重庆瑞斯伯工程设计有限公司,重庆
摘要:本文通过分析长江旅游船舱底船员居住舱室环境,探讨旅游船舱底船员居住舱室合适的空调系统,提高舱底船员居住舱室舒适性,改善舱底船员居住舱室居住环境,确保船员健康。
关键词:长江旅游船;舱室环境;舱底船员居住舱室;空调方式;
0引 言
长江旅游船舱底船员居住舱室位于主甲板下湿度高,该区域的居住舱室阴暗、潮湿,各种细菌繁殖迅速,舱底居住舱室环境恶劣,长时间居住影响船员身体健康。随着时代进步,提供舒适和健康的居住环境非常重要。本文结合舱底船员房间环境、季节、初投资、空调特点等因素对以下几种空调方式进行分析和探讨,选择合适空调系统,提高长江旅游船舱底船员房间舒适性,保障船员身心健康。
1 长江旅游船舱底船员居住区域环境及问题分析
导致和影响长江旅游船舱底船员居住舱室舒适性和健康性的主要原因是:通风不好,空气流通性差,潮气水汽不能及时散走,堆积在居住舱室区域;没有光照,阴暗,居住舱室温度偏低,容易潮湿;人体散湿、卫生单元及舱底其它管系漏水形成潮湿地面、潮湿地面与空气之间的湿热交换、人为散湿量,增加舱底船员居住舱室湿度,湿度高导致居住环境恶劣。舱底船员居住区域普遍采用普通风机盘管加新风的空调方式,存在缺陷,特殊季节潮湿和舒适不能解决,多年未进行改进和优化,随着时代进步该空调方式并不满足现阶段要求。
2 某长江旅游船舱底船员居住区域散湿量进行分析
以长江某旅游船舱底船员居住区域散湿量进行分析,该船舱底居住51位船员,舱底居住区域面积约389m2,层高按2.2m,舱底居住区域体积约816.9m3,单个房间卫生间面积约2.3m2,共计13个独立卫生间,舱内温度:24℃,舱内湿度:50%,通过对人体散湿、舱底敞水表面散湿量、舱底潮湿地面与空气之间的湿热交换、人为散湿量进行计算。
表1人体散湿量
序号 | 名称 | 符号或公式 | 单位 | 结果 |
1 | 舱底居住区域人数 | n | 人 | 51.0 |
2 | 每人每小时散湿量 | w | g/(h.人) | 106.0 |
3 | 舱底居住区域人体散湿量 | W1=nw/3600 | g/s | 1.5 |
表2 舱底敞水表面散湿量
序号 | 名称 | 符号或公式 | 单位 | 结果 |
1 | 水分蒸发的总表面积 | F | m2 | 39.5 |
2 | 蒸发表面的空气流动速度 | v | m/s | 0.3 |
3 | 相应于水表面温度的饱和水蒸汽分压力 | p1 | pa | 2985.1 |
4 | 空气的水蒸汽分压力 | p2 | pa | 1492.6 |
5 | 标注大气压力 | B0 | pa | 101300.0 |
6 | 当地实际大气压力 | B | pa | 96380.0 |
7 | 不同水温下的蒸发温度 | α | 0.0220 | |
8 | 自由水面散湿量 | W2=0.01F(α+0.00363v)(p1-p2)B0/B | g/s | 14.3 |
表3 舱底潮湿地面与空气之间的湿热交换散湿量
序号 | 名称 | 符号或公式 | 单位 | 结果 |
1 | 湿地面表面积 | F | m2 | 39.5 |
2 | 水面与空气间的换热系统 | k | w/(m2.℃) | 4.1 |
3 | 室内空气干球温度 | tn | ℃ | 24.0 |
4 | 室内空气湿球温度 | tms | ℃ | 16.9 |
5 | 水的汽化潜热 | r | Kj/kg | 2257.2 |
6 | 湿地面散湿量 | W3=1000kF(tn-tms)/r | g/s | 509.4 |
表4人为散湿量
序号 | 名称 | 符号或公式 | 单位 | 结果 |
1 | 舱底居住区域人数 | n | 人 | 51.0 |
2 | 每人每小时散湿量 | m | g/(h.人) | 40.0 |
3 | 人为散湿量 | W4=nm/3600 | g/s | 0.6 |
从以上计算可知,舱室的合计散湿量为525.8g/s(假设舱底敞水表面为卫生间区域),随着时间增加散湿量也在增加,以及该区域温度降低后,相对湿度将进一步增加,影响该区域的舒适度,不进行干预处理,影响船员的健康。
空气中的散湿量主要来至潮湿地面与空气的湿热交换。旅游船舱底居住舱室地面常规做法是双层底结构上铺花铁板,在花铁板和双层底之间布置各种管路,该设计有弊端,随着旅游船老化,管路就会泄漏,整个双层底地面就会形成潮湿地面,潮气会通过花铁板渗入房间,恶劣情况下散湿量会增加5159.7g/s,舱底船员居住区域的相对湿度会增加至83%,空调湿负荷大幅度增加,空调能耗大,所以应尽可能避免这种设计,应将管路布置在双层底中,旅游船舱底船员房间的地面就是双层底的上层,这样即使管路发生泄漏,潮湿地面也是在双层底中的密闭空间,对舱底船员房间不会造成影响。因此,控制湿度增加,选择合适空调是关键。
3长江旅游船舱底船员居住区域各空调方式的优劣
3.1 半集中式空调系统-普通风机盘管加新风空调系统
长江旅游船舱底船员居住区域空调方式普遍采用风机盘管加新风,该空调方式有利于施工,初投资少,空调方式简单。空调风机盘管通过利冷媒水循环来降低室内空气的温度,从而将其中所含的水蒸气凝结成水,达到除湿的目的。较冷季节,可采用风机盘管等湿加温降低空气相对湿度,提高舒适度,防止舱底船员居住舱室生霉。当梅雨季节、春夏及夏秋过渡季节,舱底船员居住舱室阴冷,相对湿度比主甲板上的居住舱室及外界的要大,温度比主甲板上的居住舱室及外界的要低。采用风机盘管低温除湿后,舱室温度会偏低,不在舒适温度范围内,舒适性不好。
因此普通风机盘管加新风空调方式并不合适,特别是舱底船员区域地板为花铁板,且花铁板下布置有多种管路,湿度控制后舱底船员居住区域的温度偏低,不在舒适范围内,为了除湿还可能会使房间家具等表面出现冷凝水,增加生霉和细菌滋生,不能使所有时节的空气处理达到舒适、健康要求。普通风机盘管加新风空调方式要适合舱底船员居住舱室空气处理,还需进行优化和改进。
3.2 半集中式空调系统-带电加热风机盘管加新风空调系统
由于风机盘管冷凝除湿,在部分季节会导致舱室温度偏低,影响舒适性,对船员健康不利。鉴于此,可采用带电加热风机盘管,在冷媒水盘管段后还有电加热模块,在风机盘管除湿后把舱室温度升起来,舱室舒适度可以解决,并解决部分季节除湿和舒适性,也可保证船员健康。对末端的优化和改进,只是在风机盘管初投资上有增加,空调系统改变不大,并未增加施工难度。为了灵活应对,空调制冷主机应独立,避免与其它区域制冷或制热冲突。
3.3集中式空调系统-组合式空调机组
半集中式空调系统,风机盘管除湿是无法控制,只能避免居住舱室生霉和细菌滋生问题,湿度要控制在舒适范围内,可以在舱底船员居住区域采用区域集中式空调系统。
组合式空调机组是比较适合,机组可集成制冷制热主机、各空气处理段,将处理好的空气送至各舱室,空调自控系统连续控制温度和湿度。该区域采用集中式空调系统,则需要占用舱底船员居住舱室一定空间,解决机组、送风风管布置问题,空间上有牺牲,以及施工难度有增加。但该种空调方式,对舱底船员居住区域有一定优势,可以根据舱底区域环境随时做出调整,不受其他区域影响。此外,该种空调装置可以按船东要求设计生产,可以根据需求增设相应模块,解决制冷和制热、除湿、加湿、再加热,且均是集中处理。当然集中式空调系统也有弊端,就是温度、湿度是取的典型房间的温度和湿度,各个房间的温度和湿度是不可以调整的,没有个性化选择,空调系统整区域运行,运行费用稍高,这是集中式空调系统的不足。
4结论
结合以上分析,半集中空调系统-普通风机盘管加新风空调系统有缺陷,不能处理过渡及梅雨季节舱底船员区域的潮湿问题,需要改进和优化。而半集中空调系统-带电加热风机盘管加新风空调系统只是风机盘管增加末端加热,改动较小,初投资稍有增加,可解决过渡及梅雨季节潮湿问题,在过渡季节可能会导致船员居住区域与旅客区域制热和制冷冲突问题,独立空调主机即可解决。集中式空调系统-组合式空调机组,空调器配置空调主机、再加热、除湿段等,集中送风可解决居住舱室空气处理和新风输送,可解决潮湿问题,湿度还可进行控制,独立空调主机也可应对过渡季节。因此半集中空调系统-带电加热风机盘管加新风空调系统和集中式空调系统-组合式空调机组空调系统,适合长江旅游船舱底船员区域,可保证舒适性和船员健康,且初投资合适。
【 参 考 文 献 】
[1]耿世彬、郭海林.地下建筑湿负荷计算.暖通空调 HV&AC,卷(期):2002年第32卷第6期70-71页.
[2]中国船舶工业总公司.《船舶设计实用手册》轮机分册.国防工业出版社1999
1