家用分體式空調(diào)器在艦船上的使用情況

何 磊，施曉波

● （1.海軍駐滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司軍事代表室，上海，200129；2.滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司，上海，200129）

家用分體式空調(diào)器在艦船上的使用情況

何 磊1，施曉波2

● （1.海軍駐滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司軍事代表室，上海，200129；2.滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司，上海，200129）

詳細(xì)闡述了船用小型水冷式空調(diào)器在艦船使用存在的一些問(wèn)題，分析當(dāng)前家用分體式空調(diào)器相比船用小型空調(diào)器的優(yōu)點(diǎn)，并指出家用空調(diào)在艦船安裝使用的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)理論分析及實(shí)船反復(fù)調(diào)研，認(rèn)為艦船上采用家用分體式空調(diào)器是可行的。

水冷式；風(fēng)冷式；分體式空調(diào)器。

0 引言

隨著我國(guó)造船事業(yè)的快速發(fā)展和生活水平的不斷提高，艦船對(duì)舒適性的要求也越來(lái)越高，艦船的空調(diào)系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜。家用分體式空調(diào)器在艦船上的使用，使得艦船空調(diào)系統(tǒng)的配備更加完善，空調(diào)效果更加理想。

1 艦船小型空調(diào)器

1.1 艦船中央空調(diào)系統(tǒng)

艦船一般設(shè)置集中式中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)艙室進(jìn)行集中供冷及供暖，大多數(shù)以冷水機(jī)組作為冷源，以空調(diào)循環(huán)水加熱裝置作為熱源，經(jīng)由集中式空調(diào)器處理后將空氣輸送到各個(gè)艙室。對(duì)有特殊要求的武備、作戰(zhàn)控制室等艙室，增加單元柜式空調(diào)機(jī)或風(fēng)機(jī)盤(pán)管等小型空調(diào)器，輔助集中式空調(diào)系統(tǒng)，見(jiàn)圖1。

1.2 小型空調(diào)器的組成

根據(jù)艦船建造相關(guān)規(guī)范要求，小型空調(diào)器一般選用船用單元柜式空調(diào)機(jī)或風(fēng)機(jī)盤(pán)管，前者是獨(dú)立的空氣處理機(jī)組，帶有制冷壓縮機(jī)組、通風(fēng)機(jī)和自控系統(tǒng)等整套裝置，通常以海水作為冷凝器的冷卻介質(zhì)，配備專(zhuān)用海水冷卻泵和海水管路；而后者是中央空調(diào)系統(tǒng)的一部分，由盤(pán)管（即表冷器）和通風(fēng)機(jī)組成，以冷水機(jī)組提供的空調(diào)循環(huán)水（淡水）為冷卻介質(zhì)，配備空調(diào)循環(huán)水泵和循環(huán)水管路[1]。

圖1 艦船中央空調(diào)系統(tǒng)典型原理圖

1.3 實(shí)船配置情況

艦船的發(fā)報(bào)機(jī)房、計(jì)算機(jī)房等艙室，設(shè)備本身發(fā)熱元件密集程度很高，發(fā)熱量較大，較高的環(huán)境溫度會(huì)導(dǎo)致發(fā)報(bào)機(jī)的性能不穩(wěn)定，或計(jì)算機(jī)的可靠性下降。僅通過(guò)集中式空調(diào)器的送風(fēng)來(lái)消耗這些發(fā)熱量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，小型空調(diào)器可補(bǔ)充中央空調(diào)系統(tǒng)的不足，保證艙室溫度的穩(wěn)定；會(huì)議室、餐廳、閱覽室和健身房等公共場(chǎng)所，人員流動(dòng)大，當(dāng)艦員集中時(shí)，場(chǎng)所的發(fā)熱量劇增，也需要小型空調(diào)器來(lái)彌補(bǔ)中央空調(diào)系統(tǒng)制冷量的不足；另外，一些高級(jí)干部住室在中央空調(diào)尚未投入運(yùn)行期間，小型空調(diào)器能為這些艙室創(chuàng)造較為舒適的工作條件。

1.4 艦船使用存在的問(wèn)題

無(wú)論是單元柜式空調(diào)機(jī)還是風(fēng)機(jī)盤(pán)管，冷卻方式均是水冷的，在設(shè)計(jì)中必須考慮進(jìn)水管路和回水管路的布置走向和安裝要素。通過(guò)對(duì)實(shí)船建造過(guò)程中安裝情況的勘驗(yàn)，及對(duì)艦船使用方調(diào)研的結(jié)果分析，認(rèn)為這些小型水冷空調(diào)器在艦船建造時(shí)及在實(shí)船使用中，或多或少都存在一定的問(wèn)題，主要?dú)w納如下：

1）艦船上小型水冷空調(diào)器一般布置在全艦各個(gè)區(qū)域，海水冷卻管路或空調(diào)循環(huán)水管路也需敷設(shè)到各個(gè)區(qū)域，走向非常復(fù)雜，尤其是安裝在上層建筑的小型水冷空調(diào)器，海水冷卻管路或空調(diào)循環(huán)水管路需從機(jī)艙內(nèi)的海水冷卻泵或空調(diào)冷水機(jī)組敷設(shè)至上層建筑艙室內(nèi)，管路距離遠(yuǎn)，管系生產(chǎn)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)安裝難度大；尤其是敷設(shè)在艙室?guī)r棉板與艙壁之間的冷卻水管，一旦發(fā)生漏泄，必須拆除裝飾板才能檢查與修理，這給維護(hù)和修理帶來(lái)了很大的困難；另外這些水管還需包覆絕熱材料，管路的復(fù)雜化也無(wú)形中增加了船廠材料與安裝的成本；

2）國(guó)外進(jìn)口的船用水冷式空調(diào)器，雖然比國(guó)內(nèi)同等級(jí)的水冷式空調(diào)器噪聲水平低，能效比高，但價(jià)格昂貴、備品備件在國(guó)內(nèi)不易采購(gòu)、維修調(diào)試人員到部隊(duì)服務(wù)困難。如某型艦上部分艙室配置了從日本進(jìn)口的大金單元柜機(jī)，在部隊(duì)使用過(guò)程中頻繁出現(xiàn)冷凝器端蓋被海水腐蝕爛穿的現(xiàn)象。由于該端蓋為鑄鐵材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊，國(guó)內(nèi)無(wú)法采購(gòu)，只能從日本進(jìn)口，采購(gòu)周期長(zhǎng)，價(jià)格又昂貴，造成部隊(duì)維修成本上升；由于這種端蓋極不耐海水腐蝕，致使柜機(jī)的平均維護(hù)間隔時(shí)間（MTBM）過(guò)短，機(jī)組的可靠性差；

3）國(guó)內(nèi)流水線生產(chǎn)的大型空調(diào)器廠商，均不生產(chǎn)船用空調(diào)器產(chǎn)品，一些小企業(yè)，由于是單件生產(chǎn)，無(wú)法形成批量，技術(shù)水平也比較低，產(chǎn)品在運(yùn)行時(shí)容易出故障。國(guó)內(nèi)這類(lèi)船用水冷式空調(diào)器的需求量不大，沒(méi)有生產(chǎn)廠愿意建造流水線大批量生產(chǎn)。因此，成本大幅度上升；

4）艦船機(jī)艙內(nèi)的海水泵、海水管路及空調(diào)機(jī)組分別由幾個(gè)班組管理，想開(kāi)一下空調(diào)，必須先通知管理海水泵的班組打開(kāi)相關(guān)海水泵，管理非常不方便。中央空調(diào)系統(tǒng)雖可直接控制制冷機(jī)的開(kāi)停時(shí)間和冷量大小，可根據(jù)氣候變化進(jìn)行調(diào)整，但只要有1個(gè)末端在用，冷水機(jī)組必須開(kāi)啟，對(duì)于在過(guò)渡季節(jié)為了保證某些艙室的舒適性，而要開(kāi)啟全艦的中央空調(diào)系統(tǒng)，就顯得使用運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高[2]。

2 家用分體式空調(diào)器

2.1 家用分體式空調(diào)器在艦船上使用情況

在舊船改造及修理時(shí)曾遇到某些艙室需要安裝小型空調(diào)器，但又不允許拆除艙室的內(nèi)裝板，將海水管或空調(diào)循環(huán)水管從機(jī)艙引到上層建筑難度大而且海水管材質(zhì)一般是采用進(jìn)口B10，訂貨周期長(zhǎng)，無(wú)法小批量采購(gòu)。所以經(jīng)過(guò)多次研究考慮，船廠嘗試性的采用家用分體式空調(diào)器來(lái)代替船用水冷式空調(diào)器，這種空調(diào)器在艦船上使用沒(méi)有先例，它能夠使用多長(zhǎng)時(shí)間，可靠性如何都沒(méi)得到過(guò)實(shí)船驗(yàn)證，當(dāng)時(shí)的出發(fā)點(diǎn)是能用多久就多久，因?yàn)閮r(jià)格便宜、安裝方便，出現(xiàn)故障后也便于維修或更換。

然而經(jīng)過(guò)幾年的使用，發(fā)現(xiàn)這些家用分體式空調(diào)器不僅可以適應(yīng)艦船傾斜搖晃和顛簸的使用條件，而且室外機(jī)組的鋁質(zhì)散熱片在帶鹽霧的空氣中也沒(méi)有出現(xiàn)明顯的腐蝕現(xiàn)象。曾對(duì)裝艦的家用分體式空調(diào)器進(jìn)行過(guò)調(diào)查，艦上反映與在陸上使用沒(méi)有差異，有的空調(diào)器裝艦已有 7～8年仍在正常使用。有些艦船在修理時(shí)，為了使用方便，也安裝了從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的家用分體式空調(diào)器，如某型艦聲納室的船用立柜式空調(diào)器被換裝為家用分體式空調(diào)器，室內(nèi)機(jī)組布置在聲納室，室外機(jī)安裝在上層樓梯通道內(nèi)，垂直距離高于室內(nèi)機(jī)3m～4m，空調(diào)效果亦能滿足使用要求。此外，還調(diào)查了舟山群島、湛江和海南島榆林港的海邊居民住房的家用分體式空調(diào)器，室外機(jī)在海洋氣候環(huán)境條件下亦無(wú)明顯的銹蝕，也能長(zhǎng)期運(yùn)行。其實(shí)，市場(chǎng)上的風(fēng)冷式家用空調(diào)器的鋁翅片是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的防銹處理，能長(zhǎng)期暴露在酷暑嚴(yán)寒的惡劣氣候條件下，均經(jīng)得住雨淋、日曬和海風(fēng)的腐蝕，并非人們想像的那么容易銹蝕[3]。

家用空調(diào)工作原理見(jiàn)圖2。

2.2 家用分體式空調(diào)器的技術(shù)特點(diǎn)

上述調(diào)研的情況顯示，家用分體式空調(diào)器相比船用小型水冷式空調(diào)器，有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：

圖2 家用分體式空調(diào)器典型工作原理圖

1）系統(tǒng)簡(jiǎn)單。室外機(jī)冷凝器為風(fēng)冷式，無(wú)須配置專(zhuān)用海水冷卻泵、空調(diào)循環(huán)水泵及水管路系統(tǒng)，成本低，縮短了船廠安裝周期；

2）安裝方便。省略了水管路在全艦布置、艙室裝飾板內(nèi)布置的問(wèn)題，兩機(jī)組之間僅用氟利昂管道連接，技術(shù)性要求不高，一般人員都能做到，家用空調(diào)器的生產(chǎn)商派出的安裝人員可上艦提供免費(fèi)安裝，安裝人員的素質(zhì)好、工作規(guī)范；另外，由于機(jī)組分體放置，維修也比較方便；

3）噪音低。由于分體式空調(diào)器的主要運(yùn)轉(zhuǎn)部件，如壓縮機(jī)、冷凝器、風(fēng)扇都在艙室外，它們所產(chǎn)生的噪聲就不會(huì)傳入艙室內(nèi)，特別是產(chǎn)生噪聲較大的壓縮機(jī)。據(jù)測(cè)試，分體式空調(diào)器的噪音一般都低于 50dB，質(zhì)量好的產(chǎn)品，有可能低于40dB[4]；

4）占用空間小。分體式空調(diào)器由于一分為二，大部分運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組都放在艙室外，因此艙室內(nèi)安裝的部分所占據(jù)的容積很小。此外，裝在艙室內(nèi)的蒸發(fā)器箱體，由于造型美觀，也美化了住艙；

5）質(zhì)量可靠?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的家用分體式空調(diào)器大都是合資企業(yè)，使用了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和流水線生產(chǎn)模式，而且壓縮機(jī)及其他關(guān)鍵零部件已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，相比進(jìn)口的船用小型水冷式空調(diào)器可靠性更高；

6）管理靈活方便，如果只想開(kāi)一個(gè)住艙的空調(diào)，只要開(kāi)啟相應(yīng)艙室的空調(diào)設(shè)備即可，而不必開(kāi)啟全船的大空調(diào)；目前的家用空調(diào)采用了變頻控制，隨負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀況，保持高效率運(yùn)行，運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)低于船用空調(diào)；維修便利，由于生產(chǎn)廠家的維修網(wǎng)遍及全國(guó)各地，只要艦船?？看a頭，便可聯(lián)系到當(dāng)?shù)氐木S修工上船修理；

7）價(jià)格便宜。據(jù)調(diào)查，在相同制冷量的情況下家用分體式空調(diào)器比船用水冷式空調(diào)器要便宜4～5倍。

2.3 艦船安裝使用的關(guān)鍵技術(shù)

雖然家用分體式空調(diào)具有上述幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，但還需要結(jié)合艦船的特點(diǎn)來(lái)考慮安裝家用空調(diào)的合理性和必要性。由于艦船艙室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)全部是鋼板，工作條件長(zhǎng)期處于搖晃和顛簸狀態(tài)，與陸地上完全不一樣，盡管生產(chǎn)商可派專(zhuān)業(yè)安裝人員上船免費(fèi)服務(wù)，但是他們對(duì)艦船上的具體情況是不甚了解的。因此，必須預(yù)先做好以下工作，確保家用空調(diào)器在實(shí)船的安裝和使用：

1）首先，必須根據(jù)艙室的具體情況，確定空調(diào)室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的安裝位置，選擇遠(yuǎn)離熱源、蒸汽源和進(jìn)出風(fēng)口無(wú)障礙的地方。室內(nèi)機(jī)要合理布置，應(yīng)盡量與電視機(jī)、電臺(tái)等裝置拉開(kāi)距離。室外機(jī)應(yīng)避免安裝在主甲板的迎風(fēng)面，防止受海浪襲擊，周?chē)€應(yīng)留有維修的足夠空間，必要時(shí)也可設(shè)置遮陽(yáng)防雨棚；若室外機(jī)布置在艙室內(nèi)部，則應(yīng)考慮所處艙室具備一定的機(jī)械通風(fēng)換氣次數(shù)，有效通風(fēng)量可保證冷凝器的冷凝效果和制冷效率；

2）基座應(yīng)能足以承受機(jī)組的重量和在艦船傾斜、振動(dòng)、搖晃、顛簸狀態(tài)下的振動(dòng)力，保證牢固可靠，必要時(shí)船廠可使用面板和肘、腹板組合的基座代替角鋼以保證基座強(qiáng)度并預(yù)先焊接在甲板上；機(jī)體應(yīng)水平安裝，以減少運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪音；另外，安裝時(shí)應(yīng)考慮操作、調(diào)整和維修的方便；圖3為新加坡設(shè)計(jì)建造的某工程船舶上，分體式空調(diào)器的室外機(jī)照片。

圖3 分體式空調(diào)器的室外機(jī)

3）內(nèi)外機(jī)組在布置時(shí)要盡可能靠近，氟利昂管路和電纜長(zhǎng)度，隨機(jī)配備5m或3m兩種規(guī)格，訂購(gòu)時(shí)應(yīng)該指明；內(nèi)外機(jī)組之間的距離一般不超過(guò) 5m，最長(zhǎng)不超過(guò)10m，相互之間的距離應(yīng)盡可能靠近，高度也不要相差太大，管路彎頭盡量減少，避免因制冷劑流動(dòng)阻力加大而影響制冷量；若連接管路超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，應(yīng)考慮加長(zhǎng)管路，并要按規(guī)定追加制冷劑；

4）空調(diào)凝結(jié)水應(yīng)接至疏排水系統(tǒng)，必須預(yù)先留好接口，不允許就近排到甲板上。連接室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)的氟利昂管和電纜，通過(guò)艙壁要預(yù)留通艙件。室內(nèi)機(jī)旁應(yīng)設(shè)置電源插座，電源必須接地，確保安全；

5）家用分體空調(diào)只能調(diào)節(jié)艙室溫度，無(wú)法送入新風(fēng)，也不能調(diào)節(jié)相對(duì)濕度，故難以保證艙室空氣的新鮮度。因此，船上安裝家用分體空調(diào)的艙室，必須要有中央空調(diào)系統(tǒng)，且以中央空調(diào)為主，分體空調(diào)為輔，確保能向艙室輸送新風(fēng)，保持空氣清新，家用空調(diào)器不能完全代替中央空調(diào)系統(tǒng)。

3 結(jié)論

目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的家用分體式空調(diào)器，質(zhì)量都非常好、在全世界享有盛譽(yù)、維修點(diǎn)遍及各地，有的還推出了塑制殼體，更耐日曬雨淋，產(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格、采購(gòu)、安裝、維修都明顯優(yōu)于船用小型水冷式空調(diào)器。家電中的彩色電視機(jī)、電冰箱、微波爐和電腦等都在艦船上得到了廣泛的使用，設(shè)計(jì)者完全可以開(kāi)拓設(shè)計(jì)思路，家用分體式空調(diào)器不僅在舊艦船維修或改裝中大膽使用，在新建造船舶的空調(diào)系統(tǒng)中也可考慮使用。

[1]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2008.

[2]陳謙, 周堅(jiān)銘, 胡企尤. 陸用風(fēng)冷分體式空調(diào)器在艦船上的應(yīng)用[C]//上海造船工程學(xué)會(huì)一九九七學(xué)術(shù)年會(huì)論文集. 1997.

[3]胡企尤, 王鳳良. 艦船空調(diào)調(diào)研報(bào)告[R]. 1998.

[4]鐘惠球. 現(xiàn)代建筑與分體空調(diào)安裝設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)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，工程師。主要從事艦船機(jī)電工程工作。