船舶空调舱室的热、湿平衡
空调舱室的适宜气候是由空调装置不断地向室内供入空调供风,同时排除室内原有空气来保持的。
在夏季时,引起室温升高的热量来源为:(1)人体散发的热量;(2)电器设备等散发的热量;(3)阳光透过窗玻璃的辐射热;(4)经舱壁从外界传入舱室的热量。后两项为引起室温升高的主要因素。以上四项热量的总和称为舱室的“剩余热量”。也就是只有能把这部分多余的热量排出室外,才能保持夏季舱室的适宜温度。
在冬季取暖时,前三项热量仍然存在,但第四项为由舱室通过舱壁向外界传热,并且它大于前三项的总和,因此引起室温下降。也就是在冬季时,由这四项热量加起来所得到的剩余热量是和夏季时传递的方向相反的,实际上是“不足热量”,但为统一称呼仍称剩余热量。为了在冬季时保持舱室适宜温度,就必须向舱室补入这部分不足的热量。
由此可见,在夏季降温时,就需要向舱室供入比室温低的冷风,一方面靠这些冷风来吸取部分剩余热量,另外通过新供入的冷风将室内原来温度较高的空气顶出去一部分,带走一些剩余热量。在冬季取暖时,就要向室内供入比室温高的热风,靠热风中携入的热量来补偿剩余热量和由被顶出的排气所带走的热量。因此,无论在夏季降温或冬季取暖时,为保持适宜的舱室气候,由供风和排气所携带的热量之差应恰与该舱室的剩余热量相平衡。否则舱室的温度必然会变动。
现在再看一下舱室内空气含湿量的变化情况。它和温度稍有不同,因为人体和湿的物品总是在不断散发出水蒸汽,所以在一个没有空气循环流通的房间中,无论冬夏,室内的含湿量都是不断增加的。人和物品在舱室中每小时散发的水蒸汽量称为“剩余湿量”。和为了保持适宜温度时,舱室热量需保持平衡的原理相同,只有从室内排出的空气所带走的水蒸汽量等于供入室内的空气所携入的水蒸汽量加上舱室剩余湿量之和时,才能保持室内空气的含湿量不再继续增加,使室内空气的相对湿度趋于稳定。
因为无论冬夏,空调舱室的温、湿度变化不大,也就是由排气带出室外的水蒸汽量随季节的变化是不大的。但是,室外空气的含湿量在不同季节时的变化却很大,天热时含湿量高,天冷时很低。因此,在天热时,就必须对供入室内的空气先进行除湿后,再送入舱室,而在天冷时就要先对供风加湿。当舱室的适宜温、湿度已定时,在舱室剩余热、湿量,供风温、湿度和供风量三者之间保持一定的关系。在船舶上,通常是由一个空调器将空气加工处理成一定的温、湿度供应给许多舱室的,由于各个舱室的剩余热、湿量多不相同,所以在供风温、温度相同的情况下要保持各舱室的温、湿度相同,就需要用调整供风量的方法来适应各舱室的具体情况。如在造船时,对剩余热、湿量较大的舱室可多装一些布风器,以加大供风量;在平时使用时,可调节新风器的风门来改变供风量,以适应剩余热、湿量的变化或改变舱室的温、湿度。
在外界气候变化时,舱室的剩余热、湿量是会随之变化的,由于空调供风量受到空调风机排量的限制,不能随意增多,所以供风的温、湿度在需要时也得按情况加以调节。例如天气特别热时,在布风器的风门已开至最大,仍不能将室温降至适宜温度,这样就只有将供风温度降低才能解决问题。某些船舶的空调风机有快慢两档转速,这就在工作时能具有较大的调节机动性。
从上面介绍的热、湿量平衡的原理知,只要提高供风与舱室的温、湿度差别,用较少的供风量也能使舱室保持所需要的适宜气候。但是在供风温差太大时,会使室温的均匀分布性变差,并且在供风量太少时,因为供入室内的外界新鲜空气少,也不利于保持室内空气的清新度。当然,如外界气候异常,超过了设计时估计的情况,在供风量已达到了最大限度仍不能保持舱室的适宜温度时,就只能用增大供风温差的办法,在夏季时进一步降低供风温度,冬季时提高供风温度。因为保持温度分布均匀性和保持适宜温度这两者相比,后者总是主要的。如果进一步降低(或提高)供风温度受到制冷装置(或空气加热器)能力的限制时,则可在供风中多掺入一些舱室回风,因为保持舱室空气的清新度和适宜气候相比,清新度是处于次要的。
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