李愛華

● （上海滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司，上海 200129）

某船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)介紹

李愛華

● （上海滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司，上海 200129）

通過應(yīng)用實(shí)例重點(diǎn)介紹了某船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)，包括主要管路的布置、系統(tǒng)的平衡以及規(guī)范的應(yīng)用等。

空調(diào)通風(fēng)；風(fēng)量；風(fēng)量平衡；耐火材料

0 引言

某船空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備的計(jì)算與選型由空調(diào)設(shè)備公司進(jìn)行，在此不述。但船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)及施工設(shè)計(jì)由船廠完成。因此本文主要介紹空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)及設(shè)計(jì)中對相關(guān)規(guī)范的應(yīng)用。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是船的總建造規(guī)格書、德國GL規(guī)范、SOLAS規(guī)范及LLC(國際載重線公約)等。

1 系統(tǒng)概況

根據(jù)總規(guī)格書的要求，空調(diào)制冷系統(tǒng)為直接膨脹式冷卻系統(tǒng)，空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)為集中式單風(fēng)管中壓系統(tǒng)。船東要求整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)由兩臺制冷機(jī)組相對應(yīng)兩臺集中式空調(diào)器，每臺空調(diào)機(jī)組分別承擔(dān)總負(fù)荷的60%，每臺空調(diào)器承擔(dān)總風(fēng)量的60%。因此每臺制冷機(jī)組的制冷量為190kW，每臺空調(diào)器的送風(fēng)量為14500m3/h。

各空調(diào)器上的送回風(fēng)管上均設(shè)置有溫濕度傳感器，通過這些傳感器來控制制冷機(jī)組的加載及卸載，目的是根據(jù)室內(nèi)溫濕度調(diào)整系統(tǒng)的負(fù)荷，使各艙室達(dá)到要求的溫濕度，滿足船員的要求。

2 系統(tǒng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 主送回風(fēng)道的設(shè)計(jì)

一般總體布局時(shí)需考慮很多因素，而對空調(diào)器的布置及主送回風(fēng)道管道的設(shè)置總是不盡如人意，需要在早期階段發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)解決方案并與船東溝通，修改總體布局以解決問題。

船的空調(diào)機(jī)室與主送回風(fēng)道是錯(cuò)開的，這意味著從空調(diào)器至主送回風(fēng)道的所有風(fēng)管均需經(jīng)過旁邊的房間，全船29000m3/h的風(fēng)量，至少需要1400mm×700mm的大厚壁送風(fēng)管，1000mm×500mm 的回風(fēng)管，這么大兩根風(fēng)管既影響布置電纜及其它管系，更影響房間的層高(若按常規(guī)布置，該房間此區(qū)域內(nèi)的層高僅1700mm，若按此布置)?？照{(diào)機(jī)室及主送回風(fēng)道布置原方案見圖1，圖中虛線部分系按原布置方案設(shè)計(jì)的風(fēng)管布置方案。

圖1 空調(diào)機(jī)室及主送回風(fēng)道布置原方案

為了解決主要風(fēng)管的布置問題，首先必須調(diào)整總體布局方案，在反復(fù)做方案比較后，放棄了原先借用煙囪右前角做回風(fēng)道的方案，而是調(diào)整了空調(diào)機(jī)室前面房間的布局，在該房間內(nèi)挖出寬度為1300mm的地方作為結(jié)構(gòu)風(fēng)道，詳見圖 2“空調(diào)機(jī)室及主送回風(fēng)道布置新方案”。并在局部地方上下分隔，上層作為空調(diào)的主回風(fēng)道，下層作為空調(diào)的主送風(fēng)道，見圖3“空調(diào)主送回風(fēng)道具體分隔圖”。

圖2 空調(diào)機(jī)室及主送回風(fēng)道布置新方案

圖3 空調(diào)主送回風(fēng)道具體分隔圖

此方案得到了船東的認(rèn)可，船東為此還專門調(diào)整了主甲板的布局，取消了原先左舷側(cè)的桑拿房以布置被風(fēng)道占去的值班餐廳。

在此基礎(chǔ)上，讓內(nèi)舾裝專業(yè)調(diào)整防火分隔，將原12#艙壁(空調(diào)機(jī)室前壁)的A0級分隔移到結(jié)構(gòu)風(fēng)道的前壁。這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)風(fēng)道實(shí)際上是與空調(diào)機(jī)室是同一防火區(qū)域，他們之間的艙壁是不需要A0級別。這樣放樣，風(fēng)管與結(jié)構(gòu)風(fēng)管連接就不需要安裝防火風(fēng)閘，既符合了規(guī)范又節(jié)約了成本。

2.2 系統(tǒng)的平衡設(shè)計(jì)

2.2.1 系統(tǒng)平衡形式的選擇

目前來說，通風(fēng)系統(tǒng)平衡的形式有兩種，一種是直接在主回風(fēng)道壁上安裝防火回風(fēng)格柵，另一種是采用風(fēng)管形式：防火風(fēng)閘或防煙風(fēng)閘加上回風(fēng)靜壓箱。雖然前者風(fēng)管少，對船廠來說較容易布置，但是此種形式有的船級社并不認(rèn)可。在與船級社GL溝通后，采用后種形式，可參見圖4中回風(fēng)管部分的設(shè)計(jì)。

2.2.2 全新風(fēng)工況下的系統(tǒng)平衡設(shè)計(jì)

因船的技術(shù)規(guī)格書中有在春、秋季全新風(fēng)通風(fēng)的要求，因此，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮夏、冬兩季50%新風(fēng)運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)平衡問題(圖4中帶#的百葉窗)，而且要考慮春秋兩季時(shí)100%新風(fēng)運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)平衡問題(圖4中帶*的百葉窗)。這往往會被忽視，在實(shí)船使用時(shí)會造成房間或走道內(nèi)正壓過大的現(xiàn)象，影響艦員的居住。因此需要在每一層甲板的走道上及一些空調(diào)送風(fēng)量大的艙室內(nèi)布置通往外界大氣的通風(fēng)裝置，以良好的氣流組織平衡春、秋季時(shí)的通風(fēng)。

圖4為A甲板的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)原理圖。左側(cè)部分為A甲板的回風(fēng)，中間部分為空調(diào)系統(tǒng) A甲板的送風(fēng)，右側(cè)部分為A甲板艙室及走道的平衡風(fēng)口，其中帶*的通風(fēng)頭即用于春秋季時(shí)的風(fēng)量平衡。

圖4 A甲板的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)原理圖

2.3 涉及規(guī)范要求的設(shè)計(jì)

2.3.1 穿A級艙壁通艙件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

IMO-2004(SOLAS)[1]，第9.7.1.2.2條要求：貫穿“A”級分隔的導(dǎo)管貫穿件，如果不根據(jù)《耐火試驗(yàn)程序規(guī)則》試驗(yàn)，則鋼套管需通過鉚接、螺栓連接法蘭或焊接直接與通風(fēng)導(dǎo)管連在一起。這個(gè)要求對于矩形風(fēng)管來說，沒有任何難度，因?yàn)橐话憔匦物L(fēng)管與導(dǎo)管間均是通過法蘭螺栓連接的。但對于通過 N接頭連接的螺旋風(fēng)管來說，則比較困難。為了滿足該要求，采用鉚接形式，詳見圖5。

圖5 穿防火艙壁風(fēng)管貫穿件典型圖

另根據(jù)IMO-2004(SOLAS)[1]第9.7.3.1.1條：這些導(dǎo)管貫穿件應(yīng)加以隔熱，該隔熱至少與導(dǎo)管所貫穿艙壁或甲板具有相同的耐火完整性。為方便現(xiàn)場施工，不管是A15、A30級壁還是A60級壁，均包覆厚度為30mm、容重為170kg/m3的陶瓷棉板防火材料。

為了固定耐火材料，需現(xiàn)場在貫穿件上焊一定規(guī)格的碰釘，但受安裝空間限制，可能只能在貫穿件的下面或左右面能焊上碰釘，因此需輔以鋼帶包扎將耐火材料固定，詳見圖5“穿防火艙壁風(fēng)管貫穿件圖”。

至于穿 A 級艙壁(或甲板)通艙件的長度，則根據(jù)GL-2005附錄A內(nèi)容歸納整理，如表1[2]所示。

表1 A級艙壁(或甲板)通艙件的長度(mm)

2.3.2 風(fēng)機(jī)外殼厚度的設(shè)計(jì)

風(fēng)機(jī)外殼的厚度設(shè)計(jì)不僅取決于強(qiáng)度計(jì)算，還取決于風(fēng)機(jī)的服務(wù)處所及安裝位置。在設(shè)計(jì)選型初期，往往會忽視此問題。船的廚房軸流送風(fēng)機(jī)，因其服務(wù)于廚房又安裝在廚房外的服務(wù)區(qū)域，因此根據(jù) IMO-2004(SOLAS)[1]第9.7.2.1.1.1條，其風(fēng)機(jī)殼厚度應(yīng)該在3mm～5mm。而供應(yīng)商選擇的是2mm，發(fā)現(xiàn)問題后讓供應(yīng)商將風(fēng)機(jī)厚度修改為4mm。由于發(fā)現(xiàn)問題尚在設(shè)計(jì)前期，因此沒有增加成本。

另船的舵機(jī)艙軸流送風(fēng)機(jī)安裝在艉樓甲板。初期選型風(fēng)機(jī)外殼厚度是 6mm。按常規(guī)初期設(shè)計(jì)的是基座高360mm，基座上是風(fēng)機(jī)(風(fēng)機(jī)高520mm)，風(fēng)機(jī)上安裝的是C型菌型風(fēng)帽，詳見圖6。

但GL的退審意見是需風(fēng)機(jī)與C型菌型風(fēng)帽的筒體具有相同的厚度。GL的依據(jù)是其布置位置在“位置2”[3]，因此若沒有風(fēng)機(jī)，此位置上的通風(fēng)筒筒體的高度至少760mm、筒體厚度至少是8.5mm。據(jù)此該軸流送風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)外殼的厚度應(yīng)至少是8.5mm厚，而此時(shí)供應(yīng)商已生產(chǎn)完畢正準(zhǔn)備發(fā)貨。

圖6 “位置”風(fēng)機(jī)原布置安裝圖

經(jīng)與GL審圖中心協(xié)商：風(fēng)機(jī)不修改，但增加風(fēng)機(jī)基座高度至760mm，基座厚度10mm，為方便開關(guān)菌型風(fēng)帽，又增加了直梯，詳見圖7。此方案得到了GL的同意。既滿足了規(guī)范要求又減少了修改成本。

但是，雖然有了直梯，該方案還是不太方便菌型頭的開啟，僅是為了符合規(guī)范要求做的彌補(bǔ)措施，因此建議在風(fēng)機(jī)選型初期就得注意根據(jù)風(fēng)機(jī)不同的服務(wù)處所、不同的安裝場所選擇不同的風(fēng)機(jī)外殼厚度以滿足規(guī)范要求。

3 結(jié)語

圖7 “位置”風(fēng)機(jī)現(xiàn)布置安裝圖

從上述可以看到，設(shè)計(jì)過程中有諸多細(xì)節(jié)問題需要考慮。否則，一旦后期修改會增加建造成本。因此在設(shè)計(jì)初期需要盡可能的考慮周到，或者有些問題是因?yàn)榭照{(diào)專業(yè)人員在前期總體布置設(shè)計(jì)時(shí)參與不夠造成的，如果設(shè)計(jì)初期盡早介入，越早發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決，修改成本就越低。

[1]國際海上人命安全公約(Solas)[S].國際海事組織,2004.

[2]船舶建造規(guī)范[S].德國勞氏船級社, 2005.

[3]國際載重線公約[S].國際海事組織, 1966.

海洋衛(wèi)士～獲得ABS型式認(rèn)可

近日，海德威的海洋衛(wèi)士?壓載水處理系統(tǒng)獲得了由美國船級社（ABS）頒發(fā)的型式認(rèn)可證書，此證書的取得標(biāo)志著海洋衛(wèi)士?系統(tǒng)全系列產(chǎn)品順利通過了ABS的審核，躋身國內(nèi)極少數(shù)擁有ABS型式認(rèn)可的壓載水設(shè)備之列。

此前，海洋衛(wèi)士?壓載水處理系統(tǒng)已經(jīng)獲得了BV，CCS，DNV，NK，RINA，RS與USCG-AMS等7項(xiàng)型式認(rèn)可和證書。海洋衛(wèi)士?完善的證書體系可以最大限度地減少客戶送審圖紙的繁瑣過程，也必將進(jìn)一步拓寬海洋衛(wèi)士?系統(tǒng)的銷售渠道，為海德威的全球市場策略錦上添花。

此外，海德威黑匣子（VDR）也已根據(jù)最新規(guī)范要求，完成了升級，并已提交各大船級社和認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行型式認(rèn)可申請。海德威電子海圖（ECDIS）也分別于2012年和2013年順利獲得了EC和CCS認(rèn)證，并累計(jì)獲得訂單二百余船套。這也標(biāo)志著海德威產(chǎn)品體系的不斷完善。

（青島海德威科技有限公司）

Introduction of Key Design Points of Air-conditioning Ventilation System for a Ship

LI Ai-hua
(Hudong-Zhonghua Shipbuilding (Group) Co., Ltd., Shanghai 200129, China)

The key points of air conditioning ventilation system in the design of a ship are mainly introduced through the application example, including the main pipe layout, the air balance of system, the application of the standard and so on.

air-conditioning ventilation; air flow; air balance; fire-proof material

U664.5+1

A

李愛華（1976-），女，高級工程師，從事船舶空調(diào)冷藏通風(fēng)系統(tǒng)的施工深化設(shè)計(jì)。