一种客船雨降式空调系统及设计方法与流程

1.本发明属于船舶通风技术领域，特别涉及一种客船雨降式空调系统及设计方法。


背景技术：

2.对于客船的公共区域，为了保证空间中温度的均匀性，空调系统需设置大量的送风口和排/回风口，且它们需要尽量均匀布置，而设置这些送风口和排/回风口在天花上不利于内装的美观，因此一般客船的公共区域采用天花雨降设计。
3.雨降设计就是将空调的送风通过均匀布置的出风口送到天花顶部，然后均匀地从天花的各个缝当中流出，把天花作为一个送风格栅来送风，同样的，对于排/回风口也一样，通过天花的缝将空气吸入布置在天花顶部的排/回风口中。
4.在雨降设计中，空调的送风是把空气送到天花顶部，然后通过天花缝送到相应区域，因此需要设计雨降盒子，常规的雨降盒子设计，是设计多个较小的雨降盒子，虽然这样布置较简单，但公共区域的垂直及水平温差大，无法保证整个区域的制冷、制热效果。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种客船雨降式空调系统及设计方法，提升气流组织效果，减小公共区域的垂直及水平温差，从而保证整个区域的制冷、制热效果。
6.为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种客船雨降式空调系统，包括上层甲板、雨降式天花和两侧舱壁围成的通风区域，通风区域包括多个送风区域和多个回排风区域，在一个回排风区域内，该回排风区域靠近与其相邻的送风区域的一侧设有通风死区；在相邻两个送风区域的四周边界处设有边界结构，所述边界结构位于雨降式天花上方且垂直于雨降式天花，位于该两个送风区域内的上层甲板、雨降式天花和四周的边界结构围成一个送风雨降盒子；一个所述回排风区域由相邻的一个回风区域和一个排风区域组成，在一个回排风区域的四周边界处或者在一个回排风区域除通风死区外区域的四周边界处设有边界结构，所述边界结构位于雨降式天花上方且垂直于雨降式天花，位于该区域内的上层甲板、雨降式天花和四周的边界结构围成一个回排风雨降盒子，即通风死区位于回排风雨降盒子的内部或外部；在雨降式天花板上均布有多个通风间隙，通风死区内的通风间隙采用封堵型材封堵；所述边界结构与船体结构和甲板连接。
7.进一步的，所述通风死区的宽度大于1m。
8.进一步的，所述空调系统还包括空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管，所述空调回风风管和空调排风风管的末端均设有多个进风口，多个进风口在送排风雨降盒子内部均匀布置；所述空调送风风管的末端设有多个出风口，多个出风口在送风雨降盒子内部均与布置。
9.进一步的，所述送风雨降盒子和回排风雨降盒子的边界结构的结构相同，均包括两层金属骨架，两层金属骨架之间通过金属杆相互平行连接，在两个金属骨架的外侧面上
均覆盖有一层硬质岩棉层，所述硬质岩棉层固定于金属骨架上。
10.进一步的，两个所述金属骨架之间的间距为20mm。
11.进一步的，通过封堵型材对送风雨降盒子内的通风间隙封堵调节送风流速为1.2m/s-1.5m/s，通过封堵型材对回排风雨降盒子内的通风间隙进行封堵调节回风流速小于1.5m/s。
12.上述客船雨降式空调系统的设计方法，包括以下步骤：s1.客船公共区域空调系统设计；s2.雨降盒子、空调风机盘管和空调风管的布置设计；s3.雨降盒子封堵及其通风流速调整。
13.进一步的，所述步骤s1具体包括以下步骤：s11.根据船舶公共区域内的各功能区域进行空调服务区域划分，将每个空调服务区域划分为送风区域、回风区域和排风区域；s12.计算步骤s11中划分的每个区域的热负荷和风量；s13.根据步骤s12的计算结果确定空气处理机组和风机盘管的型号；s14.确定风管数量和风管规格，具体为根据总的风量和风速，可以得到总的需求通风截面积，然后根据空间允许的最大风管尺寸，得到风管数量。
14.进一步的，所述步骤s2具体包括以下步骤：s21.根据步骤s1划分的区域初步确定每个送风雨降盒子、回排风雨降盒子的边界位置，在所,回排风区域内划分通风死区的区域，位于所述通风死区内的天花与其下方船舶公共区域不连通；s22.将空调风机盘管布置于雨降式天花上端面上，位于回风区域内，且与回风区域和送风区域的交界相邻设置，同时确保空调风机盘管的出口不被阻挡；s23.规划风管主通道，根据风管主通道的布置，在风管主通道内布置空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管，确保空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管不与位于雨降式天花顶端面上的管路和电缆相互干涉，且空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管的末端分别在送风雨降盒子和回排风雨降盒子内分布均匀，空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管的末端流量分布均匀。
15.进一步的，所述步骤s3具体包括以下步骤：s31. 确定送风雨降盒子和回排风雨降盒子内通风间隙的封堵区域，送风雨降盒子内的封堵区域包括以位于送风雨降盒子内的烟雾火警传感器为圆心、半径为0.5m的圆形区域内的通风间隙，同时送风雨降盒子内的所有封堵区域须保证送风风速在1.2-1.5m/s，回排风雨降盒子内的封堵区域包括以位于送风雨降盒子内的烟雾火警传感器为圆心、半径为0.5m的圆形区域内的通风间隙，同时回排风雨降盒子内的所有封堵区域须保证送风风速小于1.5m/s；s32.确定送风雨降盒子和回排风雨降盒子的封堵形式进行封堵，所述封堵形式为用型材封堵通风间隙，或者为用岩棉覆盖在通风间隙的上部，并用铝箔胶带固定；s33.校核封堵后雨降盒子的通风流速是否满足要求，如果是，则进行步骤s34和步骤s35；如果否，则调整对应雨降盒子的边界位置或封堵区域，直至雨降盒子的流速满足要求，并结合船体结构以及位于雨降盒子内非空调系统的部件，调整对应雨降盒子的边界位
置，以确保有足够的空间安装该雨降盒子和有结构用于固定该雨降盒子的边界结构，最终确定雨降盒子边界位置和初步确定封堵设计，所述封堵设计包括封堵区域和封堵形式；s34.根据风量均匀原则，优化封堵方案，即根据确定的需要封堵的通风间隙的面积，优化需要封堵的天花缝的分布。
16.本发明的客船雨降式空调送回排风系统，根据空调系统的设计，将整个通风区域将被划分为若干个送风区、回风区和排风区，打破传统的一个送、回排风区域内设置多个较小的雨降盒子的设计，将其中相邻的送风区域合并为一个大送风雨降盒子，相邻的回风区和排风区合并为一个大回排风大雨降盒子；送风雨降盒子和回排风雨降盒子之间需要保持至少1米的通风间隙采用封堵型材封堵的死区，死区设置在回风区域，这样可以尽量大的保证送风区域的覆盖面积，提高空调的均匀性；为了保证空调制冷制热效果，同时防止气流流速过大造成不舒适的感觉，通过采用封堵型材对天花的通风间隙或孔进行封堵对送、回风流速进行控制。
17.本发明的客船雨降式空调送回排风系统，以进一步提升气流组织的效果，减小公共区域的垂直及水平温差，从而保证整个区域的制冷、制热效果。
附图说明
18.图1是本发明所述的客船雨降式空调系统的区域划分结构示意图；图2是本发明实施例1所述的客船雨降式空调系统的结构示意图；图3是本发明实施例2所述的客船雨降式空调系统的结构示意图；图4是本发明所述的边界结构的主视图；图5是本发明所述的边界结构的侧视图；图6是本发明所述的雨降式天花的结构示意图；图7是本发明所述的送风风管在送风雨降盒子内部的示意图。
19.其中，1-上层甲板，2-雨降式天花，31-送风区域，32-通风死区，33-回风区域，34-排风区域，4-边界结构，5-送风雨降盒子，6-回排风雨降盒子，7-空调风机盘管，8-角钢支架，9-船体结构梁，10-空调送风风管，21-通风间隙，41-金属骨架，42-金属杆，43-硬质岩棉层层，44-碰钉。
具体实施方式
20.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
21.实施例1如图1、图2和图4-图6所示，一种客船雨降式空调系统，包括上层甲板1、雨降式天花2、空调送风风管10、空调回风风管、空调排风风管和两侧舱壁围成的通风区域，通风区域包括多个送风区域31和多个回排风区域，在一个回排风区域内，该回排风区域靠近与其相邻的送风区域31的一侧设有通风死区32；在相邻两个送风区域31的四周边界处设有边界结构4，所述边界结构4位于雨降式天花2上方且垂直于雨降式天花2，位于该两个送风区域31内的上层甲板1、雨降式天花2和四周的边界结构4围成一个送风雨降盒子5；一个所述回排风区域由相邻的一个回风区域33和一个排风区域34组成，在一个回排风区域除通风死区32外区域的四周边界处设有边界结构4，所述边界结构4位于雨降式天花2上方且垂直于雨降
式天花2，位于该区域内的上层甲板1、雨降式天花2和四周的边界结构4围成一个回排风雨降盒子6，回排风雨降盒子6完全覆盖该回排风区域内除通风死区32外的区域，即通风死区32位于回排风雨降盒子6的外部；在雨降式天花板2上均布有多个通风间隙21，通风死区32内的通风间隙21采用封堵型材封堵，通风死区32的宽度大于1m；所述边界结构4通过角钢支架8与上层甲板连接和与船体结构梁9连接；所述空调回风风管和空调排风风管的末端均设有多个进风口，多个进风口在回排风雨降盒子6内部均匀布置；所述空调送风风管的末端设有多个出风口，多个出风口在送风雨降盒子5内部均与布置；通过封堵型材对送风雨降盒子5内的通风间隙21封堵调节送风流速为1.2m/s-1.5m/s，通过封堵型材对回排风雨降盒子6内的通风间隙21进行封堵调节回风流速小于1.5m/s。
22.所述送风雨降盒子5和回排风雨降盒子6的边界结构4的结构相同，均包括两层金属骨架41，两层金属骨架41之间通过金属杆42相互平行连接，两个金属骨架之间的间距为20mm；在两个金属骨架41的外侧面上均覆盖有一层硬质岩棉层43，所述硬质岩棉层43通过碰钉44固定于金属骨架41上。
23.实施例2如图1、图3和图4-图6所示，本实施例中，在一个回排风区域的四周边界处设有边界结构4，所述边界结构4位于雨降式天花2上方且垂直于雨降式天花2，位于该区域内的上层甲板1、雨降式天花2和四周的边界结构4围成一个回排风雨降盒子6，回排风雨降盒子6完全覆盖该回排风区域，通风死区32位于回排风雨降盒子6的内部靠近送风区域31的一侧；其余结构与实施例1相同。
24.实施例1和实施例2所述的客船雨降式空调系统的设计方法，包括以下步骤：s1.客船公共区域空调系统设计；s2.雨降盒子、空调风机盘管和空调风管的布置设计；s3.雨降盒子封堵及其通风流速调整。
25.所述步骤s1具体包括以下步骤：s11.根据船舶公共区域内的各功能区域进行空调服务区域划分，将每个空调服务区域划分为送风区域、回风区域和排风区域；s12.计算步骤s11中划分的每个区域的热负荷和风量；s13.根据步骤s12的计算结果确定空气处理机组和风机盘管的型号；s14.确定风管数量和风管规格，具体为根据总的风量和风速，可以得到总的需求通风截面积，然后根据空间允许的最大风管尺寸，得到风管数量。
26.所述步骤s2具体包括以下步骤：s21.根据步骤s1划分的区域初步确定每个送风雨降盒子、回排风雨降盒子的边界位置，在所,回排风区域内划分通风死区的区域，位于所述通风死区内的天花与其下方船舶公共区域不连通；s22.将空调风机盘管7布置于雨降式天花上端面上，位于回风区域内，且与回风区域和送风区域的交界相邻设置，同时确保空调风机盘管7的出口不被阻挡；s23.规划风管主通道，根据风管主通道的布置，在风管主通道内布置空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管，确保空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管不与位于雨降式天花顶端面上的管路和电缆相互干涉，且空调送风风管、空调回风风管和空调
排风风管的末端分别在送风雨降盒子和回排风雨降盒子内分布均匀，空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管的末端流量分布均匀。
27.所述步骤s3具体包括以下步骤：s31. 确定送风雨降盒子和回排风雨降盒子内通风间隙的封堵区域，送风雨降盒子内的封堵区域为以位于送风雨降盒子内的烟雾火警传感器为圆心、半径为0.5m的圆形区域内的通风间隙和为保证送风雨降盒子的送风风速在1.2-1.5m/s内同时对对应区域内的雨降式天花其他部分的通风间隙封堵的区域，回排风雨降盒子内的封堵区域包括以位于送风雨降盒子内的烟雾火警传感器为圆心、半径为0.5m的圆形区域内的通风间隙和为保证回排风雨降盒子的回风风速小于1.5m/s同时对对应区域内的其他部分的通风间隙封堵的区域；s32.确定送风雨降盒子和回排风雨降盒子的封堵形式进行封堵，所述封堵形式为用型材封堵通风间隙，或者为用岩棉覆盖在通风间隙的上部，并用铝箔胶带固定；s33.校核封堵后雨降盒子的通风流速是否满足要求，如果是，则进行步骤s34和步骤s35；如果否，则调整对应雨降盒子的边界位置或封堵区域，直至雨降盒子的流速满足要求，并结合船体结构以及位于雨降盒子内非空调系统的部件，调整对应雨降盒子的边界位置，以确保有足够的空间安装该雨降盒子和有结构用于固定该雨降盒子的边界结构，最终确定雨降盒子边界位置和初步确定封堵设计，所述封堵设计包括封堵区域和封堵形式；s34.根据风量均匀原则，优化封堵方案，即根据确定的需要封堵的通风间隙的面积，优化需要封堵的天花缝的分布。
28.如图7所示的为空调送风风管在送风雨降盒子内部，空调回风风管和空调排风风管在回排风雨降盒子内部的分布与空调回风风管在送风雨降盒子内部的分布方式相同。
29.所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种客船雨降式空调系统，其特征在于，包括上层甲板、雨降式天花和两侧舱壁围成的通风区域，通风区域包括多个送风区域和多个回排风区域，在一个回排风区域内，该回排风区域靠近与其相邻的送风区域的一侧设有通风死区；在相邻两个送风区域的四周边界处设有边界结构，所述边界结构位于雨降式天花上方且垂直于雨降式天花，位于该两个送风区域内的上层甲板、雨降式天花和四周的边界结构围成一个送风雨降盒子；一个所述回排风区域由相邻的一个回风区域和一个排风区域组成，在一个回排风区域的四周边界处或者在一个回排风区域除通风死区外区域的四周边界处设有边界结构，所述边界结构位于雨降式天花上方且垂直于雨降式天花，位于该区域内的上层甲板、雨降式天花和四周的边界结构围成一个回排风雨降盒子，即通风死区位于回排风雨降盒子的内部或外部；在雨降式天花板上均布有多个通风间隙，通风死区内的通风间隙采用封堵型材封堵；所述边界结构与船体结构和甲板连接。2.根据权利要求1所述的一种客船雨降式空调系统，其特征在于，所述通风死区的宽度大于1m。3.根据权利要求1所述的一种客船雨降式空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管，所述空调回风风管和空调排风风管的末端均设有多个进风口，多个进风口在送排风雨降盒子内部均匀布置；所述空调送风风管的末端设有多个出风口，多个出风口在送风雨降盒子内部均与布置。4.根据权利要求1所述的一种客船雨降式空调系统，其特征在于，所述送风雨降盒子和回排风雨降盒子的边界结构的结构相同，均包括两层金属骨架，两层金属骨架之间通过金属杆相互平行连接，在两个金属骨架的外侧面上均覆盖有一层硬质岩棉层，所述硬质岩棉层固定于金属骨架上。5.根据权利要求4所述的一种客船雨降式空调系统，其特征在于，两个所述金属骨架之间的间距为20mm。6.根据权利要求1所述的一种客船雨降式空调系统，其特征在于，通过封堵型材对送风雨降盒子内的通风间隙封堵调节送风流速为1.2m/s-1.5m/s，通过封堵型材对回排风雨降盒子内的通风间隙进行封堵调节回风流速小于1.5m/s。7.上述任一项所述的客船雨降式空调系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.客船公共区域空调系统设计；s2.雨降盒子、空调风机盘管和空调风管的布置设计；s3.雨降盒子封堵及其通风流速调整。8.根据权利要求7所述的客船雨降式空调系统的设计方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步骤：s11.根据船舶公共区域内的各功能区域进行空调服务区域划分，将每个空调服务区域划分为送风区域、回风区域和排风区域；s12.计算步骤s11中划分的每个区域的热负荷和风量；s13.根据步骤s12的计算结果确定空气处理机组和风机盘管的型号；s14.确定风管数量和风管规格，具体为根据总的风量和风速，可以得到总的需求通风截面积，然后根据空间允许的最大风管尺寸，得到风管数量。9.根据权利要求7所述的客船雨降式空调系统的设计方法，其特征在于，所述步骤s2具
体包括以下步骤：s21.根据步骤s1划分的区域初步确定每个送风雨降盒子、回排风雨降盒子的边界位置，在所述回排风区域内划分通风死区的区域，位于所述通风死区内的天花与其下方船舶公共区域不连通；s22.将空调风机盘管布置于雨降式天花上端面上，位于回风区域内，且与回风区域和送风区域的交界相邻设置，同时确保空调风机盘管的出口不被阻挡；s23.规划风管主通道，根据风管主通道的布置，在风管主通道内布置空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管，确保空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管不与位于雨降式天花顶端面上的管路和电缆相互干涉，且空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管的末端分别在送风雨降盒子和回排风雨降盒子内分布均匀，空调送风风管、空调回风风管和空调排风风管的末端流量分布均匀。10.根据权利要求7所述的客船雨降式空调系统的设计方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括以下步骤：s31.确定送风雨降盒子和回排风雨降盒子内通风间隙的封堵区域，送风雨降盒子内的封堵区域包括以位于送风雨降盒子内的烟雾火警传感器为圆心、半径为0.5m的圆形区域内的通风间隙，同时送风雨降盒子内的所有封堵区域须保证送风风速在1.2-1.5m/s，回排风雨降盒子内的封堵区域包括以位于送风雨降盒子内的烟雾火警传感器为圆心、半径为0.5m的圆形区域内的通风间隙，同时回排风雨降盒子内的所有封堵区域须保证送风风速在1.2-1.5m/s；s32.确定送风雨降盒子和回排风雨降盒子的封堵形式进行封堵，所述封堵形式为用型材封堵通风间隙，或者为用岩棉覆盖在通风间隙的上部，并用铝箔胶带固定；s33.校核封堵后雨降盒子的通风流速是否满足要求，如果是，则进行步骤s34和步骤s35；如果否，则调整对应雨降盒子的边界位置或封堵区域，直至雨降盒子的流速满足要求，并结合船体结构以及位于雨降盒子内非空调系统的部件，调整对应雨降盒子的边界位置，以确保有足够的空间安装该雨降盒子和有结构用于固定该雨降盒子的边界结构，最终确定雨降盒子边界位置和初步确定封堵设计，所述封堵设计包括封堵区域和封堵形式；s34.根据风量均匀原则，优化封堵方案，即根据确定的需要封堵的通风间隙的面积，优化需要封堵的天花缝的分布。

技术总结
本发明提供了一种客船雨降式空调送回排风系统及设计方法，包括上层甲板、雨降式天花和两侧舱壁围成的通风区域，通风区域包括多个送风区域和多个回排风区域，在一个回排风区域内，该回排风区域靠近与其相邻的送风区域的一侧设有通风死区；在相邻两个送风区域的四周边界处设有边界结构，位于该两个送风区域内的上层甲板、雨降式天花和四周的边界结构围成一个送风雨降盒子；在一个回排风区域的四周边界处或者在一个回排风区域除通风死区外区域的四周边界处设有边界结构，位于该区域内的上层甲板、雨降式天花和四周的边界结构围成一个回排风雨降盒子。采用本发明的客船雨降式空调系统提升了气流组织效果，减小了公共区域的垂直及水平温差。水平温差。水平温差。


技术研发人员：葛冀欢 李倩 魏冬亮 王振宇 朱雨林
受保护的技术使用者：招商局金陵船舶（江苏）有限公司
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/4/20