家用分体式空调器在舰船上的使用情况

何 磊，施晓波

● （1.海军驻沪东中华造船（集团）有限公司军事代表室，上海，200129；2.沪东中华造船（集团）有限公司，上海，200129）

家用分体式空调器在舰船上的使用情况

何 磊1，施晓波2

● （1.海军驻沪东中华造船（集团）有限公司军事代表室，上海，200129；2.沪东中华造船（集团）有限公司，上海，200129）

详细阐述了船用小型水冷式空调器在舰船使用存在的一些问题，分析当前家用分体式空调器相比船用小型空调器的优点，并指出家用空调在舰船安装使用的关键技术。通过理论分析及实船反复调研，认为舰船上采用家用分体式空调器是可行的。

水冷式；风冷式；分体式空调器。

0 引言

随着我国造船事业的快速发展和生活水平的不断提高，舰船对舒适性的要求也越来越高，舰船的空调系统也越来越复杂。家用分体式空调器在舰船上的使用，使得舰船空调系统的配备更加完善，空调效果更加理想。

1 舰船小型空调器

1.1 舰船中央空调系统

舰船一般设置集中式中央空调系统对舱室进行集中供冷及供暖，大多数以冷水机组作为冷源，以空调循环水加热装置作为热源，经由集中式空调器处理后将空气输送到各个舱室。对有特殊要求的武备、作战控制室等舱室，增加单元柜式空调机或风机盘管等小型空调器，辅助集中式空调系统，见图1。

1.2 小型空调器的组成

根据舰船建造相关规范要求，小型空调器一般选用船用单元柜式空调机或风机盘管，前者是独立的空气处理机组，带有制冷压缩机组、通风机和自控系统等整套装置，通常以海水作为冷凝器的冷却介质，配备专用海水冷却泵和海水管路；而后者是中央空调系统的一部分，由盘管（即表冷器）和通风机组成，以冷水机组提供的空调循环水（淡水）为冷却介质，配备空调循环水泵和循环水管路[1]。

图1 舰船中央空调系统典型原理图

1.3 实船配置情况

舰船的发报机房、计算机房等舱室，设备本身发热元件密集程度很高，发热量较大，较高的环境温度会导致发报机的性能不稳定，或计算机的可靠性下降。仅通过集中式空调器的送风来消耗这些发热量是远远不够的，小型空调器可补充中央空调系统的不足，保证舱室温度的稳定；会议室、餐厅、阅览室和健身房等公共场所，人员流动大，当舰员集中时，场所的发热量剧增，也需要小型空调器来弥补中央空调系统制冷量的不足；另外，一些高级干部住室在中央空调尚未投入运行期间，小型空调器能为这些舱室创造较为舒适的工作条件。

1.4 舰船使用存在的问题

无论是单元柜式空调机还是风机盘管，冷却方式均是水冷的，在设计中必须考虑进水管路和回水管路的布置走向和安装要素。通过对实船建造过程中安装情况的勘验，及对舰船使用方调研的结果分析，认为这些小型水冷空调器在舰船建造时及在实船使用中，或多或少都存在一定的问题，主要归纳如下：

1）舰船上小型水冷空调器一般布置在全舰各个区域，海水冷却管路或空调循环水管路也需敷设到各个区域，走向非常复杂，尤其是安装在上层建筑的小型水冷空调器，海水冷却管路或空调循环水管路需从机舱内的海水冷却泵或空调冷水机组敷设至上层建筑舱室内，管路距离远，管系生产设计和现场安装难度大；尤其是敷设在舱室岩棉板与舱壁之间的冷却水管，一旦发生漏泄，必须拆除装饰板才能检查与修理，这给维护和修理带来了很大的困难；另外这些水管还需包覆绝热材料，管路的复杂化也无形中增加了船厂材料与安装的成本；

2）国外进口的船用水冷式空调器，虽然比国内同等级的水冷式空调器噪声水平低，能效比高，但价格昂贵、备品备件在国内不易采购、维修调试人员到部队服务困难。如某型舰上部分舱室配置了从日本进口的大金单元柜机，在部队使用过程中频繁出现冷凝器端盖被海水腐蚀烂穿的现象。由于该端盖为铸铁材料，内部结构特殊，国内无法采购，只能从日本进口，采购周期长，价格又昂贵，造成部队维修成本上升；由于这种端盖极不耐海水腐蚀，致使柜机的平均维护间隔时间（MTBM）过短，机组的可靠性差；

3）国内流水线生产的大型空调器厂商，均不生产船用空调器产品，一些小企业，由于是单件生产，无法形成批量，技术水平也比较低，产品在运行时容易出故障。国内这类船用水冷式空调器的需求量不大，没有生产厂愿意建造流水线大批量生产。因此，成本大幅度上升；

4）舰船机舱内的海水泵、海水管路及空调机组分别由几个班组管理，想开一下空调，必须先通知管理海水泵的班组打开相关海水泵，管理非常不方便。中央空调系统虽可直接控制制冷机的开停时间和冷量大小，可根据气候变化进行调整，但只要有1个末端在用，冷水机组必须开启，对于在过渡季节为了保证某些舱室的舒适性，而要开启全舰的中央空调系统，就显得使用运行费用过高[2]。

2 家用分体式空调器

2.1 家用分体式空调器在舰船上使用情况

在旧船改造及修理时曾遇到某些舱室需要安装小型空调器，但又不允许拆除舱室的内装板，将海水管或空调循环水管从机舱引到上层建筑难度大而且海水管材质一般是采用进口B10，订货周期长，无法小批量采购。所以经过多次研究考虑，船厂尝试性的采用家用分体式空调器来代替船用水冷式空调器，这种空调器在舰船上使用没有先例，它能够使用多长时间，可靠性如何都没得到过实船验证，当时的出发点是能用多久就多久，因为价格便宜、安装方便，出现故障后也便于维修或更换。

然而经过几年的使用，发现这些家用分体式空调器不仅可以适应舰船倾斜摇晃和颠簸的使用条件，而且室外机组的铝质散热片在带盐雾的空气中也没有出现明显的腐蚀现象。曾对装舰的家用分体式空调器进行过调查，舰上反映与在陆上使用没有差异，有的空调器装舰已有 7～8年仍在正常使用。有些舰船在修理时，为了使用方便，也安装了从市场上购买的家用分体式空调器，如某型舰声纳室的船用立柜式空调器被换装为家用分体式空调器，室内机组布置在声纳室，室外机安装在上层楼梯通道内，垂直距离高于室内机3m～4m，空调效果亦能满足使用要求。此外，还调查了舟山群岛、湛江和海南岛榆林港的海边居民住房的家用分体式空调器，室外机在海洋气候环境条件下亦无明显的锈蚀，也能长期运行。其实，市场上的风冷式家用空调器的铝翅片是经过严格的防锈处理，能长期暴露在酷暑严寒的恶劣气候条件下，均经得住雨淋、日晒和海风的腐蚀，并非人们想像的那么容易锈蚀[3]。

家用空调工作原理见图2。

2.2 家用分体式空调器的技术特点

上述调研的情况显示，家用分体式空调器相比船用小型水冷式空调器，有以下几方面的优势：

图2 家用分体式空调器典型工作原理图

1）系统简单。室外机冷凝器为风冷式，无须配置专用海水冷却泵、空调循环水泵及水管路系统，成本低，缩短了船厂安装周期；

2）安装方便。省略了水管路在全舰布置、舱室装饰板内布置的问题，两机组之间仅用氟利昂管道连接，技术性要求不高，一般人员都能做到，家用空调器的生产商派出的安装人员可上舰提供免费安装，安装人员的素质好、工作规范；另外，由于机组分体放置，维修也比较方便；

3）噪音低。由于分体式空调器的主要运转部件，如压缩机、冷凝器、风扇都在舱室外，它们所产生的噪声就不会传入舱室内，特别是产生噪声较大的压缩机。据测试，分体式空调器的噪音一般都低于 50dB，质量好的产品，有可能低于40dB[4]；

4）占用空间小。分体式空调器由于一分为二，大部分运转机组都放在舱室外，因此舱室内安装的部分所占据的容积很小。此外，装在舱室内的蒸发器箱体，由于造型美观，也美化了住舱；

5）质量可靠。现在市场上的家用分体式空调器大都是合资企业，使用了国外先进技术和流水线生产模式，而且压缩机及其他关键零部件已经基本实现国产化，相比进口的船用小型水冷式空调器可靠性更高；

6）管理灵活方便，如果只想开一个住舱的空调，只要开启相应舱室的空调设备即可，而不必开启全船的大空调；目前的家用空调采用了变频控制，随负荷变化自动调节运行状况，保持高效率运行，运行费用远低于船用空调；维修便利，由于生产厂家的维修网遍及全国各地，只要舰船停靠码头，便可联系到当地的维修工上船修理；

7）价格便宜。据调查，在相同制冷量的情况下家用分体式空调器比船用水冷式空调器要便宜4～5倍。

2.3 舰船安装使用的关键技术

虽然家用分体式空调具有上述几点优势，但还需要结合舰船的特点来考虑安装家用空调的合理性和必要性。由于舰船舱室的围护结构全部是钢板，工作条件长期处于摇晃和颠簸状态，与陆地上完全不一样，尽管生产商可派专业安装人员上船免费服务，但是他们对舰船上的具体情况是不甚了解的。因此，必须预先做好以下工作，确保家用空调器在实船的安装和使用：

1）首先，必须根据舱室的具体情况，确定空调室内机和室外机的安装位置，选择远离热源、蒸汽源和进出风口无障碍的地方。室内机要合理布置，应尽量与电视机、电台等装置拉开距离。室外机应避免安装在主甲板的迎风面，防止受海浪袭击，周围还应留有维修的足够空间，必要时也可设置遮阳防雨棚；若室外机布置在舱室内部，则应考虑所处舱室具备一定的机械通风换气次数，有效通风量可保证冷凝器的冷凝效果和制冷效率；

2）基座应能足以承受机组的重量和在舰船倾斜、振动、摇晃、颠簸状态下的振动力，保证牢固可靠，必要时船厂可使用面板和肘、腹板组合的基座代替角钢以保证基座强度并预先焊接在甲板上；机体应水平安装，以减少运转时产生的噪音；另外，安装时应考虑操作、调整和维修的方便；图3为新加坡设计建造的某工程船舶上，分体式空调器的室外机照片。

图3 分体式空调器的室外机

3）内外机组在布置时要尽可能靠近，氟利昂管路和电缆长度，随机配备5m或3m两种规格，订购时应该指明；内外机组之间的距离一般不超过 5m，最长不超过10m，相互之间的距离应尽可能靠近，高度也不要相差太大，管路弯头尽量减少，避免因制冷剂流动阻力加大而影响制冷量；若连接管路超过了标准长度，应考虑加长管路，并要按规定追加制冷剂；

4）空调凝结水应接至疏排水系统，必须预先留好接口，不允许就近排到甲板上。连接室外机与室内机的氟利昂管和电缆，通过舱壁要预留通舱件。室内机旁应设置电源插座，电源必须接地，确保安全；

5）家用分体空调只能调节舱室温度，无法送入新风，也不能调节相对湿度，故难以保证舱室空气的新鲜度。因此，船上安装家用分体空调的舱室，必须要有中央空调系统，且以中央空调为主，分体空调为辅，确保能向舱室输送新风，保持空气清新，家用空调器不能完全代替中央空调系统。

3 结论

目前，国内生产的家用分体式空调器，质量都非常好、在全世界享有盛誉、维修点遍及各地，有的还推出了塑制壳体，更耐日晒雨淋，产品质量、价格、采购、安装、维修都明显优于船用小型水冷式空调器。家电中的彩色电视机、电冰箱、微波炉和电脑等都在舰船上得到了广泛的使用，设计者完全可以开拓设计思路，家用分体式空调器不仅在旧舰船维修或改装中大胆使用，在新建造船舶的空调系统中也可考虑使用。

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

[2]陈谦, 周坚铭, 胡企尤. 陆用风冷分体式空调器在舰船上的应用[C]//上海造船工程学会一九九七学术年会论文集. 1997.

[3]胡企尤, 王凤良. 舰船空调调研报告[R]. 1998.

[4]钟惠球. 现代建筑与分体空调安装设计[J]. 中国新技术新产品, 2009(7): 143-144.

The Usage of Household Split-type Air Conditioner on Naval Vessel

HE Lei1, SHI Xiao-bo2
(1.Navy Representatives Office of Hudong-Zhonghua Shipbuilding Co., Ltd., Shanghai 200129, China; 2.Hudong-Zhonghua Shipbuilding Co., Ltd., Shanghai 200129, China;)

This paper expatiates some problems of small-sized water-cooling air conditioners using on naval ships. It analyses advantages of household wind-cooling split-type air conditioners compared with marine small-sized air conditioners. Some key technologies on installing and using of household air conditioners on naval ships are pointed out. Through theoretical analysis and survey, it is thought to be practicable to use household split-type air conditioners on naval vessel.

water-cooling; wind-cooling; split-type air conditioner

U664.1

A

何磊（1982-），男，工程师。主要从事舰船机电工程工作。