基于PLC的船舶空调系统

史鸿屿 ，张继伟

（1.渤海造船厂集团有限公司电装分厂，辽宁葫芦岛 125005；2.渤海造船厂集团有限公司船体分厂，辽宁葫芦岛 125005）

0 引言

船舶空调系统是船舶上常用电气系统，它的主要功能一方面是保证船员和旅客在所居住的地方在温度、湿度、气流等方面能够满足生活和工作要求；另一方面，由于船舶在航行期间所处的环境非常复杂多变，各种设备在运行过程中产生大量热量、汽体、粉尘，空调系统可以将这些有害物质处理掉。

1 船舶空调系统的组成

船舶空调系统根据需要一般有以下几个组成部分，其示意图如图1所示。

1）空气调节器

空气调节器的主要目的是将空气进行过滤，对空气进行温度、湿度进行处理，使空气状态达到要求。它主要由空气过滤器、消音除尘室、挡水板、湿度控制器、温度控制器、冷确器、压力计等构成。

2）制冷单元

制冷装置主要是对空气进行冷却的低温装置，一般采用压缩机制冷系统。空调设备的空气冷却系统和船舶制冷系统大体相同。图1所示系统为直接制冷式空调系统，具有一定压力的制冷剂由贮液器出来先进入过冷器13，在过冷器中进一步受到冷却，以提高制冷效率。然后经电磁阀14进入热力膨胀阀15进行节流、降压，再进入冷却器3的盘管中，在管内蒸发汽化、吸热后再进入过冷器13冷却，然后送回至压缩机。

3）排风单元

排风单元主要由风机构成，风机具备足够大的功率和转速，以保证在适当的空间内进行排风。

4）加热单元

加热单元主要由铜质加热管构成，加热介质为蒸汽，该设备上带有防结霜恒温器，防止加热后，由于外部分温度低，损坏加热管。在冬季时，室外空气温度很低，由通风机吸入经滤尘后的空气，必须经加热器6进行加热处理。为提高交换热量，加热器盘管外表面具有散热片。一般来讲，加热后空气温度在40℃左右，40℃左右的热风送至房间，即可维持房间温度在18℃～21℃的合适范围。空气加热一般利用蒸汽（锅炉蒸汽）加热

2 PLC控制的船舶空调系统结构图

空调系统结构图如图2所示。

3 船舶空调系统电路

图3为压缩机、风机的主控电路。压缩机主电路由电源隔离开关 60Q5、自动空气断路器60Q2（带短路保护装置、过载保护装置）、控制压缩机接触器110K5主触点组成。

风机主电路由电源隔离开关50Q2、自动空气断路器70Q2（带短路保护装置、过载保护装置）、控制风机接触器201K5主触点组成。

控制电源电路开关 50F4.1、50F4.2、变压器50T4、电源指示灯50H5、24 V降压/整流器组成。空气，也可采用热水（冷却水）加热空气，或电加热器加热冷空气。

5）加湿单元

采用蒸汽喷嘴，将水蒸汽向外喷射。冬季的空气比较干燥，经过加热以后，更干燥，因此必须经采用加湿器5往空气中喷一定蒸汽以增加空气中湿度。此外也采用喷水加湿，或采用电加热水成蒸汽来加湿空气的方法。控制电路电路通过风机电源隔离开关50Q2供电。

注：1-滤尘器；2-通风机；3-冷却器；4-除水器；5-喷湿器；6-加热器；7-温度计；8-诱导器；9-温度调节器；10-阻汽器；11-凝水滤器；12-视流器；13-过冷器；14-电磁阀；15-热力膨胀阀；16-手动膨胀阀。

4 PLC输入电路及输出电路

输入电路由压缩机合闸信号、风机运行输入信号、压缩机运行输入信号、低水压输入信号、冰冻开关信号。输出电路由控制压缩机信号、压缩机负载控制阀信号、控制风机信号、控制加湿电磁阀信号、压缩机报警信号、AHU单元报警灯信号。

5 结束语

船舶各舱室的空气状况由它所处的工作环境决定的，不同的工作环境，对舱室的工作环境要求是不一样的，这就要求空调控制系统能够智能化，满足各方面的要求。利用PLC控制的船舶空调系统响应速度快，抗干扰能力强，提高了系统的稳定性。

参与文献:

[1]MARINE ENVIRONMENT PROTECTION COMMITTEE.Report of the marine environment protection committee on its fifty-ninth session [R].London：IMO,2009.

[2]王乃义.船舶空调原理与设备[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2010.

[3]黄翔.空调工程[M].北京：机械工业出版社，2006.

[4]江亿.温湿度独立控制空调系统[M].北京: 中国建筑工业出版社出版,2006.

[5]卜锋斌.船舶空调系统方案研究[J].机电设备，2013.