教材、教案模块举例1.培训对象：1.1.入职新员工；1.2.学历：2.培训内容：钻井平台空调装置3.培训课时：3.1.理论培训：6 小时3.2.实操训练：x 小时4.了解内容：4.1．船用空调的原理和基本要求钻井平台上使用的空调按用途分为：生活用空调和工业用空调。

生活用空调主要是为平台工作人员提供舒适的休息环境，满足船员生活的需要，因考虑到安装空间和操作方便平台生活区域使用的大部分是中央空调，对温度、湿度要求并不十分严格，允许空气参数在稍大的范围内变动。

工业空调是用在一些生产场所为满足精密仪器的要求所用的恒温恒湿空调，对温度、湿度要求比较严格，如配电间等区域。

平台上常用的中央空调空调按蒸发形式分有：直接蒸发式和冷媒水式两种。

4.1.1船用空调的原理；平台用船用空调一般都是将空气集中处理后再分送到各个舱室，称为中央空调。

如图6－11.中央空调器；2.主风管；3.布风器；4.回风吸口；5.排风机；6.新风口；7.通风机图6－1图6－1给出了船用中央空调装置的示意图。

通风机7由吸口6吸入外界空气（称为新鲜风），同时也从走廊的吸口4吸入一部分空气（称为回风），二者混合后在中央空调器1中经过过滤，然后加热、除湿，或冷却、除湿，达到要求的温度，最后送入若干并排的主风管2再经各支风管分送到各舱室的布风器3，对舱室送风。

而舱室的空气则通过房门下部的隔栅流入卫生间及走廊，走廊中的空气一部分做为回风又被空调器吸入，一部分排往舱外。

可能有不卫生气体或有异味气体产生的舱室（例如厕所、浴室、病房、公共活动室、厨房等），设有机械排风系统，由排风机5将排至舱外，以保持舱内负压，避免这些舱室的气味散发到走廊和其他舱室。

4.1.2船用空调的要求：船用空调装置属舒适性空调，在舱外空气条件不超过规定参数时，室内空气应符合一下几方面的要求：1)温度：空调使人舒适与否，最重要的是能在一般衣着条件下，自然地保持身体的热平衡，其中影响最大的是空气温度。

一般冬季19－24℃，夏季21－28℃。

房间各处温差不超过2℃。

为防止感冒，舱内外温差不宜超过6－10℃。

我国船舶空调舱室设计标准是：冬季室温为19～22℃，夏季室温为24～28℃，室内各处温差不超过3～5，夏季室内外温差不超过6～10℃。

2)湿度：人对空气的湿度不十分敏感。

相对湿度以50％左右为宜，而在30％－70％的范围内都不会明显感到不适。

夏季空调采用冷却除湿法，室内湿度一般控制在40％～50％；冬季室内湿度以30％～40％为宜，以便减少送风加湿量，并防止靠外界的舱壁结露，如果湿度过低通常采用喷水蒸气或喷水的方法加湿。

3)空气清新程度：空气清新是指空气清洁（含粉尘和有害气体少）和新鲜（有足够的含氧量）。

如果只为满足人呼吸氧的需要，新鲜空气的最低供给量每人 2.4m3/h·人即可，要使空气中二氧化碳、烟气等有害气体的浓度在允许的程度以下，则新风量就需达到30～50m3／h·人。

4)气流速度：在舱室内人的活动区域，要求空气有轻微的流动，以使室内温、湿度均匀和人不感到气闷。

室内气流速度以0.15－0.20m/s为宜，最大不0.35m/s。

此外，距舱室内空调出风口1m处测试的噪声应不大于55－60dB（A）。

5)我国和ISO所定的船舶空调装置设计参数如表6-1所示工况项目冬季夏季室内温度 19—22℃ 24—28℃室内外温差 6—10℃相对湿度 30％～40％ 40％一50％风速 0．35m／。

以下新鲜空气量 30—50m3／h人允许噪声级 55～60dB(A)舱外条件(远洋) 一18℃ 80％35℃28℃(湿球)ISO SF6 舱外22℃一20℃27℃ 50％30℃ 70％4.2.船用空调系统的分类；4.2.1直接蒸发中央空调的基本结构：1．直接蒸发式中央空调的基本原理直接蒸发式中央空调的结构相对于冷媒水式中央空调简单一些，其主要组成有：压缩机；冷凝器；膨胀阀；蒸发器；空气热交换风箱；鼓风机；加热器；加湿器；温控器；湿度控制器；空气过滤器；风管；布风器等。

在冬季使用的加热器有两种，一种是利用锅炉蒸汽加热，另一种是电加热；在钻井平台上通常采用电加热。

在这种系统中，送风由中央空调器统一处理，然后通过直接蒸发送到各个舱室，如图6—2所示。

由于各舱室的送风参数相同，所以对各舱室空气参数的个别调节就只能靠改变布风器风门的开度，即改变送风量来实现。

这种系统比较简单，初置费较低，在货船上用得最普遍。

但因采用变量调节，调节幅度不宜过大，否则难以保证舱室的新风供给量和室内空气参数基本相等，此外，调节时还会对其它舱室的送风量产生干扰。

1.空气过滤器；2.空气加热器；3.加湿器；4.风机；5.空气冷却器；6.挡水板；7.主风管；8.布风器图6－2直接蒸发中央空调原理图2．直接蒸发式中央空调的组成直接蒸发式中央空调的自动调节主要包括降温工况的自动调节和采暖工况的温度调节、湿度调节；图6－3是典型的船用中央空调系统，下面将以此为例说明空调器的各部分组成和工作原理。

1-新风进口；2-新风调风门；3-风机；4-回风调风门；5-空气滤器；6-冷剂回气集管；7-空气冷却器；8-制冷剂分液器；9-挡水板；10-加湿器；11-空气加热器；12-底架；13-检查门；14-进风混合室；15-消声室；16-空气处理室；17-承水盘；18-送风分配室图6－3直接蒸发式中央空调1）空气的吸入、过滤和消音外界新风和空调舱室的回风分别经新风进口1和回风进口被风机3吸人。

在新风和回风进口处装有铁丝网或百叶窗，以防吸入较大的异物。

新风量和回风量的比例可用手动调风门2、4进行调节。

回风量和总风量之比称为回风比，设计时已经确定。

调风门的开度在空调装置调试时已按要求调好，一般情况不予变动。

空调通风机的静压应能克服空调器和送风系统的阻力，故采用风压较高、噪声较低的离心式通风机。

高速系统可采用效率较高的后弯叶型风机，而低速系统因所需的风量较大，为减小风机尺寸多采用前弯叶型风机。

利用风道截面积突然改变，使气流低频噪声消减，为降低空调器室的噪声，空调器内壁的多孔性吸声材料使高频噪声消减；现在多将风机安装在空调器内。

由于风机工作时所产生的热量将使排出的空气温度升高，高速系统为了避免降温工况时送风温度过高，并有利于提高空气冷却器的蒸发温度，通常多把风机布置在空调器的进口，称为压出式空调器。

在低速系统里，由于风压较低，空气流经风机的温升较小，故可把风机布置在空调器的出口，以使空气能比较均匀地流过各换热器，称之为吸入式空调器。

2）空气的冷却和除湿一般当外界气温高于25℃时，就应使空调装置按降温工况运行。

空气的冷却和除湿在空调器中是由空气冷却器和挡水板来完成的。

如图6－4所示空气冷却器由蛇形肋片管构成，空冷器管壁温度一般都低于空气露点，对空气冷却时有除湿作用，显然管壁温度越低，除湿作用越大；但空调冷却器应避免管壁结霜，以免妨碍空气流动，故冷却器管壁温度不能低于0℃。

肋片管式空冷器管壁温度通常比管内冷却介质温度高约2～4℃，因此，当当空调采用直接蒸发方式时，图6－4直接蒸发式空调空冷器制冷剂的蒸发温度最低应不低于－2℃～－4℃，一般为0～7℃。

空气冷却器的凝水沿管外肋片下流，汇集在底部的承水盘中，然后沿泄水管排走。

泄水管出口有U形水封，防止空气旁通或漏泄。

为防止凝水被携入风管中，在空冷器后设有挡水板，挡水板由许多曲板组成；空气流过时气流方向不断改变，所携带水滴碰撞到曲板上，然后落到承水盘中泄出，曲板出口弯成挡水沟用以挡住水滴。

3）空气的冷却和除湿：一般当外界气温低于15℃时，就应使空调装置按取暖工况运行。

在空调器中空气的加热和加湿是由空气加热器和加湿器来完成的。

空气的加热可采用电加热、蒸气加热或热水加热等方式；除间接冷却式空调系统在取暖工况利用同一换热器改以热水加热外，船用集中式空调器多使用电加热。

加湿可采用蒸汽加湿或喷水加湿，在某些小型独立的空调装置中还采用电热加湿器。

船用集中式空调器采用蒸汽或水加湿的较多。

最简单的加湿器就是用一根镀锌钢管(φ10～20mm)，该管在迎风方向开有两排直径为1～2mm的蒸汽（水）喷孔(中心夹角90˚，孔距50mm左右)。

由于蒸汽加湿采用的是低压饱和蒸汽，稍有降温就会产生凝水，使加湿效果变差，为此又设计了其它各种干式蒸汽加湿器。

加湿器放置在加热器后比较合适，因为此处空气温度较高，相对湿度较小，喷入的蒸汽(或水)容易被空气吸收，同时还可防止加湿器在进风温度太低时冻结，但应防加湿过多而造成舱内壁面的结露。

4）布风器：舱室的送风是通过布风器送入的，布风器应满足以下要求：●能使送风与室内空气很好地混合，从而使室温均匀性好；●能保持人的活动区内风速适宜；●能单独进行调节；●阻力和噪声较小；●结构紧凑，外形美观，价格较低。

布风器的分类：布风器按安装位置的不同分为顶式和壁式两类。

壁式布风器靠舱壁底部垂直安装，使用方便。

顶式布风器装在天花板上，不占舱室地面，在艺术造型工能与顶灯配合，起到装饰效果，所以，在船舶空调系统中采用较多。

布风器按送风诱导作用的强弱可分为直布式和诱导式两类。

平台上常用的是直布式布风器。

直布式布风器（如图6－5）是一种将送风直接送人舱室的布风器，其出口做成有利于送风气流扩散的形状，如喇叭形、格栅形等。

直布式布风器的出口风速较低，一般为2～4m／s，送风与室内空气混合较慢，所以送风温差不宜过大，一般在10℃以下。

图6－5直布式布风器图6－5为一种直接蒸发直布式布风器，属锥形扩散式，进风管1通入处设有容积较大的消音箱5，有可使风门2升降以调节风量的调节旋钮6，颈部风速可从2m／s直至10m／s，有一定诱导作用，故送风温差可提高到10℃左右，其阻力在直布式布风器中也稍大，约为150～300Pa。

4.2.2直接蒸发式空调的自动调节：1．制冷工况的温度自动调节：采用直接蒸发式空气冷却器的空调制冷装置，一般都采用带容量调节的制冷压缩机与热力膨胀阀相配合，调节制冷剂流量，使蒸发压力、蒸发温度保持在一定范围内。

每个热力膨胀阀适用的制冷量范围有限，故有些热负荷变动较大的空调制冷装置一个空气冷却器配了二组电磁阀和膨胀阀，必要时切换使用。

如图6－5所示的采用能进行三级容量调节的六缸空调压缩机的吸气管路的示意图。

图6－6制冷装置低压管路简图当外界空气温度和湿度较高，送风量较大时，空气冷却器热负荷较大，这时蒸发压力较高，两个容量控制器P2/3、P3/3和低压控制器小于P都接通，压缩机六缸运行，两个电磁阀1DF、2DF也同时开启，较小的膨胀阀1TV和较大的膨胀阀2TV同时供液。

随着外界空气温度、湿度的降低，部分布风器也可能关小，空气冷却器的热负荷相应减小，蒸发压力也随之降低。

为了避免蒸发压力太低使制冷系数太小，同时为防止空气冷却器结霜，蒸发压力就会相应降到使容量控制器P3/3断开，压缩机遂减为四缸运行，同时电磁阀1DF关闭，仅剩下较大的膨胀阀2TV供液。