王振華，魏文俊，王 柳

（1.江南造船（集團）有限責任公司，上海 201913；2.滬東中華造船（集團）有限公司，上海 200129）

0 引言

當前，船舶主要通過中央空調系統(tǒng)對全船的空氣進行調節(jié)[1-4]，其輔助空調設備主要為柜式空調機、風機盤管等[3]?？赏ㄟ^各空調系統(tǒng)及設備的協(xié)同配合來滿足不同船型和船東的要求。其中，為提高艙室的局部溫控能力和使用靈活性，通常會采取以下措施：1）采用變風量空調系統(tǒng)[1-2]；2）采用定風量空調系統(tǒng)的典型艙室能量調節(jié)功能[4]；3）在局部艙室設置電動調風門、空調器自動旁通裝置或電加熱布風器[5]。

然而，上述各種空調系統(tǒng)及其輔助設備僅能實現(xiàn)局部調節(jié)，且運行時需要開啟中央空調系統(tǒng)的主機。因此，現(xiàn)有的空氣調節(jié)系統(tǒng)的靈活性較差。對于船舶停航、中央空調系統(tǒng)關閉而駕駛室需要單獨值崗等工況，現(xiàn)有空氣調節(jié)系統(tǒng)的運行經濟性不佳。對于船舶加改裝，柜式空調機、風機盤管等輔助空調設備的改型涉及的成本較高[3]。分體式空調不僅能完善船用空調系統(tǒng)的配備情況，還能增強系統(tǒng)的使用靈活性，使系統(tǒng)更能滿足船舶設計、建造和加改裝的要求，具有施工方便、實用性和經濟性較強等優(yōu)點。

本文對船用空調系統(tǒng)的使用情況進行介紹，并對分體式空調的特點進行分析。在此基礎上，總結分體式空調在安裝和使用中的關鍵技術，以期為分體式空調在船舶上的應用提供一定參考。

1 船用空調系統(tǒng)的使用情況

1.1 船用空調系統(tǒng)介紹

船用中央空調系統(tǒng)分為間接式空調系統(tǒng)和直冷式空調系統(tǒng)（見圖1）。間接式空調系統(tǒng)通常將冷水機組作為冷源，通過空調循環(huán)水系統(tǒng)、集中式空調器、空氣冷卻器和風機盤管進行換熱[6]，并由集中式空調器將處理過的新鮮空氣輸送至各空調艙室。通過空氣冷卻器和風機盤管等輔助空調設備對散熱量較高的工作艙室以及船員較為聚集的會議室、餐廳、活動室和健身房等生活艙室供冷。冷水機組需要配備海水冷卻水泵和循環(huán)水泵，集中式空調器、風機盤管和空氣冷卻器等空調設備通過循環(huán)水泵進行間接制冷。直冷式空調系統(tǒng)則采用空調機組作為冷源，通過制冷劑系統(tǒng)與集中式空調器進行換熱，并由集中式空調器將處理過的新鮮空氣輸送至各空調艙室，由柜式空調機對散熱量較高的工作艙室和生活艙室供冷。其中，空調機組和柜式空調機都需要配備海水冷卻水泵。

圖1 船用中央空調系統(tǒng)示意圖

1.2 使用情況分析

無論是間接式空調系統(tǒng)還是直冷式空調系統(tǒng)，在供冷時都需要開啟冷水機組或空調機組等冷源，而整個空調系統(tǒng)的運行則需要同時開啟水泵和集中式空調器等主要空調設備，啟動的設備數(shù)量較多，系統(tǒng)的運行步驟較繁瑣。

船用中央空調系統(tǒng)主要具有以下特點：

1）對于采用間接式空調系統(tǒng)的船舶，集中式空調器、空氣冷卻器和風機盤管通過循環(huán)水管與冷水機組連接。因此，船舶的循環(huán)水管數(shù)量較多，尤其是配置了風機盤管等輔助空調設備的空調艙室。根據(jù)布置位置的不同，循環(huán)水管需要包覆不同厚度的保溫材料，會占用較多的船舶空間，也會增加船舶設計、建造和后續(xù)保養(yǎng)的難度和工作量。

2）對于采用直冷式空調系統(tǒng)的船舶，雖然相比間接式空調系統(tǒng)少了循環(huán)水管，但需要根據(jù)柜式空調機的配置數(shù)量和位置配備專用海水冷卻水泵和冷卻水管，管材的防腐蝕要求和建造成本較高。

3）對于只配備了布風器的空調艙室，只要艙內需要供冷，就必須開啟作為冷源的冷水機組或空調機組；對于配備了空氣冷卻器和風機盤管等輔助空調設備的空調艙室，必須開啟冷水機組才能供冷；對于配備柜式空調機等直冷式輔助空調設備的空調艙室，則必須要開啟專用海水冷卻水泵來運行空調設備。因此，在實船使用中，即便全船只有一個空調艙室需要供冷，也必須開啟相應的冷卻水泵、冷水機組或空調機組等大型設備，操作繁瑣，局部供冷能力較差。

4）當艙室較多、艙室位置較高時，不適合將柜式空調機作為輔助空調設備。由于柜式空調機采用海水冷卻，過多采用柜式空調機需要配備較多的海水管路，建造成本較高，防腐蝕要求較高，后續(xù)檢查工作量較大。在較高的艙室使用柜式空調機，則需要采用較大揚程的冷卻水泵以確保柜式空調機的正常運行，這會增加冷卻水泵的選型成本。

5）對于空調艙室加改裝工程，風機盤管或柜式空調機等輔助空調設備的改裝工作量較大，所涉及的船體基座修改、管附件修改、各專業(yè)牽連工程和加改裝成本較高[3]。

2 分體式空調器應用分析

2.1 分體式空調器的使用特點

風冷式分體空調可作為空調艙室的輔助設備，其主要功能等同于風機盤管和柜式空調機。相比風機盤管和柜式空調機，分體式空調器的優(yōu)點如下：

1）分體式空調器的系統(tǒng)較為簡單。由于室外機的冷凝器采用風冷的冷卻形式，不需要配置專用的海水冷卻水泵。室內機的蒸發(fā)器通過氟利昂管中的制冷劑進行熱交換，不需要配置循環(huán)水泵。室內機和室外機通過銅管和電纜連接，不需要配置水管系統(tǒng)。因此，分體式空調器是獨立的輔助空調設備，其運行完全獨立于中央空調系統(tǒng)。

2）分體式空調器的安裝較為簡單。只需在空調艙室內預留足夠的安裝位置，便可根據(jù)實船情況完成室內機的安裝固定。此外，室內機和室外機的氟利昂管和電纜是現(xiàn)場連接的，因此，即使室內機和室外機的實際位置略有偏差，也可通過適當修改管路長度來完成連接。

3）分體式空調器的噪聲指標合格。由于分體式空調器的壓縮機、冷凝器和風扇等噪聲較大的運轉部件布置在室外機內部，主要的噪聲源在艙外，艙內的噪聲一般低于50 dB(A)[7]。

4）分體式空調器的質量可靠、使用方便。分體式空調器的生產技術成熟、用途廣泛，已在國內多種船型上安裝和使用（見圖2）。在交船7～8 年后，分體式空調器仍能正常運行，使用效果良好。此外，分體式空調器在運行時不需要開啟冷卻水泵、循環(huán)水泵和冷水機組等中央空調系統(tǒng)的設備，可以通過獨立運行實現(xiàn)局部溫控，具有運行靈活性高、操作簡單、運行成本低等特點。

圖2 分體式空調器的實船安裝

5）相較于風機盤管換裝方案和柜式空調機改裝方案，分體式空調加裝方案的成本最低。對于船舶加改裝，分體式空調加裝方案的成本是3 種方案中最低的（見表1）。通常情況下，分體式空調器比風機盤管的價格低50%左右，比柜式空調機的價格低90%左右。對于船舶的加改裝，分體式空調器的安裝基本沒有牽連工程，僅需要對空調艙室的艙壁進行開孔和絕緣材料修補。

表1 某船加改裝的成本對比

2.2 分體式空調器的安裝要點

分體式空調器主要布置在如下位置：1）位置較高且需要單獨值崗的駕駛室；2）需要局部溫控能力較強的會議室和活動室；3）部分加改裝船舶的空調艙室。

根據(jù)分體式空調器的安裝特點和空間需求，為確保分體式空調器的運行穩(wěn)定，要考慮以下安裝要點：

1）目前市場上分體式空調器的接管長度一般不超過5 m，若要在船舶的空調艙室內配備分體式空調器，則需要綜合考慮室內機和室外機的布置位置，確保接管長度不超過生產廠家要求的額定長度。當接管長度超過分體式空調器的額定長度時，根據(jù)實際所需的接管長度購買相應長度的銅管、電纜和保溫材料，并在安裝后充注適量制冷劑。

2）分體式空調器需要布置在能夠安裝室外機的空調艙室，確保室外機的通風、換熱有效。室外機可布置在上層建筑的舷側、單獨的排風圍井、換氣次數(shù)滿足需求的貯藏室或設備室等地點。如圖3所示，對于露天布置的室外機，要盡量布置在有遮擋的部位，確保室外機不因海浪、雨水等影響產生腐蝕；對于布置在通風圍井內的室外機，要確保開孔滿足風冷效果、圍井尺寸滿足室外機的安裝和拆卸要求；對于布置在艙內的室外機，艙室的通風換氣次數(shù)要滿足要求以確保室外機的冷凝效果。

圖3 室外機的布置情況

3）室內機的布置位置附近需要預留冷凝水管，確保室內機的冷凝水管可以接到船用冷凝管上。此外，在室內機附近的艙壁上設置電源插座用于室內機的供電。

4）布置有分體式空調器的空調艙室內需要設置空調風管和布風器。通過中央空調系統(tǒng)滿足新風量的需求，分體式空調器則作為輔助空調設備，其主要作用是調節(jié)艙內溫度。若工作人員長期在某艙室值班，而全船中央空調系統(tǒng)未開啟，這種情況需要通過定時開門通風來滿足新風量的要求。分體式空調器僅作為局部溫控措施，不能完全代替中央空調系統(tǒng)。

3 結論

本文對船用空調系統(tǒng)的使用情況進行介紹，并對分體式空調的特點進行分析。在此基礎上，總結分體式空調在安裝和使用中的關鍵技術，可以得出如下結論：

1）分體式空調器具有獨立運行、系統(tǒng)簡單、安裝方便、質量可靠和成本可控等優(yōu)點。

2）無論是新建船舶還是加改裝船舶，只需滿足室內機和室外機的接管長度合適、室外機布置位置合理等安裝要素，都可視情況采用分體式空調器作為空調艙室的輔助空調設備。