某空调机组概况及革新建议

　　1桂林漓江游船空调机组现状桂林市是中外着名的旅游城市，游览漓江是广大游客必选的项目之一。据统计，目前桂林市各旅游车船公司拥有游船约250艘左右，23000多个客位，年接待能力可达300多万人次。目前漓江航行的游船额定客位从60~120人不等，大部分游船采用的是由发电机组驱动的船用柜式空调机（船用直接蒸发式组合空调装置）和少量的船用分体式空调器等，其中主要为某空调机厂生产的48kW及72kW的外接风管的水冷柜式空调机。有关资料显示，游船空调系统的能耗在整条船的能耗中占有很大的比例，大约是15%~40%（因季节不同和船型的不同而产生差别），因此，空调系统运行的经济性对各旅游车船公司来说就显得尤其重要。笔者对桂林市航行在漓江上的游船进行实地调查后，发现游船安装的空调机组存在着能耗高，废热利用率低，风管锈蚀漏风严重等问题，必须加以重视。本文就以上问题提出一些建议，供有关生产部门参考。

　　2结构改进建议

　　2.1机组结构框架目前，桂林漓江游船大部分安装的是某空调机厂生产的48kW及72kW的水冷柜式空调机。由于机组是由一般地面空调机组按国家船用空调标准改造而成，机组结构采用的是由冷轧板经过折弯焊接等工序后形成的面板组合而成，极易变形。考虑到船用空调机运行环境潮湿，振动摇摆较大，建议采用框架结构，内，外面板采用双面镀锌板，外面板喷塑腐锈，并采用阻燃环保型隔热保温材料进行隔热，降噪。

　　2.2制冷压缩机制冷压缩机决定机组可靠性和适应性。在制冷系统中，压缩机作为制冷系统中重要部件，其能量消耗非常大，通常情况下占到总能耗的60%-80%.游船安装的48kW及72kW水冷立柜式空调机选用的是2台美国进口泰康或比斯宝全封闭压缩机。具有高性能比，运转宁静，能够抗摇摆和冲击等性能，内置电子超温保护，电气防护等级高，为保证低温启动性能，压缩机配置了曲轴箱加热。但压缩机电机运行的频率是固定的，所产生的制冷量在工况一定的情况下是稳定的，虽然机组有两台压缩机组成两个独立的制冷系统，在设计时可以采用关或停一个或两个压缩机的方法实现0-50%-100%制冷量的调节，但由于外界负荷的变化是瞬息万变的，这种制冷量的调节就显得极其粗糙，不利于系统的节能。

　　对于轮船空调系统，运行条件恶劣，空调负荷变化是很大的。如今，变频技术已经发展得比较成熟，在游船的空调系统中已得到应用。变频器能使压缩机电动机的转速无级连续可调，其转速是根据船舱内空调负荷而变化的。空调机组在每次启动时，先以*大功率进行运行，快速接近所设定的温度后，压缩机便在低转速，低能耗状态下运转，仅以所需的功率维持设定的温度，这样不但温度稳定，还避免了空调压缩机频繁地开开停停所造成的损害，而且耗电量大大下降，实现了高效节能。

　　除压缩机外，空调系统的变频调节方法还有变风量系统（VAV），变水量系统（VWV），变制冷剂量系统（VRV）等。设置变频装置，虽然会增加设备的初投入，但却可以节约35%左右的运行成本。可通过综合比较来决定是否采用变频装置。

　　2.3冷凝器和蒸发器空调机组使用的是卧式壳管式冷凝器。该壳管式冷凝器采用锯齿形的高效冷凝管，材质为铝黄铜，端盖采用铸铝青铜，管板采用复合材料（HAl77-2A/16MnR）。冷凝器设计时已充分考虑了安全性与防腐性。

　　空调机组的蒸发器，采用的是铝散热片套铜管式结构以。其中散热片厚度为0.15mm，管间距为25mm，片距为2.2mm，铜管管径9.525mm，厚0.35mm，蒸发器共4排，分4路进行蒸发吸热，传热面积总计为96.35m2（72kW的水冷柜式空调机组）。考虑到船用空调机组工作在运行时，外界环境条件较恶劣，振动，摇摆较大，所有零部件的强度应该增大，故建议厂家蒸发器采用管径16mm，厚075mm的铜管。这样就可以减少蒸发器管路中铜管的数量及弯头的数量，从而减少焊接点的数量，降低蒸发器发生泄漏的几率，增加设备的可靠性。

　　2.4加热器游船安装使用的空调机其制热功能采用的是不锈钢翅片电加热器。在冬天制热启动时，电能消耗较大。由于消耗功率较大，导致轮船所配置的发电机功率也较大，向环境排放的废气较多。建议在蒸发器流程后增加一个铝散热片套铜管式预热器，将轮船发电机余热引入该预热器中，先对船舱内空气进行预热，然后再利用电加热器对其进行加热后，由风机送入船舱里。这样不仅能降低电加热器的功率，降低能耗，还可减少发电机对环境的污染。

　　另外有学者提出应用热泵节能技术，利用江水，海水的热量进行制热，也将逐渐被人所接受，并且在小型船舶上具有相当的应用前景。

　　2.5制冷剂目前游船安装使用的48kW及72kW水冷柜式空调机使用的是R22制冷剂，这是一种要逐步淘汰的制冷剂。按照一些国际组织签定的蒙特利尔议定书和京都协议等一系列条约的时间表，发达国家将于2020年停止使用。但实际上，欧盟已于2004年停止使用，美国将在2010年禁止国内生产R22制冷剂，同时也在考虑是否禁止进口。但20年前签署蒙特利尔议定书时，并未对发展中国家使用R22制冷剂做出规定，在国际上，目前采用R410A作为替代制冷剂。国内的一些设备厂家如海尔空调等厂家生产的部分产品，制冷剂用的就是R410A.建议厂家跟上当今社会节能环保的步伐，对制冷剂的替代问题进行必要的研究，早日实现空调机制冷剂的替代，适应桂林市国际旅游名城发展的需要。

　　2.6机组风管

　　2.6.1结构与材料原有的游船空调机组在风管安装时采用的是镀锌铁皮包扎绝缘材料。这种传统风管在轮船潮湿，摇摆的环境中，镀锌层容易脱落，易产生锈蚀，风管接口处容易脱落漏风。

　　建议采用目前工程上比较先进的复合风管。

　　复合风管及其配件的使用可以解决传统镀锌风管的诸多问题：（1）保温问题。在传统的风管施工中，保温工序较为辛苦，容易让施工人员厌烦，因此保温的质量较难保证，因为它直接受施工人员的情绪，责任心及技术熟练程度的影响。

　　而复合风管的通风面与保温层是一次粘结压合而成，所以风管制成后，不需要再做保温。这就轻松地解决了风管的保温问题，且由于保温工序的去除，节省出了大量的工时，从而大大降低了风管造价中的人工费用。

　　（2）密封性问题。传统的镀锌铁皮风管是咬口成型，管段两端铆接角钢法兰。我们知道，风管的漏风极易发生在交口线-钢板，法兰的结合部，法兰与法兰的接合部这三个部位。复合风管管材的连接是以粘结为主，粘结条缝代替咬口条缝，而且粘结条缝中材料的接触面较宽，且为柔性结合，钢板咬口条缝中材料的接触面较窄，相对来讲为刚性接合，故其密封性较差。复合风管配以槽型封闭式法兰使得风量，*高节能效果，降低机组运行成本。

　　（3）振动问题。风管的振动，主要是由于风管的刚性引起的，镀锌钢板风管在下料，咬口过程中，风管表面看上去会出现凹进一片，或是突出一块等现象。在系统运行时，尤其是在风机开启时，会产生咕隆咕隆的声音，象打鼓一样，这种声音系统中的消声器都不好消除，其主要原因就是镀锌钢板的刚度不好和下料加工尺寸不精确。而复合风管由于刚性好，在下料，粘接的过程中不会出现材料或是风管表面凹进，突起现象，这就消除了自震的内因。复合风管在减震方面也有优越性，由于风管的通风面和保温层是一次性粘结压合而成的，且保温材料一般都具有弹性，它会对有振动的通风表面起到减震，吸收的作用。

　　2.6.2设计与施工由于游船上舱室和通道的空间比较狭小，设备和管路之间很可能会发生相互干涉等情况。因此在设计过程中，应使用大型专业软件提高设备，管道布局的合理性，节省施工的时间和材料。可利用CFD（计算流体力学）技术在计算机上对舱内空气流动和传热建立数学模型，苏庆勇等对舱内速度场和温度场进行了数值模拟，得到舱内流场和温度场的分布情况，估算游船空调在降温过程舱内温度及速度的变化规律，筛选舱内气流组织*佳设计方案，这样既缩短设计周期，节省人力，物力与财力，又可以实行合理控制，以获得满意的节能效果，为游船空调系统设计提供理论参考依据。

　　另外，在施工过程中，应尽量避免风管出现急转弯的现象。必要时可在风管的转弯处设置导流片，使风管通风顺畅，减少通风的局部阻力损失，使舱内气流分布更加均匀，合理，减少通风死角的发生，从而达到满意的空调效果。

　　3结语

　　本文对于近几年来漓江游船空调机组的现状进行了分析，对存在的问题提出了一些整改措施。随着国际原油价格的不断上涨以及防止全球变暖的国际公约在世界范围的实施，船用空调设备的节能，环保，舒适性必然成为船用空调技术发展的趋势。