船舶通风系统的设计及优化分析

船舶通风系统的设计及优化分析

张晓栋

南通中远海运船务工程有限公司，江苏南通  226000

摘要：通风系统的设计质量会对船舶运行产生一定影响，由于船舶结构十分复杂，包含了多种管道和动力系统模块功能，只有确保良好的通风性，才能构建一个舒适的生活环境。基于此，本文探讨了船舶通风系统的设计理念及优化方法，旨在为设计人员提供一些借鉴。

关键词：船舶通风系统；设计；优化

目前，国内的船舶排水量一般在10万吨左右，这给造船技术和相应船舶设计工作带来了很大的考验。如此巨大的一艘船，想要保持高时速运输，就需要不断提升动力。因此，在长时间、高速航行的情况下，船舶的可靠性和稳定性就成为了从业人员关注的焦点。而在船舶设计中，通风系统设计是重中之重，通风系统虽然不起眼，但实际上却关乎着全体船员的生命安全和生活环境质量。在极端的气候条件下，想要提高船员的生活质量，就需要确保船舶内外空气保持流动，温度调节平衡。因此，通过对船舶通风系统进行合理设计，不断进行设计优化，能够有效提高船舶通风系统性能，确保船舶运行安全。

1船舶通风系统设计的方法

1.1通风量的确定

目前，在船舶通风系统设计中，主要有三种常用方式：全新风、循环冷却加新风和射流风。无论采用哪一种通风方式，其作用都需要满足将船舶机械舱室内的热风量排出，使舱内温度达到平衡。同时，也要满足机械设备及船员对新风的需要，构建一个良好的生活环境。因此，在船舶通风系统设计过程中，首先要计算通风量，才能开展下一个环节。

在确定通风量时，应该根据不同的房间，一般以每小时的换气次数来计算，公式为：。公式中，定义为通风量，单位：m³/h；定义为换气次数，单位：次/h；定义为通风舱室容积，单位：m³。和根据每个舱室设备散热量，以及设备的吸气量的计算结果来确定。

1.2通风系统的设计重点环节

（1）洗手间通风系统。卫生间、洗手间不宜安装排风电扇，洗手间排风系统宜采用活性炭过滤、吸附。排风口宜设置在洗手间顶棚上或接近顶棚的墙上，进风一般由邻近的房间或走廊通过门下风栅、墙壁上的开口进来。还可由空调系统送出一定量的空气。排出的气体必须直接排放到外部空气中，不能用来回收。根据ILO的规定，洗手间通风系统必须与其他场所通风系统隔离设计。

（2）病房。病房内应设置机械进风与机械排风系统。送风可采用止回风闸将空气从空调系统中排出，或采用独立的、制造新鲜空气的通风系统。病房和卫生间的空气必须与其他系统分开排放到外面的空气中，不能用来回收。为维持一定的负压，排风量要略大于送风量，并且应该设置有一个可以调节进风量的通风口，通风口不可设置在门板上或走廊内墙上。

（3）盥洗室。盥洗室应该配备机械式通风系统，通风方式可以是空调送风，也可以是由走廊或外部自然通风。一般盥洗室的通风是采用低压系统。将空气预热至13℃时，通过顶部的风网或扩散器将空气抽出。通风口应该设置在具有散热性和散湿性的屋顶。盥洗室的出风口安装空气滤清器。空气必须排放到外面的空气中，不能用来回收。如盥洗室配备烘干室，排风量至少设置为总抽风量的20%。若靠近室外，则可通过自然通风管道将废气排放到外部大气中。

（4）娱乐场所。游戏厅、歌厅、餐厅、电玩厅、休闲厅等娱乐场所房间在船舶通风系统中一般使用低压系统。而在船员的食堂、休息室等房间使用的则是送风量与排风量相同的高压通风方式。

（5）厨房和烹调间。厨房设置了机械送风和排风系统，厨房应该与其他场所的通风系统隔离开，排风量要比送风量大。在送风管道和排风管道上应该设置一个风量调节闸，以达到空气流量的平衡。在烹调间炉子的顶部设置吸风罩，吸风罩的风管上应装有易于清洗的油污过滤器，风管管路根据规范要求设置防火风闸。厨房和烹调间的空气应该直接排放到外部大气中。

（6）配电室。配电室必须有良好的通风条件。进风口和排风口宜分别设在机房底部和顶部，并成对角线，保证了室内新鲜空气在各电机组间流动，防止易燃易爆气体的聚集，确保了船舶运行安全。

（7）照明室。照明室的通风系统应每小时至少换风10次，并设计为独立系统，不得与其他场所的通风系统相连。该通风系统应该按能排除重量大于空气或重量小于空气的气体的方式设计。若照明室空间面积小，可采用自然通风方式。若室内空间大，或室内设置一氧化碳灭火器，则需设计机械通风系统。

2.船舶通风系统优化策略

2.1优化思路

相对于原有的船舶自然通风系统设计方式，本文采用了更多的机械通风方式。除了通风系统自身，还应全面考量对其他通风系统的冲击。例如，增加一台大功率的风扇，会不会给供电带来麻烦？因延伸危险区域而对其他电气设施产生冲击等等。

2.2增设“循环冷却+新风”通风系统设计

因为海水的比热容非常大，远远大于海面空气的比热容，所以可以充分地运用这一特征，将船舶舱内的热量带走，从而可以在一定程度上减小舱室的进风量。同时，还可以在一定程度上节省能量，减小舱室中的通风管的尺寸，降低风速和噪声，从而创造出一个更好的室内环境。

首先，为了确保船舶通风系统正常运作，可以配备两套循环制冷通风系统，分别工作。一方面，能保证通风系统正常运转，最大程度地提升通风系统的使用效率。另一方面，两套设备同时使用，也可以保证整个船体的稳定性，确保船体内部的空气流通。大部分海域常年保持在20℃以下，而外部环境的气温波动较大，由于海水与外部气温的温差，可以利用热交换的方式，将船舶舱内的热量传递到外部，可以有效解决舱内热量问题。

其次，为保证船舶舱内的空气品质，通风系统的换气次数不得低于6次/h，以保证船员对清新空气的要求，将空气中的二氧化碳控制在一定范围内。

最后，为保证在没有外部新风进入的情况下，舱室内部的环境温度始终处于一个平衡的范围，在优化设计时，应尽量使用封闭的循环系统。借助“循环冷却+新风”相结合的方式，确保空调系统运行的安全性和可靠性的前提下，最大限度发挥通风系统的应用作用。

2.3增设辅助采暖系统

当前，不少船舶的采暖系统采取间歇式运行的方式，在许多场合下，暖通空调通风系统都是不工作的。因此，在不工作的时候将其关掉，可以极大地提高节能效果和利用效率。而且，由于区域的差异，所需的通风方式也存在差别。为提高船舶供热的效能与品质，可采用空调与散热器供热相结合的方式，满足船舶供热需求。在暖通空调系统设计时，采暖系统和辅助系统需要分开，分布在不同区域，不同位置。这样一来，就可以为船舶的各个地区供热。并且，该系统在运行时，只需要采用一个供暖系统就能够实现供暖，达到节能的效果。例如，使用散热器供暖，只需将其温度控制在5-10℃，其余的热量借助送风装置的帮助就可以提高温度。

2.4进一步提高能源使用效率

在高密度、高散热的船舶中，优化通风系统，针对该热交换机组的电力和装置，提出了要求。在系统运转时，持续向船舶输送冷气的新需求，采用受限换热技术，将剩余热量再输送至船舶其他区域，实现对冷气的二次使用，以提高船舶的整体能量使用效率，降低能耗。此外，还要提高对设备的使用效率，做好对设备的维修工作，避免过负荷运行，保证设备一直处于稳定地工作状态。因此，技术人员必须准确地掌握通风系统的各项参数及有关特性，才能更好地提升通风系统工作效能，延长其工作寿命。此外，通过强化通风系统设备内部的有关参数的控制，实现高效控制通风系统设备内温度、压力的同时，还可以利用有关的控制算法，动态调节通风系统的输出能力，进而实现通风系统设备利用效率的最大化。

3 结论

船舶通风系统优化设计是提升船舶舒适性的关键。在设计时，设计人员应注重不同室内通风系统布置的差异性，同时，在优化时，准确地掌握通风系统的各项参数及有关特性，以便做出更为合理的设计，从而提高船舶通风系统设计质量。

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