干货：船用空调制冷系统7大核心部件+1个设备选型案例

1、压缩机

压缩机是制冷系统的核心部分，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发的制冷循环。

与陆用空调比，船用空调器压缩机在倾斜摇摆中运行，供油问题更为突出，供油不畅就会导致压缩机磨损严重时抱轴损坏。因此对于螺杆压缩机需配置储油设备，活塞式压缩机采用深油槽设计，确保压缩机在船上倾斜和摇摆环境的供油。

冷凝器是制冷系统的重要组成部件，属于换热器的一种，能将制冷剂气体或蒸汽转变成液体，冷凝器的工作过程中是个放热过程，所以冷凝器温度都是较高的。

海水冷凝器采用海水直接冷却，需防止强腐蚀性的海水腐蚀和船身摇摆时制冷剂供液的顺畅性。水冷冷凝器选用抗腐蚀能力很强的传热管，并增设安全阀保证安全，海水侧増设防电位腐蚀设备。

蒸发器分为水冷和风冷两种，蒸发器须考虑蒸发器外表面的防腐蚀措施，增加蒸发器的抗腐蚀能力。

低温的制冷剂液体通过蒸发器，与外界的空气或水进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。

节流装置除了起节流作用外，还起调节进入蒸发器的制冷剂流量的作用。目前船用空调中普遍采用外平衡热力膨胀阀。

膨胀阀使中温高压的制冷剂液体通过节流成为低温低压的湿蒸汽，然后制冷剂在蒸发器中吸热达到制冷效果。

制冷系统主要部件还有干燥过滤器、储液器、气液分离器、电磁阀、视液镜、压力表、高低压保护器等用于更好检测系统的运行，保护系统运行的安全可靠性。

6、风管系统

循环风管路系统的主要特点是空间小，发热量大，而且船上布置空间非常有限。在进行风管设计时，要充分考虑风管路隔振、减震、降噪，尽量降低阻力损失。在进出风口应分别设置送回风箱，为了减少空调设备运行时的振动传递，在刚性风管与空调设备的进出风口接口之间连接柔性风管。

7、管路连接

冷却水采用的是高腐蚀性的海水，且海水泥沙含量比较高，为了减小振动传递和方便对接，海水管路与空调设备接口之间应采用软连接。

1、船舶构成情况

本案例所研究的船舶全长 88.0m、宽 12.2m、高 16.2m。从上到下分别由驾驶甲板、起居甲板、首楼甲板、主甲板、平台甲板、内底、舱底构成。全船共含驾驶室、船长室、轮机长室、水手室、执法人员室等共计 36 个多功能舱室。船舶各舱室基本情况如表 3-1 所示。

驾驶甲板层高 2.40m，是驾驶台所在的甲板，仅有驾驶室供驾驶船员使用；起居甲板层高 2.40m，是重要船员起居室所在甲板，含二付室、指挥长室、船长室及机要员室；首楼甲板层高 2.55m，是船舶首部的上层建筑，可增加船体容积以减少波浪涌上甲板，含大付室、三付室、大管轮室、轮机长室、政委室、会议室及医务室等；主甲板层高 2.62m，通常是各层甲板中最厚的一层，包括执法人员、机工与水手的卧室、以及空调设备间和风机室等，该层甲板主要为普通船员们提供办公场所与住宿；平台甲板层高 2.55m，包括集控室、船员体能锻炼中心、机舱和空调设备间等，该层甲板主要用来存放设备、食物及生活用品。

1、本案例制冷设备选型 

（1）基本情况

本章根据全船各舱室的朝向、位置、功能形式及空调负荷情况进行空调系统划分，将全船 36 个舱室划分到七个空调区中。空调系统末端形式主要采用风机盘管系统与全空气系统。空调水系统采用闭式双管制系统并采用异程式管理布置，按照季节供冷供热。冷却水系统采用海水冷却的方式，不设置冷却塔。 

该船舶舱室空调末端形式及所在空调区如表 5-1 所示。第一空调区共有 6 个舱室，为驾驶甲板与起居甲板上的所有舱室。其中驾驶甲板上仅有驾驶室，起居甲板上包含指挥长室、船长室、二付室、机要员室，各舱室均采用风机盘管末端形式。第二空调区仅有 1 个舱室，为首楼甲板上的会议室，采用一台组合式空调器。第三空调区共有 7 个舱室，为首楼甲板上的大付室、三付室、大管轮室、轮机长室、政委室、医务室、塔台。其中，大付室、三付室、大管轮室、轮机长室和政委室被合称为 1 号设备间，共采用一台组合式空调器；医务室和塔台则各采用风机盘管末端形式。

第四空调区共有 3 个舱室，为主甲板上的 2 间执法人员室及其他人员室，均采用风机盘管末端形式。第五空调区共有 9 个舱室，为主甲板上的二管轮室、三管轮室、VIP 室、2 间水手室及 4 间执法人员室，被合称为 2 号设备间，共采用一台组合式空调器。第六空调区共有 10 个舱室，为主甲板上的 2 间执法人员室、2 间机工室、执法取证鉴定室、厨工室、其他人员室、数据处理中心及餐厅。其中 2 间执法人员室、2 间机工室、执法取证鉴定室、厨工室、其他人员室为合称为 3 号设备间，共采用一台组合式空调器；数据处理中心及餐厅被合称为 4 号设备间，共采用一台组合式空调器。第七空调区共有 2 个舱室，为平台甲板上的集控室及船员体能锻炼中心，被合称为 5 号设备间，共采用一台组合式空调器。

（2） 冷热源选型 

该船舶空调系统选择的冷热源方案为冷水机组+燃油蒸汽锅炉的方案。冷水机组具有初投资小、运行稳定、技术成熟、维护方便等特点；燃油锅炉自动化程度高、适应性与经济性较好，船舶在航行过程中可选用燃油锅炉制取蒸汽。另一方面燃油也用作船舶航行动力燃料。根据负荷分析结果，全船在一年中最大冷负荷为 225.8kW，最大热负荷为 106.9kW（蒸发量大约为 0.15t/h）。因此，夏季采用冷水机组为船舶舱室供冷，冬季采用燃油蒸汽锅炉为船舶舱室供热。冷水机组和锅炉选型结果如表 5-2、表 5-3 所示。

（2） 末端选型 

本文根据全船 36 个舱室负荷及风量情况对风机盘管末端及全空气末端进行设备选型，选型结果及设备参数分别如表 5-4、表 5-5 所示。

（3）水泵选型 

计算全船空调水系统水量，并通过水力计算确定最不利环路（具体过程此处不详细描述），得到冷冻水泵和海水泵选型结果，如表 5-6 所示。