某船空调通风系统细节设计关键点介绍

李爱华

● （上海沪东中华造船（集团）有限公司，上海 200129）

某船空调通风系统细节设计关键点介绍

李爱华

● （上海沪东中华造船（集团）有限公司，上海 200129）

通过应用实例重点介绍了某船空调通风系统细节设计中的关键点，包括主要管路的布置、系统的平衡以及规范的应用等。

空调通风；风量；风量平衡；耐火材料

0 引言

某船空调系统主要设备的计算与选型由空调设备公司进行，在此不述。但船空调通风系统的技术设计及施工设计由船厂完成。因此本文主要介绍空调通风系统的细节设计中的几个关键点及设计中对相关规范的应用。

系统设计的主要依据是船的总建造规格书、德国GL规范、SOLAS规范及LLC(国际载重线公约)等。

1 系统概况

根据总规格书的要求，空调制冷系统为直接膨胀式冷却系统，空调风管系统为集中式单风管中压系统。船东要求整个空调系统由两台制冷机组相对应两台集中式空调器，每台空调机组分别承担总负荷的60%，每台空调器承担总风量的60%。因此每台制冷机组的制冷量为190kW，每台空调器的送风量为14500m3/h。

各空调器上的送回风管上均设置有温湿度传感器，通过这些传感器来控制制冷机组的加载及卸载，目的是根据室内温湿度调整系统的负荷，使各舱室达到要求的温湿度，满足船员的要求。

2 系统细节设计关键点

2.1 主送回风道的设计

一般总体布局时需考虑很多因素，而对空调器的布置及主送回风道管道的设置总是不尽如人意，需要在早期阶段发现问题，设计解决方案并与船东沟通，修改总体布局以解决问题。

船的空调机室与主送回风道是错开的，这意味着从空调器至主送回风道的所有风管均需经过旁边的房间，全船29000m3/h的风量，至少需要1400mm×700mm的大厚壁送风管，1000mm×500mm 的回风管，这么大两根风管既影响布置电缆及其它管系，更影响房间的层高(若按常规布置，该房间此区域内的层高仅1700mm，若按此布置)。空调机室及主送回风道布置原方案见图1，图中虚线部分系按原布置方案设计的风管布置方案。

图1 空调机室及主送回风道布置原方案

为了解决主要风管的布置问题，首先必须调整总体布局方案，在反复做方案比较后，放弃了原先借用烟囱右前角做回风道的方案，而是调整了空调机室前面房间的布局，在该房间内挖出宽度为1300mm的地方作为结构风道，详见图 2“空调机室及主送回风道布置新方案”。并在局部地方上下分隔，上层作为空调的主回风道，下层作为空调的主送风道，见图3“空调主送回风道具体分隔图”。

图2 空调机室及主送回风道布置新方案

图3 空调主送回风道具体分隔图

此方案得到了船东的认可，船东为此还专门调整了主甲板的布局，取消了原先左舷侧的桑拿房以布置被风道占去的值班餐厅。

在此基础上，让内舾装专业调整防火分隔，将原12#舱壁(空调机室前壁)的A0级分隔移到结构风道的前壁。这是因为结构风道实际上是与空调机室是同一防火区域，他们之间的舱壁是不需要A0级别。这样放样，风管与结构风管连接就不需要安装防火风闸，既符合了规范又节约了成本。

2.2 系统的平衡设计

2.2.1 系统平衡形式的选择

目前来说，通风系统平衡的形式有两种，一种是直接在主回风道壁上安装防火回风格栅，另一种是采用风管形式：防火风闸或防烟风闸加上回风静压箱。虽然前者风管少，对船厂来说较容易布置，但是此种形式有的船级社并不认可。在与船级社GL沟通后，采用后种形式，可参见图4中回风管部分的设计。

2.2.2 全新风工况下的系统平衡设计

因船的技术规格书中有在春、秋季全新风通风的要求，因此，设计时不仅要考虑夏、冬两季50%新风运行时的系统平衡问题(图4中带#的百叶窗)，而且要考虑春秋两季时100%新风运行时的系统平衡问题(图4中带*的百叶窗)。这往往会被忽视，在实船使用时会造成房间或走道内正压过大的现象，影响舰员的居住。因此需要在每一层甲板的走道上及一些空调送风量大的舱室内布置通往外界大气的通风装置，以良好的气流组织平衡春、秋季时的通风。

图4为A甲板的空调通风系统原理图。左侧部分为A甲板的回风，中间部分为空调系统 A甲板的送风，右侧部分为A甲板舱室及走道的平衡风口，其中带*的通风头即用于春秋季时的风量平衡。

图4 A甲板的空调通风系统原理图

2.3 涉及规范要求的设计

2.3.1 穿A级舱壁通舱件的细节设计

IMO-2004(SOLAS)[1]，第9.7.1.2.2条要求：贯穿“A”级分隔的导管贯穿件，如果不根据《耐火试验程序规则》试验，则钢套管需通过铆接、螺栓连接法兰或焊接直接与通风导管连在一起。这个要求对于矩形风管来说，没有任何难度，因为一般矩形风管与导管间均是通过法兰螺栓连接的。但对于通过 N接头连接的螺旋风管来说，则比较困难。为了满足该要求，采用铆接形式，详见图5。

图5 穿防火舱壁风管贯穿件典型图

另根据IMO-2004(SOLAS)[1]第9.7.3.1.1条：这些导管贯穿件应加以隔热，该隔热至少与导管所贯穿舱壁或甲板具有相同的耐火完整性。为方便现场施工，不管是A15、A30级壁还是A60级壁，均包覆厚度为30mm、容重为170kg/m3的陶瓷棉板防火材料。

为了固定耐火材料，需现场在贯穿件上焊一定规格的碰钉，但受安装空间限制，可能只能在贯穿件的下面或左右面能焊上碰钉，因此需辅以钢带包扎将耐火材料固定，详见图5“穿防火舱壁风管贯穿件图”。

至于穿 A 级舱壁(或甲板)通舱件的长度，则根据GL-2005附录A内容归纳整理，如表1[2]所示。

表1 A级舱壁(或甲板)通舱件的长度(mm)

2.3.2 风机外壳厚度的设计

风机外壳的厚度设计不仅取决于强度计算，还取决于风机的服务处所及安装位置。在设计选型初期，往往会忽视此问题。船的厨房轴流送风机，因其服务于厨房又安装在厨房外的服务区域，因此根据 IMO-2004(SOLAS)[1]第9.7.2.1.1.1条，其风机壳厚度应该在3mm～5mm。而供应商选择的是2mm，发现问题后让供应商将风机厚度修改为4mm。由于发现问题尚在设计前期，因此没有增加成本。

另船的舵机舱轴流送风机安装在艉楼甲板。初期选型风机外壳厚度是 6mm。按常规初期设计的是基座高360mm，基座上是风机(风机高520mm)，风机上安装的是C型菌型风帽，详见图6。

但GL的退审意见是需风机与C型菌型风帽的筒体具有相同的厚度。GL的依据是其布置位置在“位置2”[3]，因此若没有风机，此位置上的通风筒筒体的高度至少760mm、筒体厚度至少是8.5mm。据此该轴流送风机风机外壳的厚度应至少是8.5mm厚，而此时供应商已生产完毕正准备发货。

图6 “位置”风机原布置安装图

经与GL审图中心协商：风机不修改，但增加风机基座高度至760mm，基座厚度10mm，为方便开关菌型风帽，又增加了直梯，详见图7。此方案得到了GL的同意。既满足了规范要求又减少了修改成本。

但是，虽然有了直梯，该方案还是不太方便菌型头的开启，仅是为了符合规范要求做的弥补措施，因此建议在风机选型初期就得注意根据风机不同的服务处所、不同的安装场所选择不同的风机外壳厚度以满足规范要求。

3 结语

图7 “位置”风机现布置安装图

从上述可以看到，设计过程中有诸多细节问题需要考虑。否则，一旦后期修改会增加建造成本。因此在设计初期需要尽可能的考虑周到，或者有些问题是因为空调专业人员在前期总体布置设计时参与不够造成的，如果设计初期尽早介入，越早发现问题并及时解决，修改成本就越低。

[1]国际海上人命安全公约(Solas)[S].国际海事组织,2004.

[2]船舶建造规范[S].德国劳氏船级社, 2005.

[3]国际载重线公约[S].国际海事组织, 1966.

海洋卫士～获得ABS型式认可

近日，海德威的海洋卫士®压载水处理系统获得了由美国船级社（ABS）颁发的型式认可证书，此证书的取得标志着海洋卫士®系统全系列产品顺利通过了ABS的审核，跻身国内极少数拥有ABS型式认可的压载水设备之列。

此前，海洋卫士®压载水处理系统已经获得了BV，CCS，DNV，NK，RINA，RS与USCG-AMS等7项型式认可和证书。海洋卫士®完善的证书体系可以最大限度地减少客户送审图纸的繁琐过程，也必将进一步拓宽海洋卫士®系统的销售渠道，为海德威的全球市场策略锦上添花。

此外，海德威黑匣子（VDR）也已根据最新规范要求，完成了升级，并已提交各大船级社和认证机构进行型式认可申请。海德威电子海图（ECDIS）也分别于2012年和2013年顺利获得了EC和CCS认证，并累计获得订单二百余船套。这也标志着海德威产品体系的不断完善。

（青岛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

李爱华（1976-），女，高级工程师，从事船舶空调冷藏通风系统的施工深化设计。