一种船舶通风系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及船舶建造相关技术领域，尤其涉及一种船舶通风系统及其控制方法。

背景技术

在船舶航运过程中，一艘货船会在不同地区的码头靠岸进行装货和卸货作业，不同地区人员的接触便可能导致船内人员出现传染性疫情感染的情况。

船舶在海上航行的过程中，不仅无法通过搭建临时设施，而且海上环境变幻莫测，为了保护人员安全，整个船舶还需要维持正常的航行状态。现有船舶通风系统主要通过调节进风口和抽风口定向气流流量大小，在不同船舶舱室之间形成压差，利用各舱室之间的压力梯度，控制气流的定向流动，然而，随着船舶舱室物理分区的增多，需要控制的风机数量相应增多，进而增加了通风系统的复杂性。

因此，如何提供一种船舶通风系统及其控制方法，其能够兼顾货船的实际使用工况，满足不同活动区域作业人员的隔离需求，成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种船舶通风系统及其控制方法，其能够兼顾货船的实际使用工况，满足不同活动区域作业人员的隔离需求。

第一方面，本申请提供一种船舶通风系统，该系统安装于划分了污染区、半污染区和常规区的船舱内，具体包括污染区、半污染区和常规区，以及设置在所述污染区、半污染区和常规区内的排风系统、送风系统和压差监控系统，所述压差监控系统与所述排风系统和送风系统通信连接，用于控制所述污染区、半污染区和常规区之间的空气压力梯度保持在预设的范围内。

在一种可能的实施方式中，所述污染区、半污染区和常规区之间通过走廊区相互贯通，所述走廊区包括多个缓冲间，多个所述缓冲间将所述走廊区划分为常规走廊和半污染走廊，每个所述缓冲间的两端设有用于人员进出的气密门。

在一种可能的实施方式中，所述污染区和半污染区均设置在船舶的两端，所述常规区设置在两个所述半污染区之间的船舯位置；所述污染区和半污染区的舱室均设有连通所述半污染走廊的隔离门，所述常规区的舱室设有连通所述缓冲间的隔离门。

在一种可能的实施方式中，所述排风系统包括排风机、排风主管、排风支管和抽风口，所述排风机设置在所述排风主管上，用于驱动所述抽风口将所述污染区、半污染区、常规区和走廊区内的空气排出通至船舶外，所述抽风口包括设置在所述排风主管上的抽风格栅和设置在排风支管端部的抽风头。

在一种可能的实施方式中，所述排风系统包括第一排风系统和第二排风系统，所述第一排风系统与所述污染区连通，所述第二排风系统与所述半污染区、常规区和走廊区连通。

在一种可能的实施方式中，所述排风系统还包括第一调节阀，所述第一调节阀设置在所述排风支管靠近所述排风主管的一端，以控制所述排风支管的排风量。

在一种可能的实施方式中，所述送风系统包括空调器、送风主管、送风支管及送风口，所述送风支管的两端分别与所述送风主管和送风口连通，所述空调器驱动新风进入所述送风主管和送风支管，通过所述送风口送入至所述污染区、半污染区、常规区和走廊区。

在一种可能的实施方式中，所述送风口包括布风器和送风头，所述布风器用于将新风分别送入至所述污染区、半污染区和常规区，所述送风头用于将新风送入至所述走廊区，所述送风支管靠近所述送风主管的一端设有第二调节阀，所述第二调节阀用于控制所述走廊区的送风量。

在一种可能的实施方式中，所述常规走廊、缓冲间、半污染走廊、污染区的空气压力值依次递减，且压力差不低于5pa。

在一种可能的实施方式中，所述压差监控系统包括压差传感器和控制装置，所述压差传感器用于检测所述污染区与半污染走廊、半污染走廊与缓冲间、缓冲间与常规走廊之间的压力梯度值，所述控制装置用于控制所述排风机以使所述压力梯度值保持在预设的阈值范围内。

第二方面，本申请还提供一种船舶通风系统控制方法，包括采用上述任意一种实施方式所述的船舶通风系统，还包括常规模式和疫情模式；

在所述常规模式下，所述污染区、半污染区和常规区之间的空气相互连通，通过常规排风管道和回风管道排出至船舶外部；

在所述疫情模式下，所述污染区、半污染区和常规区内的空气通过设置在所述污染区、半污染区和常规区内的排风系统排出至船舶外部；

其中，所述排风系统与所述常规排风管道和所述回风管道相互连接，并在其连接处在靠近所述排风系统的一端设有第一阀门，以及在靠近所述常规排风管道和所述回风管道的一端设有第二阀门，所述第二阀门与所述压差控制系统通信连接，所述压差控制系统控制所述第二阀门的开关状态以控制船舶通风系统在所述疫情模式与所述常规模式之间切换。

与现有技术相比，本申请的有益效果至少如下：

本申请提供了一种船舶通风系统及其控制方法，该通风系统包括污染区、半污染区和常规区，以及设置在污染区、半污染区和常规区内的排风系统、送风系统和压差监控系统。利用压差监控系统与排风系统和送风系统通信连接，控制污染区、半污染区和常规区排风量和新风送风量，使控制污染区、半污染区和常规区之间的空气压力梯度保持在预设的范围内，使空气在有不同的压力梯度下能够保持定向流动，进而保证船舶在不同的实际使用工况下，满足不同活动区域作业人员的隔离需求，同时也简化了通风系统的复杂性，提高了运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种船舶分区示意图。

图2为根据本申请实施例示出的一种排风系统示意图。

图3为根据本申请实施例示出的一种第一排风系统的排风流向示意图。

图4为根据本申请实施例示出的一种第二排风系统的排风流向示意图。

图5为根据本申请实施例示出的一种常规模式下的排风流向示意图。

图6为根据本申请实施例示出的一种送风系统示意图。

图7为根据本申请实施例示出的一种压差监控系统示意图。

图示说明：

110污染区；120半污染区；130常规区；140走廊区；141缓冲间；142半污染走廊；143常规走廊；210排风机；220排风主管；230排风支管；240抽风口；241抽风格栅；242抽风头；250常规排风管道；260回风管道；310送风主管；320送风支管；330送风口；331布风器；332送风头；340消音器；410压差传感器；411第一压差传感器；412第二压差传感器；413第三压差传感器；420控制装置。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

根据本申请的一个方面，提供了一种船舶通风系统。参见图1～图4，包括污染区110、半污染区120和常规区130三个分区，污染区110用于收治疫情感染的重症患者，或在船舶靠岸后作为接触和检查港口人员的第一“哨站”；半污染区120则用于疫情感染轻症患者或港口人员工作时的临时休息处所，常规区130则用于正常货物装卸作业的区域。在污染区110、半污染区120和常规区130内设有排风系统、送风系统和压差监控系统，排风系统和送风系统用于控制污染区110、半污染区120和常规区130内空气的更新循环，压差监控系统则与排风系统和送风系统通信连接，用于控制污染区110、半污染区120和常规区130之间的空气压力保持在预设梯度范围内。

较佳地，污染区110、半污染区120和常规区130之间通过钢质板相间隔，相邻钢质板之间的缝隙通过焊接密封，以增加没每个分区的独立气密性，避免内部气体通过木质的围墙溢散造成压力失衡。

在一种实施方式中，污染区110、半污染区120和常规区130之间通过走廊区140相互贯通，走廊区140包括多个缓冲间141，多个缓冲间141将走廊区140划分为常规走廊143和半污染走廊142，每个缓冲间141的两端设有用于人员进出的气密门。

较佳地，设置在每个缓冲间141两端的气密门上均设有互锁开关，以确保同一缓冲间141的两个气密门不会同时开启，进而保障半污染走廊142内带有病毒的气体不会溢散进入常规走廊143。

较佳地，污染区110和半污染区120均设置在船舶的两端，常规区130设置在两个半污染区120之间的船舯位置，以便于正常的货物装卸作业；污染区110和半污染区120的舱室均设有连通半污染走廊142的隔离门，常规区130的舱室设有连通缓冲间141的隔离门。

在一种实施方式中，参见图2，排风系统包括排风机210、排风主管220、排风支管230和抽风口240，排风机210设置在排风主管220上，用于驱动抽风口240，将污染区110、半污染区120、常规区130和走廊区140内的空气排出通至船舶外，抽风口240包括设置在排风主管220上的抽风格栅241和设置在排风支管230端部的抽风头242。

排风系统包括相互独立的第一排风系统和第二排风系统。参见图3，第一排风系统与污染区110连通，单独控制污染区110内空气的排出。污染区110内设有独立的病室、药品室和卫生间，排风主管220设置在病室内，通过抽风格栅241将病室内部的空气抽出，排风支管230的一端与排风主管220连通，相对的另一端则延伸进入药品室和卫生间内，通过抽风头242将药品室和卫生间内的空气抽出。第一排风系统下污染区110内空气的流出方向与图3中箭头的方向相一致。

参见图1和图4，第二排风系统与半污染区120、常规区130和走廊区140连通，用于控制半污染区120、常规区130和走廊区140内空气的排出。第二排风系统设有两个独立的排风机210，分别设置在走廊区140相对的两端的排风主管220上，而排风主管220设置在船舶两端的半污染走廊142和船舶中间的常规区130，也就是说，半污染走廊142和常规区130的空气通过排风主管220的抽风格栅241抽出，半污染区120的空气则通过自排风主管220引出的排风支管230排出。设置在半污染区120的排风支管230的一端与排风主管220连通，另一端延伸至半污染区的各舱室的卫生间内，在第二排风系统的排风机210运行时，排风支管230会将卫生间内的空气抽出，使半污染区120的卫生间相对于半污染区的舱室之间形成负压，进而使半污染区120内的空气会自动向各舱室的卫生间流动，进而将半污染区120内的空气持续排出。第二排风系统下半污染区120、常规区130和走廊区140内空气的流出方向与图4中箭头的方向相一致。

较佳地，参见图6，该船舶通风系统还包括常规排风管道250和回风管道260。延伸进入半污染区120卫生间内的排风支管230还与船舶常规排风管道250相连通，常规模式下半污染区120内的空气随常规排风管道250排出，常规排风管道250在靠近抽风头242的一端设有止回风阀，其能够避免第二排风系统工作时对常规排风管道250的造成串通干扰；同时，在常规排风管道250远离抽风头242的一端还设有电动气密风阀，该电动气密风闸会在疫情模式下关闭，以避免产生反抽半污染区120内空气的现象。

较佳地，第二排风系统贯穿常规区130的排风主管220还与船舶的回风管道260相连通，回风管道260为常规模式下船舶的排风系统，常规区130内的空气随回风管道260排出。在排风主管220和回风管道260的连接处设有矩形的电动气密风阀，疫情模式下，关闭矩形电动气密风阀，可以阻止疫情模式下的气流与常规气流混合。在常规区130的排风主管220的两端还设有矩形止回风阀，确保在疫情模式下能顺利将常规区130内的空气抽走，且避免在常规模式下将走廊区140的空气通过排风主管220风管进入回风道。

在一种实施方式中，第二排风系统还包括第一调节阀，第一调节阀设置在排风支管230靠近抽风口240的一端，以控制排风支管230的排风量的大小。第一调节阀优选为圆形电动风量调节阀，其能够远程控制开度，进而控制排风支管230的排风量的大小，提高人员操作的便捷性，同时还能避免健康人员在半污染区120域内穿行，提高了工作人员的安全性。

较佳地，第二排风系统的排风主管220和外界的连接端还设有电动气密风阀和带有过滤器的风雨盖百叶窗，设置电动气密风阀目的是当外部空间有危险气体泄漏时，人员能在内部关闭排风系统，而带有过滤器的风雨盖百叶窗则能确保排放到污染病室外的空气已经去除了污染物。

在一种实施方式中，每个缓冲间141内均设有自排风主管220延伸进入的排风支管230，且在对应的两个气密门的开口处，各设有抽风头242或抽风格栅241，以避免半污染走廊142内的空气在气密门开启的瞬间进入至常规区130，同时也能够在缓冲间141和半污染走廊142之间形成压力梯度。

较佳地，在延伸进入缓冲间141的排风支管230上同样设有止回风阀，以防止半污染走廊142中的排风主管220在气压失效时，通过排风主管220“倒灌”进缓冲间141，使得缓冲间141的压力无法恢复。

需要说明的是，排风系统的排风量根据换气次数乘以舱室体积得出，例如，在本实施例中，根据船舶规范要求将半污染区120和半污染走廊142的换气次数设定为10次、缓冲走廊设定为8次，常规区130设定为12次。

在一种实施方式中，参见图1和图6，送风系统包括空调器、送风主管310、送风支管320及送风口330，送风支管320的两端分别与送风主管310和送风口330连通，空调器驱动新风进入送风主管310和送风支管320，通过送风口330送入至污染区110、半污染区120、常规区130和走廊区140。送风系统下新风的流入方向与图5中箭头的方向相一致。

较佳地，为了更好的控制送风主管310内的新风量，每根送风主管310上均设有手动风量调节阀，以确保管内的风速不超过9m/s。同时，根据不同的舱室空调送风量需求，还可以设置不同管径的送风支管320。

在一种实施方式中，送风口330包括布风器331和送风头332，布风器331用于将新风分别送入至污染区110、半污染区120和常规区130，送风头332用于将新风送入至走廊区140，送风支管320靠近送风头332的一端设有第二调节阀，第二调节阀用于控制走廊区140的送风量，使缓冲间141内新风的送风量小于抽风量，进而控制缓冲间141和半污染走廊142的压力梯度，并与常规走廊143相比形成负压环境。

需要说明的是，根据不同的舱室面积的大小，送风口330的数量也会有不同。例如，在本实施例中，在船舶左舷污染区110内设置有两个布风器331，船舶右舷污染区110内设置有4个布风器331，常规区130设置有4个布风器331，每个半污染区120的舱室各设置有1个布风器331。

较佳地，为了控制布风器331的出风气流噪音，在送风主管310上还包括设置消音器340，以提高舱室的舒适性。

较佳地，在开始连接送风支管320前的每根送风主管310上设置有止回风闸，能够防止在压力失衡时，污染气流通过送风主管310“倒灌”进入缓冲间141或其他区域。

在一种实施方式中，参见图1和图7，压差监控系统包括压差传感器410和控制装置420，压差传感器410用于检测污染区110与半污染走廊142、半污染走廊142与缓冲间141、缓冲间141与常规走廊143之间的压力梯度值，控制装置420用于控制所述排风机210以使所述压力梯度值保持在预设的阈值范围内。

较佳地，压差传感器410设置在空气压力相对较高的一端。例如，在本实施例中，第一压差传感器411设置在常规走廊143靠近缓冲间141的气密门处，用于检测常规走廊143和缓冲间141之间的压力梯度值；第二压差传感器412设置在缓冲间141靠近半污染走廊142的气密门处，用于检测缓冲间141和半污染走廊142之间的压力梯度值，第三压差传感器413则设置在半污染走廊142靠近污染区110的隔离门处，用于检测半污染走廊142与污染区110之间的压力梯度值。

在一种实施方式中，控制装置420控制排风机210的抽风量，使常规走廊143、缓冲间141、半污染走廊142、污染区110的空气压力值呈依次递减的趋势，且压力的梯度值优选不低于5pa，以此才能维持检测污染区110与半污染走廊142、半污染走廊142与缓冲间141、缓冲间141与常规走廊143之间的压力梯度的稳定性。一旦压力差值低于5pa，即可能出现压力失衡，气流“倒灌”进入其他区域的风险。

较佳地，压差传感器410在检测到压力失衡时，会立刻触发控制装置420的报警信号以告知操作人员压力失衡的状况。进一步地，报警信号也会同步触发设置在隔离间气密门和污染区110隔离门上的限位开关，将对应的气密门和隔离门同时锁紧，以限制人员流动。同时，控制装置420控制排风机210加大对应区间的抽风量，以将压力失衡区域的空气压力快速恢复。其中，排风机210优选为变频排风机。

需要说明的是，控制装置420不仅与排风机210通信连接，还包括与设置在排风系统和送风系统中的多个第一调节阀、第二调节阀以及电动气密风阀通信连接，以控制对应分区内抽风量和送风量，进而控制污染区110、半污染区120及走廊区140内各区间的压力梯度平衡。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种船舶通风系统控制方法，参见图6，该控制方法包括采用上述任意一种实施方式所述的船舶通风系统，并控制上述通风系统在常规模式和疫情模式之间的相互切换。

在常规模式下，污染区110、半污染区120和常规区130之间的空气相互连通，需要通过常规排风管道250和回风管道260排出至船舶外部；而在疫情模式下，污染区110、半污染区120和常规区130内的空气则通过设置在污染区110、半污染区120和常规区130内的排风系统排出至船舶外部。

排风系统与常规排风管道250和回风管道260相互连接，并在其连接处靠近排风系统的一端设有第一阀门，以及在靠近常规排风管道250和回风管道260的一端设有第二阀门。第一阀门包括止回风阀，第二阀门包括电动气密风阀，并与压差控制系统通信连接，压差控制系统控制第二阀门的开关状态，进而实现船舶通风系统在疫情模式与常规模式之间的切换。

需要说明的是，第二阀门可以根据常规排风管道和回风管道的形状灵活配置，例如，在本实施例中，常规排风管道的截面为圆形，将常规排风管道内的第二阀门设置为圆形的电动气密风阀，回风管道的截面为矩形，将回风管道内的第二阀门设置为矩形的电动气密封阀。

本申请提供了一种船舶通风系统及其控制方法，该通风系统包括污染区110、半污染区120和常规区130，以及设置在污染区110、半污染区120和常规区130内的排风系统、送风系统和压差监控系统。利用压差监控系统与排风系统和送风系统通信连接，控制污染区110、半污染区120和常规区130排风量和新风送风量，使控制污染区110、半污染区120和常规区130之间的空气压力梯度保持在预设的范围内，使空气在有不同的压力梯度下能够保持定向流动，进而保证船舶在不同的实际使用工况下，满足不同活动区域作业人员的隔离需求，同时也简化了通风系统的复杂性，提高了运行效率。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。