船舶VAV空調(diào)系統(tǒng)運行特性分析.pdf

1、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)作為一種先進的節(jié)能技術(shù)已在陸用建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而其在船舶上的應(yīng)用尚處于初始階段。如何針對船舶空調(diào)系統(tǒng)的特點，將變風(fēng)量技術(shù)引入船用空調(diào)領(lǐng)域，對整船的節(jié)能減排和成本控制具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文在綜述變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的基本構(gòu)成、分類、特點及船舶變風(fēng)量技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用理論分析和數(shù)值研究相結(jié)合的方法對船舶空調(diào)動態(tài)負荷和船舶變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)運行特性進行了深入細致的研究。
　　本文以某遠洋船舶多功能艙室為研究對象

2、，基于熱平衡法和“黑箱模型”理論，建立了歐亞遠洋航線船舶空調(diào)系統(tǒng)動態(tài)負荷數(shù)學(xué)模型，計算分析了其典型工況下動態(tài)負荷變化規(guī)律。通過對各艙室的負荷分布特點及逐時變化規(guī)律的分析，發(fā)現(xiàn)全航程中船舶空調(diào)冷、熱負荷并存，且隨航區(qū)、航行時刻均發(fā)生顯著變化，不同航區(qū)間總負荷最大差值高達20.67kW，在同一航區(qū)的同一時刻，各功能艙室負荷最大值是最小值的2.684倍。其中，新風(fēng)負荷占總負荷的平均比重為51.29％，是影響負荷的主導(dǎo)因素，而艙壁導(dǎo)熱、輻射負荷

3、僅分別占總負荷的7.47%和6.68%。此外，通過回歸分析得知，可變艙室負荷91.72%受室外溫度變化的影響。
　　與陸用建筑不同，船舶在航行過程中外界環(huán)境氣候和海況經(jīng)常會發(fā)生劇烈變化，造成各艙室負荷頻繁波動，系統(tǒng)始終處于動態(tài)調(diào)節(jié)過程中，因此，船舶變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在全航程的運行特性對艙室空氣品質(zhì)控制有著至關(guān)重要的作用。本文在建立各設(shè)備數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地將變風(fēng)量系統(tǒng)模型與艙室逐時動態(tài)負荷計算模型相耦合，采用定靜壓定送風(fēng)溫度的控

4、制策略，搭建了完整的船舶變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)仿真平臺。針對某航區(qū)代表日和全航程變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的運行特性進行了理論分析和數(shù)值研究，重點分析風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)中各參數(shù)的變化規(guī)律與變風(fēng)量末端送風(fēng)量和送風(fēng)溫度的耦合特性，研究結(jié)果表明：各變風(fēng)量末端的送風(fēng)量相對偏差基本都維持在11%以內(nèi)，送風(fēng)溫度和艙室溫度的波動幅度分別在±0.2℃和±0.3℃范圍內(nèi)，說明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較為良好的風(fēng)量分配和艙室溫度控制。文中對比分析了船用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)實際運行的送風(fēng)參數(shù)與穩(wěn)態(tài)算