应急响应救援船中央空调送风量计算

于 沁，余 娅，佟国志

（大连中远船务工程有限公司，辽宁大连 116113）

应急响应救援船中央空调送风量计算

于 沁，余 娅，佟国志

（大连中远船务工程有限公司，辽宁大连 116113）

文章以大连中远船务工程公司承建的62 m应急响应救援船为例，分析了船舶中央空调送风量的计算过程，介绍了ABS符号HAB(WB)对室内气候的要求，为船舶空调送风量计算提供参考范例。

应急响应救援船；HAB(WB)；空调送风量计算

0 引言

现代人类对于海洋的开发与利用都离不开船舶，随着各种法律法规的完善，船员的生活、工作环境越来越受到重视，空调在其中扮演者重要的角色。本文主要探讨船舶中央空调选型中的难点，送风量是怎样计算的。

本文的应急响应救援船总长62 m，专门为海上钻探设备和生产平台提供配套服务，此船有一个特殊的船级社符号HAB(WB)，其中对室内气候有具体的要求，本文会结合船舶设计实用手册[1]、ISO 7547[2]、HAB(WB)[3]中的要求来计算中央空调送风量。

1 HAB(WB)对室内气候的要求[3]

ABS船级社的符号HAB(WB)是旨在提升船员日常工作生活的环境而确立的标准，包括船舶的内装设计要求、震动、噪音、室内气候、照度的要求。其中室内气候的要求与中央空调送风量计算密切相关，主要有6个方面。

1.1 温度要求

HVAC（加热、通风、空调）系统能够维持房间的回风温度为：冬季：20℃～25℃；夏季：22℃～27℃，本船规格书中要求夏季和冬季室内温度均为22℃，但在实际计算中，为了满足“最不利情况”这一条件，冬季室内温度选取25℃，夏季室内温度选取22℃。

1.2 相对湿度要求

HVAC系统能够维持房间的相对湿度为30%～70%。本船规格书中要求室内相对湿度为50%。夏季空气湿润，室外空气经过空调的处理就是降温除湿的过程；冬季空气干燥，需要启动空调上的加湿模块，才可以满足相对湿度要求。

1.3 围蔽处所的竖直温度梯度要求

甲板上100 mm处的温度与1 700 mm处的温度之差必须维持在 3℃以内。舱室内采取布风器均匀送风，舱壁和甲板按需敷设保温绝缘，来满足此项要求。

1.4 风速

房间内测量点处的风速不能超过0.5 m/s。设计时根据布风器风量限制，合理确定布风器个数，选取盘式散流器的布风器，使空调风沿着天花板四面散风，布风器布置在房间中央处，以满足风速要求。

1.5 居住舱室水平温度梯度

居住舱室的内侧舱壁表面温度与房间平均温度之差小于10℃。此处居住舱室内侧舱壁表面温度应指靠床一侧内装板的表面温度，测量点要求为床上300 mm处。布置床时要考虑靠床一侧舱壁的保温效果，尽量选择舱壁两侧温差不大处布置，以满足此项要求。

1.6 换气次数

围蔽处所的换气次数至少为6次/小时。本船规格书中要求的换气次数为：

居住舱室：10次/时；餐厅：15次/时；厨房：45次/时；公共卫生间：15次/时；驾驶室：15次/时。满足HAB的要求。

2 中央空调送风量计算[1-2]

中央空调送风量计算首先要计算每个空调舱室在夏季工况和冬季工况下的冷热负荷，继而算出冷热负荷所需的热平衡风量，还有每个空调舱室人员所需新风量和为满足舱室换气次数所需的风量，四者中最大值即为该舱室所需空调送风量。

2.1 空调舱室冷热负荷所需热平衡风量

对于夏季工况，舱内得热量来自围蔽处所传热、太阳热、人体热、照明热和设备热以及食物热。对于冬季工况，只考虑围蔽处所的传出热量。

2.1.1 围蔽处所传热

式中，ΔΤ为舱壁两侧的空气温差，K；Kv为Av面积的传热系数，W/(m2·K)；Av为扣除舷窗和矩形窗（透光尺寸+200 mm）后的面积，m2；Kg为Ag面积的传热系数，W/(m2·K)；Ag为舷窗和矩形窗（透光尺寸+200 mm）的面积，m2。

2.1.2 太阳热

式中，Av为日照面积，不包括舷窗和矩形窗，m2；k为Av部分的传热系数；ΔTr为表面受太阳辐射引起的温升，浅色竖直表面温升12 K，深色竖直表面温升29 K，浅色水平表面温升16 K，深色水平表面温升32 K；Ag为暴露在太阳辐射中的玻璃面积（净开孔面积），m2；Gs为每平方米玻璃表面的受热量，W/m2。清洁玻璃Gs=350 W/m2；清洁玻璃内部有遮阳Gs=240 W/m2。位于角隅的舱室，应选用最大φs值的那个表面来计算太阳热。Av以外的表面，由于起货甲板的遮阳或其它遮阳设施，应以太阳入射角45°来计算太阳热。

2.1.3 人体散发热量

式中，qp为每个舱室内计算人数人体发热量，W；qps为每个舱室内计算人数人体散发显热量，W；qpL为每个舱室内计算人数人体散发潜热量，W；q'ps、q'pL为人体散发的显热量、潜热量，W；np为每个舱室内的计算人数。

本文对人体热取值为：当人员坐着休息时，显热70 W，潜热50 W；当人员中等强度活动时，显热85 W，潜热150 W。

2.1.4 照明热量

利用日光的处所，照明的附加热可忽略不计。无日光的处所，照明热负荷按船东建议或有关权利机构规定的额定功率计算。当船东或有关权利机构对额定输出功率没有规定时，一般每平方米地板面积普通灯光发热量估算为：船员舱、住室等，白炽灯15 W/m2，荧光灯8 W/m2；餐厅、公共舱室，白炽灯20 W/m2，荧光灯10 W/m2；健身房、娱乐室等，白炽灯40 W/m2，荧光灯20 W/m2。

2.1.5 舱内设备发热量

电气设备、电子设备的发热单元设置在舱内时，发热量计算要考虑这些设备的功率、使用时间及同时使用系数，然后折合成持续功率计算。冰箱的输出功率，除了船东另有规定外，按每升贮藏量容积0.3 W考虑。其它的散热源，如一天中短时使用的设备，在船东有规定时才予以考虑。对一些短暂时间使用的电气设备，如收音机、电视机及热水壶等的散热则忽略不计。

2.1.6 食物热

通常货船船员餐厅热负荷计算时，食物热忽略不计。计算客船旅客餐厅热负荷时，平均每人的食物热可参考下列数据，并要考虑同时使用的人数。舱内食物全热量、显热量和潜热量为：食物全热：17 W；食物显热：8.5 W；食物潜热：8.5 W。

2.1.7 空调舱室冷热负荷所需热平衡风量计算

2.1.7.1 夏季工况各舱室热平衡所需送风量

2.1.7.2 冬季工况各舱室热平衡所需送风量

2.2 新风量计算

根据ISO 7547要求，新风量按该处所设计人数每人不小于0.008 m3/s来计算。本船规格书要求新风量占总风量至少30%，本文取新风比为50%，计算如下：

式中，qvf为满足最小新鲜空气量要求的送风量，m3/h；为每人每小时最小外界新鲜空气量，m3/h；np为舱室内计算人数；a为新风比。

2.3 换气次数所需风量

本船规格书中要求的换气次数为：居住舱室：10次/时；餐厅：15次/时；厨房：45次/时；公共卫生间：15次/时；驾驶室：15次/时，规范HAB中要求至少6次/时。其中厨房的45次换气次数，其中15次换气次数由空调通风完成，其余30次换气由机械通风完成。风量计算公式如下：

式中，qvc为通风量，m3/h；nc为换气次数，次/时；V为通风舱室容积，m3。

2.4 中央空调送风量确定

本船共有34个空调舱室需要中央空调供风，舱室的外部气候条件为：夏季，室外30℃，相对湿度：70%，室内要求为22℃，相对湿度50%；冬季，室外-10℃，室内 22℃。首先根据式(1)～(5)计算出每个空调舱室的夏季工况热平衡所需送风量和每个空调舱室冬季工况热平衡所需送风量；根据式(6)计算出每个空调舱室所需新风量qvf；根据式(7)计算出每个空调舱室满足换气次数要求所需的风量qvc，四个值中最大值为此空调舱室所需空调送风量，然后 34个空调舱室所需空调送风量相加即为中央空调送风量，本船中央空调送风量为16 430 m3/h。

3 结论

依托大连中远船务工程公司应急响应救援船项目，以中央空调送风量计算为范例，对船舶中央空调送风量的计算流程进行了系统的研究分析。随着船东、船级社和海事组织对船员生活环境的日益关注，舱室内的空气调节也会越来越重要。希望本文可以为船舶中央空调送风量计算提供参考。

[1]中国船舶工业集团公司.船舶设计实用手册(第三版)[M].北京： 国防工业出版社,2013.

[2]Ship and Marine Technology - Air-conditioning and Ventilation of Accommodation Spaces - Design Conditions and Basis of Calculations： ISO 7547[S].2002.

[3]ABS.ABS Guide for Crew Habitability on Workboats[S].2014.

Supply Air Volume Calculation of Central Air Conditioner on Emergency Response Rescue Vessel

YU Qin,YU Ya,TONG Guozhi
(Dalian COSCO Shipyard Co.,Ltd.,Liaoning Dalian 116113,China)

Taking 62 m emergency response rescue vessel as an example,the paper analyzes the supply air volume calculation of central air conditioner on ship.It introduces the indoor climate requirements of ABS notation HAB(WB).The paper offers an example of supply air volume calculation of air conditioners on ships for reference.

emergency response rescue vessel; HAB(WB); supply air volume calculation of air conditioner

U662

A

10.14141/j.31-1981.2017.05.013

于沁（1987—），男，助理工程师，研究方向：常规船舶及海工项目的设计与建造技术。