3 000 t自航起重船空调系统设计浅析

刘 佳

（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）

0 引 言

随着海洋石油开采和矿产资源开发的日益升温，海洋作业工程船的市场需求越来越大。大型起重船工程船的船员配置和工作环境较为特殊，空调系统的设置同常规船舶相比有其特殊性。同时，由于IMO和相关海事组织制定的国际公约、规范的日益完善，国内造船水平和设备技术的不断提高，船东对船上空调系统的舒适性和经济性的要求也越来越高。

3 000 t自航起重船是一艘具有动力定位和锚泊定位功能的自航大型全回转起重船，航行于无限航区并可在无限航区作业。主要用于水下沉船、沉物的抢险救助打捞吊重，配有大抓力抓斗，能进行快速水下清障打捞。本船还能用于海上大件、模块、导管架的起重吊运及吊装。

本文以3 000 t自航起重船的空调系统为例，介绍了此类工程船的设计思路。

1 设计参数的确定

本船采用舒适性空调，旨在改善船员的居住条件，以提高其工作效率。

根据全船技术规格书规定，本船为无限航区航行和作业的起重工程船，船舶自持力为60天。全船共设240个床位，分两个居住区域，其中船员居住区有42人，施工人员居住区有198人。另设一间娱乐室，可增设八个临时床位。本船的居住区共设七层甲板，其中一层为驾驶/集中控制室，此外，还有两层船员起居甲板、三层施工人员起居甲板、以及一层直升机平台，并设有值机室、候机室等。表1为空调系统设计参数。

表1 本船空调系统设计参数

考虑到本船可能在中东地区海域航行、作业，鉴于该海域夏季的炎热气候，船东曾提出空调系统夏季舱外设计参数为干球温度45℃、相对湿度70%。无限航区常规设定与中东地区海域，尤其是红海、亚丁湾、波斯湾等属于全球最热海域，极端气候条件下，夏季室外温度超过45℃。不过按照自然统计规律，在最高气温出现的同时，不可能同时出现高相对湿度，因而表现出高温而干燥的气候特点。

我国标准 《船舶起居处所的空气调节与通风——设计参数和计算基准》（GB/T13409-92）中规定，无限航区船舶夏季舱外干球温度35℃、相对湿度70%，但另有如下注释“适用于无限航区船舶，对于有限航区船舶，可根据各航区具体决定。”

国际标准化组织颁布的《船舶起居处所的空气调节与通风——设计参数和计算基准》（ISO 7547），规定了该标准的适用范围是“除极端冷和极端热的气候之外”的气候条件。

针对本船，如果按照船东提出的设计参数配置空调设备，就会大大增加设备的初投资和维修保养费用，在未来的使用过程中还需要投入大量的人力物力管理维护设备。况且，本船除了中东海域，还有可能在世界其他海域和中国各海域作业，因此，若按照极端天气设定的室外参数就过高了。

兼顾船东的要求与船舶空调系统初投资和长期运营的经济性，故选用夏季舱外干球温度40℃、相对湿度70%这一较为合理的设计参数，详见表2。

表2 实际采用参数与船东要求参数之比较

2 空调方式

本船机舱监控室及艉部休息室、机舱变频器舱、主推电机变频器舱、健身房均采用独立式水冷柜式空调机（带制冷压缩机、直接蒸发式、环保制冷剂R404A），值机室、候机室采用分体风冷立柜式空调机，其余空调区域则采用单风管一次回风、定风量间接蒸发式集中中央空调，即通过风管系统将空气在间接式空调器内一次处理（热、湿、过滤等）后送至各被调舱室，以维持一定的舱室温（湿）度。夏季由冷水机组提供冷媒水，冬季则采用电加热方式，另以湿膜加湿器加湿。

由于本船结构紧凑、甲板层数多、船东有居住分区的要求，因此空调冷源采用了间接蒸发式系统，冷量通过冷媒水来进行分配和输送，有利于冷源集中设置和管理，并做到船员区域和施工人员区域空调系统互为备用，增加系统的可靠性。这种布置还有保证舱室层高、减少空调设备占用面积以及降低噪声等优点。

3 主要空调设备的配置

3.1 实施集中空调的区域

·全船生活住舱；

·驾驶室；

·各类会议室；

·各类餐厅；

·医务室及病房。

3.2 实施局部空调的区域

·机舱监控室及艉部休息室（独立式空调）；

·机舱变频器舱；

·洗衣室（局部定点空调送风）；

·厨房（局部定点空调送风）；

·艉部主推电机变压器舱（独立式空调）；

·值机室及候机室（风冷分体立柜式空调）。

中央空调冷源采用两套船用螺杆式冷水机组，中央淡水冷却。

中央空调热源采用电加热。

设冷媒水泵3台，其中2用1备，供中央空调冷/媒水循环用。

船员区域和施工人员区域空调设备配置如表3所示［1］。

表3 船员及施工人员区域空调设备配置

经过仔细核算和反复调整，制冷供水系统做到了制冷负荷船员区域和施工人员区域的基本平衡，使船员系统和施工人员系统配置设备相同，可以独立运行和控制。本船无施工人员居住的期间，可以关闭为其服务的整套空调制冷及供水系统，以实现环保节能。由于两个系统制冷负荷相近，因此可互为备用，提高了系统的可靠性。

4 结 论

本文以3 000 t自航起重船空调系统设计为例，介绍了空调外界环境参数的选取、制冷方式的选用和系统备用这三个在此类工程船舶设计中需要注意的问题，供业界同仁参考。

［1］中国船舶工业总公司编.船舶设计实用手册（轮机分册）.［M］.北京：国防工业出版社，1999.