对船舶空调系统的仿真与建模

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1、2007年第1期制冷与空调97船舶空调系统的仿真与建模∗严浪涛任光蒋青（大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连116026）【摘要】为了解决船员培训中船用空调模拟器操作的问题，本文提出了船用空调的仿真模型，根据其数学模型利用simlink模块得出的仿真曲线为船用空调模拟器的设计提供了可靠的依据，实现了船舶空调动态运行工况的实时仿真。【关键词】船舶空调；动态仿真；数学建模SimulationandModelingofMarineAir-conditionYanLangtaoHeZhibin(MarineEng.College,DalianMaritimeUniv.116026

2、)【Abstract】Tosolvethetrainingproblemofmarineair-conditioninnavigationeducation,SimulationandModelingofMarineair-conditionisdiscussedinthistractate.UsingMathematicalmodelandSimlinkModule,Theemulationalcurveiselicited.WhichprovidecredibleproofforsimulatordesignofMarineair-condition,andmade

3、theReal-timeanddynamicsimulationcometrue.【Keywords】Marineair-condition;dynamicsimulation;Mathematicalmodelling.1引言我国船舶空调舱室的设计标准是：冬季室温为船用空调不仅能给船舶舱室创造了一个合适19～22℃；夏季室温为24～28℃；室内各处温差的人工气候，以便为船员、旅客提供一个合适的工不超过3～5℃；夏季室内外温差不超过6～10℃。作和生活环境，而且还保证了船舶机械的正常运（2）湿度行。因此及时掌握船舶空调的动态运行情况尤其重夏季空调采用冷却除湿法，室内湿度

4、一般控制要。随着现代船舶系统的日趋高性能化和结构复杂在40％～50％；冬季室内湿度以30％～40％为宜，化，出于安全保障和经济效益的考虑，需要船员及以便减少送风加湿量，并防止靠外界的舱壁结露。时和动态的掌握船舶空调的运行状态以及预测、诊（3）清新程度断潜在和存在的故障。船舶空调的动态仿真及其数所谓清新程度是指空气清洁（少含粉尘和有害学模型真实的反映了船用空调的运行工况，不但可气体）和新鲜（有足够含氧量）的程度，要使空气以作为培训船员的教学工具，而且还为船用空调的中二氧化碳、烟气等有害气体的浓度在允许的程度3设计提供了可靠的科学依据。一下，其新风量需达到30～50m/h·

5、人。（4）气流速度2船用空调的技术要求室内气流速度以0.15～0.20m/s为宜，最大不船舶空调主要用于满足人们对工作和生活环超过0.35m/s，否则人会感到不适。境舒适和卫生的要求。它与某些生产工艺和精密仪器等所要求的恒温恒湿空调不同，对温度和湿度等3船用空调的设计空气条件的要求并不十分严格，允许在稍大的范围船舶空调装置一般都是将空气经过集中处理内变动，属于舒适性空调。再分送到各个舱室，这样的空调装置称为中式或中船舶空调装置应能在规定的舱外空气设计参央空调器。数下，使室内空气条件满足以下要求。图1给出了船舶集中式空调装置的设计图。通（1）温度风机1由吸口吸入外界空气（

6、称为新风），同时也∗严浪涛，男，1979年出生，大连海事大学硕士研究生，研究方向：轮机自动化与控制。98制冷与空调2007年第1期从通走廊的吸口吸入一部分空气（称为回风），二式中，Q为内部热源引起的冷负荷包括照明in者混合后在中央空调器2经过过滤，然后冷却、除散热、人体热和各种用电设备（如计算机、打印机湿（或者加热、加湿），以达到一定的温度和湿度，等）散热。这些热量不外乎包括显热和潜热两部分，最后通过若干个并列的主风管，再经过各支风管送潜热部分作为瞬时冷负荷计算，显热部分由瞬时冷负荷和滞后冷负荷组成；Q为室外传入空调房间到各舱室的布风器，实现对舱室的送风。而在气候ex适

7、宜时，则可采用单纯通风（关闭回风口），使新的热量，因此，这一部分冷负荷是由太阳辐射热引起的冷负荷和临近舱室或者走廊传热引起的冷负风只经过滤器过滤后就送入各个舱室，以保持室内荷；Q为经过冷却处理后的空气所带入的能量。空气清新。而舱室中的空气则通过房门下部的格栅su6流入走廊，部分作为回风，其余排往舷外。新Qex=∑Qexi（4）排i=1式中：Q表示因舱室壁面吸收的太阳辐射T回风exirt热和临近舱室或走廊内空气传热引起的冷负荷：TrTrQexQexi=F×λ×(Tw−Tr)n+F×λ∆Ty（5）送风QsuTsuQin式中：F为壁面面积，λ为