基于PLC的船舶空調(diào)系統(tǒng)

史鴻嶼 ，張繼偉

（1.渤海造船廠集團(tuán)有限公司電裝分廠，遼寧葫蘆島 125005；2.渤海造船廠集團(tuán)有限公司船體分廠，遼寧葫蘆島 125005）

0 引言

船舶空調(diào)系統(tǒng)是船舶上常用電氣系統(tǒng)，它的主要功能一方面是保證船員和旅客在所居住的地方在溫度、濕度、氣流等方面能夠滿足生活和工作要求；另一方面，由于船舶在航行期間所處的環(huán)境非常復(fù)雜多變，各種設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量熱量、汽體、粉塵，空調(diào)系統(tǒng)可以將這些有害物質(zhì)處理掉。

1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的組成

船舶空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)需要一般有以下幾個(gè)組成部分，其示意圖如圖1所示。

1）空氣調(diào)節(jié)器

空氣調(diào)節(jié)器的主要目的是將空氣進(jìn)行過濾，對(duì)空氣進(jìn)行溫度、濕度進(jìn)行處理，使空氣狀態(tài)達(dá)到要求。它主要由空氣過濾器、消音除塵室、擋水板、濕度控制器、溫度控制器、冷確器、壓力計(jì)等構(gòu)成。

2）制冷單元

制冷裝置主要是對(duì)空氣進(jìn)行冷卻的低溫裝置，一般采用壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。空調(diào)設(shè)備的空氣冷卻系統(tǒng)和船舶制冷系統(tǒng)大體相同。圖1所示系統(tǒng)為直接制冷式空調(diào)系統(tǒng)，具有一定壓力的制冷劑由貯液器出來先進(jìn)入過冷器13，在過冷器中進(jìn)一步受到冷卻，以提高制冷效率。然后經(jīng)電磁閥14進(jìn)入熱力膨脹閥15進(jìn)行節(jié)流、降壓，再進(jìn)入冷卻器3的盤管中，在管內(nèi)蒸發(fā)汽化、吸熱后再進(jìn)入過冷器13冷卻，然后送回至壓縮機(jī)。

3）排風(fēng)單元

排風(fēng)單元主要由風(fēng)機(jī)構(gòu)成，風(fēng)機(jī)具備足夠大的功率和轉(zhuǎn)速，以保證在適當(dāng)?shù)目臻g內(nèi)進(jìn)行排風(fēng)。

4）加熱單元

加熱單元主要由銅質(zhì)加熱管構(gòu)成，加熱介質(zhì)為蒸汽，該設(shè)備上帶有防結(jié)霜恒溫器，防止加熱后，由于外部分溫度低，損壞加熱管。在冬季時(shí)，室外空氣溫度很低，由通風(fēng)機(jī)吸入經(jīng)濾塵后的空氣，必須經(jīng)加熱器6進(jìn)行加熱處理。為提高交換熱量，加熱器盤管外表面具有散熱片。一般來講，加熱后空氣溫度在40℃左右，40℃左右的熱風(fēng)送至房間，即可維持房間溫度在18℃～21℃的合適范圍。空氣加熱一般利用蒸汽（鍋爐蒸汽）加熱

2 PLC控制的船舶空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

3 船舶空調(diào)系統(tǒng)電路

圖3為壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的主控電路。壓縮機(jī)主電路由電源隔離開關(guān) 60Q5、自動(dòng)空氣斷路器60Q2（帶短路保護(hù)裝置、過載保護(hù)裝置）、控制壓縮機(jī)接觸器110K5主觸點(diǎn)組成。

風(fēng)機(jī)主電路由電源隔離開關(guān)50Q2、自動(dòng)空氣斷路器70Q2（帶短路保護(hù)裝置、過載保護(hù)裝置）、控制風(fēng)機(jī)接觸器201K5主觸點(diǎn)組成。

控制電源電路開關(guān) 50F4.1、50F4.2、變壓器50T4、電源指示燈50H5、24 V降壓/整流器組成。空氣，也可采用熱水（冷卻水）加熱空氣，或電加熱器加熱冷空氣。

5）加濕單元

采用蒸汽噴嘴，將水蒸汽向外噴射。冬季的空氣比較干燥，經(jīng)過加熱以后，更干燥，因此必須經(jīng)采用加濕器5往空氣中噴一定蒸汽以增加空氣中濕度。此外也采用噴水加濕，或采用電加熱水成蒸汽來加濕空氣的方法。控制電路電路通過風(fēng)機(jī)電源隔離開關(guān)50Q2供電。

注：1-濾塵器；2-通風(fēng)機(jī)；3-冷卻器；4-除水器；5-噴濕器；6-加熱器；7-溫度計(jì)；8-誘導(dǎo)器；9-溫度調(diào)節(jié)器；10-阻汽器；11-凝水濾器；12-視流器；13-過冷器；14-電磁閥；15-熱力膨脹閥；16-手動(dòng)膨脹閥。

4 PLC輸入電路及輸出電路

輸入電路由壓縮機(jī)合閘信號(hào)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行輸入信號(hào)、壓縮機(jī)運(yùn)行輸入信號(hào)、低水壓輸入信號(hào)、冰凍開關(guān)信號(hào)。輸出電路由控制壓縮機(jī)信號(hào)、壓縮機(jī)負(fù)載控制閥信號(hào)、控制風(fēng)機(jī)信號(hào)、控制加濕電磁閥信號(hào)、壓縮機(jī)報(bào)警信號(hào)、AHU單元報(bào)警燈信號(hào)。

5 結(jié)束語

船舶各艙室的空氣狀況由它所處的工作環(huán)境決定的，不同的工作環(huán)境，對(duì)艙室的工作環(huán)境要求是不一樣的，這就要求空調(diào)控制系統(tǒng)能夠智能化，滿足各方面的要求。利用PLC控制的船舶空調(diào)系統(tǒng)響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參與文獻(xiàn):

[1]MARINE ENVIRONMENT PROTECTION COMMITTEE.Report of the marine environment protection committee on its fifty-ninth session [R].London：IMO,2009.

[2]王乃義.船舶空調(diào)原理與設(shè)備[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2010.

[3]黃翔.空調(diào)工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[4]江億.溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)[M].北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版,2006.

[5]卜鋒斌.船舶空調(diào)系統(tǒng)方案研究[J].機(jī)電設(shè)備，2013.