài)工質(zhì)帶液體對(duì)于濕行程不敏感，可噴油或噴液冷卻和改善密封性，因而高壓力比時(shí)仍可采用單機(jī)壓縮，輸氣系數(shù)較高，排氣溫度不超過100℃。</p><p>　　性能系數(shù)一般不及往復(fù)

28、式，螺桿轉(zhuǎn)子加工難度大，價(jià)格高。</p><p>　　半封閉式機(jī)型后還可以解決耗油量大和噪音大的缺點(diǎn)。</p><p>　　因本輪采用分區(qū)的空調(diào)裝置，它一般采用間接冷卻，這是為了縮短制冷劑管路的長(zhǎng)度，</p><p>　　減少裝置制冷劑的需求量及泄漏量。為了保持中間介質(zhì)冷媒水溫度的穩(wěn)定，這就要求制冷壓縮機(jī)能夠長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)、檢修期要長(zhǎng)、輸氣量要足夠大。與往復(fù)式

29、缺點(diǎn)相比，螺桿式優(yōu)點(diǎn)非常突出，這就是本輪選擇半封閉式螺桿壓縮機(jī)的原因。</p><p>　　2.半封閉式雙螺桿壓縮機(jī)工作原理</p><p>　　雙螺桿壓縮機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)部件是設(shè)在機(jī)體氣缸內(nèi)的一對(duì)互相嚙合的螺旋式轉(zhuǎn)子。其中齒凸起的稱陽轉(zhuǎn)子，齒槽凹進(jìn)的稱陰轉(zhuǎn)子。一般陽轉(zhuǎn)子是主動(dòng)轉(zhuǎn)子，工作時(shí)陰轉(zhuǎn)子是被所壓縮的氣體驅(qū)動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)，而不是靠陽轉(zhuǎn)子機(jī)械接觸所驅(qū)動(dòng)。</p><p>

30、;　　兩轉(zhuǎn)子的每一對(duì)相通的齒槽和與轉(zhuǎn)子貼合的缸壁圓柱面及兩頭端蓋之間形成的容積稱為基元容積，其容積和位置隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。圖二示出螺桿式壓縮機(jī)的工作原理圖，其中(a)、(b)為一對(duì)轉(zhuǎn)子從吸氣端向下看的俯視圖。在左側(cè)吸氣端，兩轉(zhuǎn)子的齒分別從對(duì)方的齒槽中逐漸退出，剛形成的基元容積與軸向和徑向的吸氣口相通，隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而容積不斷增大，吸人氣體。圖(c)、(d)、(e)、(f)為一對(duì)轉(zhuǎn)子從吸氣端向上看的仰視圖。其中(c)表示帶剖面線的基元容積與吸

31、氣口脫離，吸氣結(jié)束。轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，則陰、陽轉(zhuǎn)子另外的齒開始擠進(jìn)彼此的齒槽(圖d)，使該基元容積不斷縮小，其中氣體被壓縮。當(dāng)該基元容積和排氣口相通時(shí)，壓縮結(jié)束，排氣開始(圖f)，直至排盡。在工作中，相繼形成的每個(gè)基元容積都要相繼經(jīng)歷吸氣、壓縮、排氣三個(gè)過程。</p><p>　　3.HSK7471型螺桿壓縮機(jī)的噴液冷卻</p><p>　　雙螺桿式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子之間及與氣缸壁之間有微小的間隙，

32、雖然運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)直接的摩擦，但會(huì)發(fā)生氣體的泄露。由于螺桿壓縮機(jī)對(duì)濕行程不敏感，為了保證良好的密封和冷卻，可以在工作時(shí)向轉(zhuǎn)子的嚙合空間噴液，此時(shí)還可以冷卻壓縮的氣體和滑油，以保證工作中的排氣溫度，本輪的噴液冷卻的噴液管是由熱交換器裝置引出，其噴液冷卻液體來自熱交換器的一路，并經(jīng)過節(jié)流降壓降溫后，噴入轉(zhuǎn)子合適部位。這可以減小油分離器的體積，并取消油冷卻器，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化。</p><p><b>　　3.1.

33、4熱交換器</b></p><p>　　本輪的熱交換器不同于一般制冷裝置的熱交換器，由圖一可知：熱交換器設(shè)置在冷凝器出口，對(duì)來自貯液器溫度較高的液態(tài)制冷劑進(jìn)行過冷的較低溫度制冷劑不是來自蒸發(fā)器出口，而是從冷凝器出口一小部分液態(tài)制冷劑經(jīng)過電磁閥和外平衡式熱力膨脹閥節(jié)流降壓后進(jìn)入熱交換器。這樣就提高了另一大部分液態(tài)制冷劑的過冷度，增加其單位制冷量，防止“閃氣”現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)經(jīng)過降壓的一小部分液態(tài)冷劑在換熱

34、器換熱后變成濕蒸氣，通過螺桿壓縮機(jī)的噴液管噴入轉(zhuǎn)子嚙合部位，進(jìn)行噴液冷卻。</p><p>　　熱交換器的設(shè)計(jì)理念集合了螺桿式壓縮機(jī)噴液冷卻和蒸發(fā)式過冷器的特點(diǎn)，合理的將二者融為一體，通過PLC控制電磁閥和改變熱力膨脹閥的設(shè)定來均衡兩回路的工作狀態(tài)，改良了裝置的性能。</p><p>　　3.1.5電子膨脹閥</p><p>　　電子膨脹閥按驅(qū)動(dòng)方式的不同可以分為四

35、種：熱電式，參考?jí)毫π?，電磁式及電?dòng)式電子膨脹閥。本裝置使用的是西門子 MVL661.25-6.3電磁式電子式膨脹閥，由控制設(shè)備來的控制信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)化為直流電壓或直流電流，施加在膨脹閥的電磁線圈上，如圖三所示。</p><p>　　由磁性材料制成的閥桿受磁力的作用產(chǎn)生位移，帶動(dòng)針閥上下運(yùn)動(dòng)，來改變膨脹閥的開度。</p><p>　　MVL661系列電子膨脹閥可以由能發(fā)出DC 0/2...

36、10 V 或 DC 0/4...20 mA輸出信號(hào)的西門子或第三方的控制器驅(qū)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制性能，推薦在控制器和膨脹閥之間4線連接。閥的開度與控制信號(hào)成比例。</p><p>　　MVL661系列電子膨脹閥有如下特點(diǎn)和作用：</p><p>　　較高的控制精度，精確的位置控制和位置反饋信號(hào)；</p><p>　　對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)速度快，動(dòng)作到位時(shí)間小于1s；&l

37、t;/p><p>　　對(duì)于設(shè)定值和測(cè)量值，有四種可選擇的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；</p><p>　　閥的行程能自動(dòng)校準(zhǔn)；</p><p>　　可以強(qiáng)制輸入“全開”和“全關(guān)”信號(hào)；</p><p>　　在控制器失電時(shí)，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。</p><p>　　3.2單風(fēng)管中央空調(diào)系統(tǒng)</p><p>　　3.2.1集

38、中式單風(fēng)管系統(tǒng)</p><p>　　船舶空調(diào)裝置一般都是將空氣集中處理后再分送到各個(gè)艙室，稱為集中式空調(diào)裝置或中央空調(diào)。如圖三為集中式單風(fēng)管空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。</p><p>　　由艙室來的部分回風(fēng)與新風(fēng)經(jīng)過一定比例混合后，進(jìn)入空氣調(diào)節(jié)器進(jìn)行集中處理，符合要求的空氣由各支管分送至各艙室的布風(fēng)器。由于各艙室的供風(fēng)參數(shù)相同，所以，對(duì)艙室的個(gè)別調(diào)節(jié)只能靠調(diào)節(jié)布風(fēng)器的風(fēng)門開度來進(jìn)行變量調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。這種系

39、統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，初裝費(fèi)較低，在貨船上用得很普遍。但因采用變量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)幅度不宜過大，否則難以保證艙室的新風(fēng)供給量和室內(nèi)空氣參數(shù)均勻；此外，調(diào)節(jié)時(shí)還會(huì)對(duì)其他艙室的送風(fēng)量產(chǎn)生干擾。</p><p>　　本輪大部分艙室采用的便是集中式單風(fēng)管空調(diào)系統(tǒng)，某些特殊艙室采用的是獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)。</p><p>　　3.2.2本輪各處空調(diào)器分布簡(jiǎn)要介紹</p><p>　　由于“育鯤輪

40、”的艙室較多，各處的熱負(fù)荷分布不均勻，這樣空調(diào)器就需要采用分區(qū)布置以對(duì)空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。本輪有6臺(tái)中央空調(diào)器，采用的是中壓?jiǎn)物L(fēng)管系統(tǒng)，各個(gè)空調(diào)器的情況如下：</p><p>　　AC1:服務(wù)駕駛甲板和船長(zhǎng)甲板</p><p>　　AC2:服務(wù)救生甲板和工作甲板102號(hào)肋位前區(qū)域</p><p>　　AC3:服務(wù)游步甲板的學(xué)生餐廳</p><p>

41、　　AC4:服務(wù)主甲板79號(hào)肋位后區(qū)域</p><p>　　AC5:服務(wù)主甲板79號(hào)肋位前區(qū)域，二甲板和游步甲板教室</p><p>　　AC6:服務(wù)于健身房和活動(dòng)區(qū)域</p><p>　　其中AC1 、AC2位于船長(zhǎng)甲板左舷后部的房間內(nèi)，AC3、 AC4位于主甲板左舷尾部和冰機(jī)置于一個(gè)房間內(nèi)，AC5位于主甲板左舷烘衣間前的艙室，AC6位于主甲板水手工藝室內(nèi)左側(cè)房間

42、內(nèi)。</p><p>　　各個(gè)空調(diào)器參數(shù)如表二所示：</p><p>　　3.2.3本輪中央空調(diào)器結(jié)構(gòu)組成和工作原理</p><p>　　現(xiàn)以AC6中央空調(diào)器為例介紹其結(jié)構(gòu)組成和工作原理，如圖四。</p><p>　　088-溫度傳感器；089-濕度傳感器；090-壓力傳感器；091-防凍溫控器；111-電動(dòng)加</p><

43、p>　　溫控制閥；236-濕度控制閥；318-電動(dòng)空氣擋板；HI-濕度指示器；TI-溫度指示器</p><p>　　空調(diào)器的結(jié)構(gòu)組成包括：</p><p>　　新風(fēng)和回風(fēng)混合部分：外界新風(fēng)和回風(fēng)經(jīng)過此入口被風(fēng)機(jī)吸入，進(jìn)入空調(diào)器進(jìn)行處理，新風(fēng)進(jìn)口采用電動(dòng)風(fēng)閘，回風(fēng)采用手動(dòng)風(fēng)閘，根據(jù)需要調(diào)節(jié)新風(fēng)和回風(fēng)的比例。</p><p>　　濾器：濾除空氣中的灰塵，以凈化艙室

44、的供風(fēng)，并能保持冷卻器和加熱器表面的清潔，避免降低傳熱效果。</p><p>　　空氣加熱器：在冬季取暖工況，由蒸汽系統(tǒng)供給的蒸汽通過加熱器把空氣加熱到合適溫度。</p><p>　　空氣冷卻器：在夏季取暖工況，冷卻器連接到冷媒水系統(tǒng)，在夏季將空氣冷卻到要求溫度和相應(yīng)的濕度。</p><p>　　空氣加濕器：由蒸汽系統(tǒng)供給的蒸汽噴入空氣，增加空氣濕度。</p&

45、gt;<p>　　擋水除水部分：防止水汽進(jìn)入空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)。冷卻器、加濕器和擋水器下有承水盤，凝水沿管外肋片下流到承水盤，經(jīng)水封管泄水。</p><p>　　風(fēng)機(jī)：布置在空調(diào)器的出口，使空氣能比較均勻的流過各換熱器，為吸入式風(fēng)機(jī)。將處理好的空氣送到各個(gè)艙室。</p><p>　　消音室：為靜壓箱，內(nèi)壁包裹絕緣材料，把噪音等級(jí)降到最大等級(jí)以下。</p><p&

46、gt;<b>　　空調(diào)器的工作原理：</b></p><p>　　空調(diào)器有三種運(yùn)行工況：自然通風(fēng)，取暖工況和降溫工況。當(dāng)環(huán)境溫度在20℃~23℃之間時(shí)，空調(diào)采用自然通風(fēng)；當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，起用空調(diào)加熱加濕裝置，由混合室來的空氣經(jīng)過空氣加熱器加熱達(dá)到合適的溫度，然后經(jīng)過加濕噴嘴進(jìn)行加濕，處理好的空氣進(jìn)入分配室送入各個(gè)艙室；當(dāng)環(huán)境溫度高于23℃時(shí)，空調(diào)冷卻裝置工作，來自冷水機(jī)組的冷媒水進(jìn)入

47、空氣冷卻器對(duì)空氣進(jìn)行冷卻和除濕，然后送入艙室。為了防止空氣中的凝水?dāng)y空氣進(jìn)入艙室，在加濕器和空冷器后設(shè)有擋水器。</p><p>　　空氣的溫度由自動(dòng)控制的三通閥調(diào)節(jié)冷媒水/蒸汽的流量來調(diào)節(jié)，溫度傳感器的溫度信號(hào)通過變送器進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)閥，根據(jù)預(yù)定程序調(diào)節(jié)三通閥開度實(shí)現(xiàn)溫度控制。濕度調(diào)節(jié)由濕度傳感器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)。其中溫度和濕度測(cè)定的傳感器安裝于相應(yīng)區(qū)域的回風(fēng)管來感受。</p><p>

48、　　空調(diào)器溫度和濕度可采用PLC控制并連接到局域網(wǎng)，接口Profibus，系統(tǒng)的輸入輸出參數(shù)可以通過控制箱上的Profibus接口輸出到中央控制系統(tǒng)。</p><p>　　3.2.4供風(fēng)管道和布風(fēng)器</p><p>　　本輪供風(fēng)管道采用中壓中速系統(tǒng)，支管風(fēng)速為6~10m/s，與低速系統(tǒng)相比風(fēng)管的尺寸和質(zhì)量減少，并采用標(biāo)準(zhǔn)的螺旋圓管。為了減小各風(fēng)管的阻力差異，在主風(fēng)管和支風(fēng)管上安裝擋板，以便

49、在必要時(shí)能夠認(rèn)為增加阻力，從而使各主風(fēng)管和支風(fēng)管的風(fēng)量分配比較均勻?？照{(diào)風(fēng)管由鍍鋅鐵皮制成，鋪于甲板和天花板的夾層空間中。為了防止振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，風(fēng)管每隔2~3m設(shè)一固定吊架。</p><p>　　布風(fēng)器為簡(jiǎn)單的頂式直布式布風(fēng)器，只能進(jìn)行較小范圍的變量調(diào)節(jié)，而且當(dāng)開度較小時(shí)，節(jié)流作用較強(qiáng)，噪聲比較大。</p><p>　　4. 空調(diào)系統(tǒng)噪聲淺析和建議</p><p>

50、;　　4.1空調(diào)系統(tǒng)噪聲源及其特性</p><p>　　空調(diào)系統(tǒng)噪聲主要來自于三個(gè)方面：風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲；風(fēng)管的振動(dòng)噪聲和管件的氣流噪聲；出風(fēng)口的氣流噪聲。</p><p>　　4.1.1風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲</p><p>　　空氣動(dòng)力性噪聲可分為旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲，旋轉(zhuǎn)噪聲是由于風(fēng)機(jī)葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)與氣體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)壓力脈沖而形成的。渦流噪聲是由氣體在旋轉(zhuǎn)的葉片界

51、面上分裂時(shí)，由于氣體的粘滯性，便形成一系列的渦流，從而輻射一種非穩(wěn)定的流動(dòng)噪聲?？諝鈩?dòng)力性噪聲是由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲相互混雜的結(jié)果。</p><p>　　風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)噪聲具有確定的頻率，其基頻由下式計(jì)算：</p><p>　　f=n*z/60(Hz)</p><p>　　式中，n為葉輪每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)；z為葉片數(shù)。</p><p>　　本輪AC6空調(diào)

52、器風(fēng)機(jī)的葉片數(shù)為z=12，n=1440rpm。旋轉(zhuǎn)噪聲頻率</p><p>　　f=1440*12/60=288Hz</p><p>　　此風(fēng)機(jī)噪聲為低頻噪聲，這類噪聲傳播距離遠(yuǎn)，自然衰減小，對(duì)環(huán)境和人的干擾很大。</p><p>　　風(fēng)機(jī)噪聲的大小與風(fēng)機(jī)的構(gòu)造、型號(hào)、風(fēng)量和風(fēng)壓等因素有關(guān)，其聲功率級(jí)可按下式估算：</p><p>　　Lw=

53、5+10lgL+20lgH (dB)</p><p>　　式中：Lw為風(fēng)機(jī)聲功率，dB；L為風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/h；H為風(fēng)機(jī)的全壓，Pa。</p><p>　　本輪風(fēng)機(jī)的L=8110 m3/h, H=1600 Pa。風(fēng)機(jī)聲功率</p><p>　　Lw=5+10lg8110+20lg1600=108dB</p><p>　　此估算的風(fēng)機(jī)聲功率級(jí)

54、系風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)時(shí)的值。</p><p>　　而船舶空調(diào)系統(tǒng)要求艙室噪聲小于60~65dB，由此可見，噪聲源與噪聲要求差異較大，需要很好的消聲控制。</p><p>　　4.1.2風(fēng)管的振動(dòng)噪聲和管件的氣流噪聲</p><p>　　風(fēng)管的噪聲主要來源于閥門和管道兩部分，在一般情況下，閥門產(chǎn)生的噪聲居主要地位。這種噪聲沿管路系統(tǒng)傳播，衰減很慢，能傳送到很遠(yuǎn)的地方。&

55、lt;/p><p>　　空氣通過閥門時(shí)，其流動(dòng)狀況發(fā)生劇烈的變化；由于閥門的節(jié)流作用，空氣在閥門前后激烈的混攪、沖擊，同時(shí)壓力也有劇烈的變化。</p><p>　　1.反向應(yīng)力波 2.閘板 3.沖擊波 4.紊流 5.閥座 6.紊流</p><p>　　圖五 閥門前后流體流動(dòng)狀態(tài)</p><p>　　風(fēng)管閥門噪聲有如下兩種：</p>

56、<p><b>　　機(jī)械性振動(dòng)噪聲</b></p><p>　　閥體內(nèi)壓力變化及空氣的沖擊會(huì)使閥門的某些部件及與之相連的配管產(chǎn)生振動(dòng)，甚至共振，用手觸摸時(shí)會(huì)感到振動(dòng)。閥門的機(jī)械性噪聲與閥門的開度有關(guān)。</p><p><b>　　空氣動(dòng)力性噪聲</b></p><p>　　當(dāng)閥門節(jié)流時(shí)，空氣在斷面收縮處流速增高，

57、在閥門的下游便會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的湍流噪聲，其頻譜特性是以中高頻為主的寬帶噪聲。當(dāng)閥門節(jié)流較大時(shí)，空氣流動(dòng)達(dá)到臨界狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生一種激波噪聲，這是一種很強(qiáng)的噪聲。</p><p>　　管路系統(tǒng)的噪聲也來源于管道。由于管道常常與產(chǎn)生噪聲的設(shè)備（如風(fēng)機(jī)）連接著，所以這些設(shè)備的噪聲會(huì)通過管道進(jìn)行傳播擴(kuò)散，這種傳播屬于固體傳聲，幾乎不隨著距離的增加而衰減。此外，由于空氣在管道中的流動(dòng)大多是湍流，空氣沖刷管壁，也會(huì)激起管壁振動(dòng)發(fā)聲。

58、特別是當(dāng)管道中空氣的流速較高時(shí)，或在那些拐彎、截面突變處，管道產(chǎn)生的噪聲就更大。</p><p>　　4.1.3出風(fēng)口的氣流噪聲</p><p>　　與風(fēng)管閥門噪聲相似，由于出風(fēng)口（布風(fēng)器）只能通過調(diào)節(jié)開度來小范圍的進(jìn)行變量調(diào)節(jié)。當(dāng)布風(fēng)器開度較小時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象，空氣從風(fēng)管到布風(fēng)器出口壓力產(chǎn)生變化，布風(fēng)器和與之相連的部分管道會(huì)產(chǎn)生共振；節(jié)流作用會(huì)使空氣在布風(fēng)器界面處流速增大，流出的空氣

59、會(huì)發(fā)生湍流噪聲，并且會(huì)和艙室的空氣混合摩擦，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)發(fā)生噪聲。</p><p>　　4.1.4本輪噪聲實(shí)際測(cè)量</p><p>　　由聲級(jí)計(jì)測(cè)量艙室實(shí)際噪聲值如下表：</p><p>　?。ㄈ齻€(gè)不同測(cè)量點(diǎn)距布風(fēng)器20cm；早、中、晚分別測(cè)量三次；其中三個(gè)教室是隨機(jī)抽??；走廊、輪機(jī)測(cè)試室和教室是學(xué)生和老師頻繁出入的地方；“-”代表小于噪聲要求值）</p

60、><p>　　由表三可知：由風(fēng)機(jī)到艙室噪聲消減量與規(guī)則要求相比，并沒有滿足要求，需要進(jìn)一步控制措施。</p><p>　　4.2 噪聲控制方法</p><p>　　噪聲對(duì)人體造成危害依賴于聲源、生的傳播途徑以及接收者三個(gè)因素同時(shí)存在，控制噪聲必須考慮這三個(gè)因素，即從聲源降低噪聲；在噪聲的傳播途徑上控制噪聲；出風(fēng)口防止并降低噪聲。進(jìn)行噪聲控制，其方法也要從這三個(gè)方面入手。

61、</p><p>　　4.2.1在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口安裝消聲器</p><p>　　控制風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲的最有效措施是在進(jìn)出口安裝消聲器。由于吸聲材料的多孔性和松散性，可以把入射在其上的聲能部分的吸收掉。常用的吸聲材料有聚氨脂泡沫塑料、微孔吸聲磚、金屬結(jié)構(gòu)的微空孔板等，由于風(fēng)機(jī)的噪聲呈低頻性，選擇材料應(yīng)有較高的低頻吸聲系數(shù)。消聲器可大致分為阻性消聲器、抗性消聲器和阻抗性復(fù)合消聲器，復(fù)合式消聲器

62、由于集中了阻性、抗性消聲器的優(yōu)點(diǎn)，從低頻到同頻范圍內(nèi)的噪聲有較好的消聲效果，是一種寬頻帶消聲器。</p><p>　　選用消聲器應(yīng)考慮下列一些問題：</p><p>　　選用消聲器應(yīng)特別注意其阻力損失，如果消聲器的消聲量滿足要求，阻力損失很大，那么該消聲器不符合要求。為使系統(tǒng)在高效低耗能狀態(tài)下工作，所選用的消聲器的阻力損失應(yīng)盡量小些。同時(shí)避免消聲器的氣流噪聲過大，氣流速度不應(yīng)過大。消聲器應(yīng)

63、安裝離風(fēng)機(jī)較近地方，以防止風(fēng)機(jī)噪聲激發(fā)管路振動(dòng)。如消聲器裝在管路中，則氣流是穩(wěn)定的，消聲效果會(huì)好。對(duì)于降噪要求較高的，需要安裝幾個(gè)消聲器，消聲器宜分段安裝。另外，還要考慮使用環(huán)境。</p><p>　　4.2.2 風(fēng)管降噪控制方法</p><p>　　1）合理設(shè)計(jì)和布置管線</p><p>　　管道的流動(dòng)噪聲與流速有直接關(guān)系，降低流速可使流動(dòng)噪聲降低，應(yīng)選用較大的管

64、徑來降低流速；由于管道的急拐彎會(huì)引起額外的紊流和 振動(dòng)，使噪聲增大，因此，在設(shè)計(jì)管道時(shí)，應(yīng)盡量減少?gòu)濐^、閥門、交叉和管徑的突變。如有彎頭，其曲率半徑至少應(yīng)5倍于管徑；不同管徑之間的連接，要有一定長(zhǎng)度的較大光滑的過渡段。總之，要盡量防止管道急拐彎、截面劇變和T形匯流。設(shè)計(jì)每段風(fēng)管的長(zhǎng)度應(yīng)控制在2m以下，風(fēng)管長(zhǎng)度過長(zhǎng)，鋼板振動(dòng)容易產(chǎn)生噪聲。</p><p>　　2）在風(fēng)管閥門后安裝節(jié)流孔板或消聲器</p&g

65、t;<p>　　設(shè)置節(jié)流孔板原理有：一是利用節(jié)流孔板分擔(dān)閥門一部分壓力降，從而使閥門節(jié)流降壓減少；二是節(jié)流孔板本身起到一種抗性消聲作用。閥門后安裝消聲器可以隔斷閥門噪聲沿管路傳播。</p><p><b>　　3）彎頭消聲器</b></p><p>　　船舶風(fēng)管管路布置復(fù)雜，彎頭比較多。若在彎頭掛貼吸聲襯里，即構(gòu)成彎頭消聲器，會(huì)收到顯著的消聲效果。在沒有

66、掛貼吸聲襯里的彎頭，管壁基本是近似剛性的，聲波在管道雖有多次反射，但最后仍可通過彎頭傳播過去。裝上吸聲襯里后，由于彎頭的吸收和反射作用，使得軸向波的一部分被吸收掉，一部分被反射回聲源，一部分轉(zhuǎn)換為垂直方向繼續(xù)向前傳播，大大降低了噪聲。</p><p>　　4）管路內(nèi)鋪設(shè)一層吸聲材料</p><p>　　當(dāng)聲波入射到一些多孔、透氣或纖維性的材料時(shí)，聲波則會(huì)進(jìn)入材料從而引起材料空隙中的空氣和纖

67、維發(fā)生振動(dòng)，由于摩擦和粘滯阻力以及纖維的導(dǎo)熱性能，一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散掉，從而降低噪聲。在一定頻率下，增加吸聲材料的厚度，可以提高中低頻的吸聲效果。但是厚度增加后，管路的管徑也會(huì)隨著增大，就會(huì)占用更多空間，需要更大成本，同時(shí)也會(huì)增大管路的空氣阻力。此方法需要合理的設(shè)計(jì)，以達(dá)到最好的吸聲效果。</p><p>　　4.2.3 出風(fēng)口及艙室噪聲控制方法</p><p>　　1）艙室內(nèi)鋪設(shè)

68、吸聲材料</p><p>　　對(duì)于噪聲較大的艙室，如輪機(jī)測(cè)試室、游步甲板教室等，可以在艙室壁面和天花板上裝飾吸聲材料。因?yàn)閷?duì)于這樣的艙室，除了由布風(fēng)器傳來的直達(dá)聲外，還有艙室壁面（墻壁、天花板和地面等）多次反射形成的混響聲。直達(dá)聲與混響聲疊加的結(jié)果，使室內(nèi)噪聲級(jí)比同樣噪聲源在露天廣場(chǎng)所產(chǎn)生的噪聲級(jí)要高。當(dāng)裝上吸聲材料后，從聲源發(fā)出的噪聲部分被吸收，從而使總噪聲級(jí)降低些。但缺點(diǎn)是易老化、耐火性不好，易發(fā)生火災(zāi)。&l

69、t;/p><p><b>　　2）艙室隔聲門</b></p><p>　　對(duì)于噪聲較大的艙室，可以采用隔聲措施，防止噪聲向其他地方傳播，而影響他人生活。為了滿足艙室門既能有好的隔聲效果和開啟機(jī)構(gòu)靈活方便的要求，艙室門可采用多層輕隔聲結(jié) 構(gòu)；還有，隔聲門的隔聲性能還取決于接縫處的密封情況，在門扇與門框間的縫隙可采用各種鏟口形式加以密封。在縫隙處也可以墊襯可壓縮的乳膠條、橡膠

70、管，或毛氈、泡沫塑料等，以減小聲透射，提高隔聲量。</p><p><b>　　3）改善布風(fēng)器</b></p><p>　　可在布風(fēng)器前端管路上設(shè)置一個(gè)消音箱，由空調(diào)系統(tǒng)送來的空氣可在此處緩沖并降低部分噪聲，或則改用孔板式布風(fēng)器，它是在一個(gè)很大的消音箱底部的塑料板上鉆出許多排列整齊的小孔，供風(fēng)就從這些小孔均勻噴出。可將幾個(gè)這種布風(fēng)器分布在艙室天花板的各處，并將未裝布風(fēng)

71、器的天花板部分也都做出這種細(xì)孔，以使艙室布置美觀協(xié)調(diào)，并具有吸音效果。</p><p><b>　　5. 結(jié)論</b></p><p>　　“育鯤”輪空氣調(diào)節(jié)裝置由冷水機(jī)組和中央空調(diào)單風(fēng)管系統(tǒng)兩大部分組成，其中冷水機(jī)組是間接冷卻式，降溫工況時(shí)它通過壓縮機(jī)等部件將制冷劑循環(huán)加壓冷卻，低壓低溫制冷劑在蒸發(fā)盤管對(duì)冷媒水進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，然后由冷媒水泵送到各個(gè)空調(diào)器；加熱加濕工況

72、時(shí)，由蒸汽系統(tǒng)供給的濕熱蒸汽通過空調(diào)器中的加熱盤管和蒸汽噴嘴對(duì)空氣進(jìn)行加熱加濕。其中壓縮機(jī)、電子膨脹閥、電液執(zhí)行器和空調(diào)的各種參數(shù)都可由控制箱的PLC單元通過傳感器的輸入信號(hào)和設(shè)定信號(hào)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，使空調(diào)裝置更加智能化和自動(dòng)化，減少了輪機(jī)員的工作負(fù)擔(dān)和維護(hù)時(shí)間。</p><p>　　針對(duì)實(shí)習(xí)期間遇到空調(diào)裝置噪聲較大現(xiàn)象，嚴(yán)重影響全船老師和實(shí)習(xí)學(xué)生的工作和生活，利用船上的聲級(jí)計(jì)對(duì)艙室噪聲等級(jí)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，發(fā)現(xiàn)其已

73、經(jīng)超出船舶噪聲要求。通過查閱空調(diào)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)和噪聲資料書籍，分析了空調(diào)裝置的三大噪聲來源?？照{(diào)裝置的噪聲問題大部分與建造時(shí)設(shè)計(jì)方案有關(guān)，如果從設(shè)計(jì)方案這一步開始就考慮噪聲控制，那么空調(diào)噪聲問題就很難產(chǎn)生了；同時(shí)也與建造時(shí)風(fēng)管管路材料尺寸及附件配置有關(guān)；平時(shí)選用合適的消聲、吸聲材料及消聲設(shè)備和想法對(duì)減噪起到一定的效果</p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】</b></p>&

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