Системы естественной и искусственной вентиляции, принцип действия.

Системы вентиляции служат для удаления избытков теплоты, влаги и вредных газов из судовых помещений путем нагнетания в них свежего наружного воздуха и удаления загрязненного. Воздух в помещениях портится и становится непригодным вследствие загрязнения его пылью и газами, чрезмерного повышения влажности, перегрева. В некоторых судовых помещениях (МО, камбузе) выделяется большое количество теплоты от установленного в них оборудования. Для вентиляции свежий воздух, как правило, забирается из атмосферы. В зависимости от принципа действия

вентиляция может быть естественной и искусственной. В отдельных помещениях может применяться одновременно естественная и искусственная вентиляция, называемая смешанной.

Независимо от принципа действия как естественная, так и искусственная вентиляция бывает трех типов:

- приточная (вдувная), вытяжная и приточно-вытяжная (комбинированная),

приточная вентиляция подает в помещение свежий воздух и создает  

некоторый подпор, в результате чего загрязненный воздух выходит из

помещения.

     - при вытяжной вентиляции происходит обратный процесс, так как в

помещении создается разрежение.

- при-точно-вытяжная вентиляция представляет собой комбинацию двух

первых типов и позволяет создавать усиленный обмен воздуха.

При естественной вентиляции (рис.1.41) воздухообмен в помещении осуществляется естественным путем вследствие разности удельных весов теплого и холодного воздуха или за счет энергии движения омывающего судно воздуха. Если дефлектор повернуть отверстием по направлению движения судна, свежий воздух вдувается в вентилируемое помещение, если против движения, то воздух из помещения вытягивается через вертикальную трубу потоком наружного воздуха, омывающего дефлектор. Эжекционная головка применяется для вытяжки загрязненного воздуха, поэтому ее устанавливают конусом по направлению движения судна. Поток наружного воздуха, проходя через этот конус, приобретает повышенную скорость, создавая разрежение в верхней зоне помещения. Вследствие этого воздух из помещения подсасывается в эжектор и увлекается проходящей через него струей воздуха в атмосферу.

Эффективность действия естественной вентиляции зависит от погоды и времени года, поэтому она не всегда может обеспечивать необходимую кратность воздухообмена. На морских транспортных судах чаще всего применяют более надежную искусственную вентиляцию помещений, с помощью которой воздух в помещения подается равномерно, а загрязненный воздух удаляется из любого помещения. 

 

                      

Рисунок 1.41-Вентиляционные устройства: а- дефлектор; б- эжекционная головка
1- стопор; 2 - свежий воздух; 3-труба; 4- отверстие с сеткой; 5-эжектор; 6 -входной конус;

7 -палуба; 8 -загрязненный воздух

 

       

 

Рисунок 1.42-Системы вентиляционных каналов: а - продольная; b – поперечная

Система искусственной вентиляции состоит из вентиляторов, воздуховодов с разобщительными заслонками, приемной и воздухораспределительной арматуры. Так как вентиляторы при работе создают шум, то их не устанавливают в жилых и служебных помещениях, а в коридорах для них устраивают звукоизолирующие выгородки. Вентиляторы обычно устанавливают на амортизаторы и соединяют с воздуховодами амортизационными патрубками (манжетами). Воздуховоды круглого и прямоугольного сечения изготовляют из стальных или алюминиево-магниевых листов.

Система вентиляции, может быть, разделена на общесудовую (жилые и служебные помещения, камбузы, прачечные и т. п.) и вентиляцию различных помещений и постов (МО, грузовые трюмы, помещения холодильных машин и т.д.).

Системы вентиляции выполняют по групповому и автономному принципам. Для помещений с одинаковым характером вредных выделений (общественных помещений, бытового обслуживания, санитарно-гигиенических, вспомогательных механизмов и пр.) применяют центральные системы, т. е. по групповому принципу. Автономный принцип используют для вентиляции помещений медицинского назначения, пищеблока, провизионных кладовых, аккумуляторных, холодильных машин, мастерских и др.

На рисунке (рис.1.43) приведена принципиальная схема общесудовой вентиляции жилых и санитарно-гигиенических помещений.

 

        

 

Рисунок 1.43-Принципиальная схема общесудовой вентиляции жилых и санитарно-гигиенических помещений

 

Жилые помещения (каюты 21) оборудованы искусственной приточной и естественной вытяжной вентиляцией. Наружный воздух забирается через наружное отверстие с воздушной крышкой 20, проходит по приёмному воздухопроводу 16 через воздушный фильтр 13 и нагнетается вдувным вентилятором 12 через глушитель шума 14 в приточную магистраль 15. От магистрали по приточным отросткам 19 с заслонками 18 воздух направляется в каюты, выходя в помещения через поворотные воздухораспределители 22, позволяющие регулировать расход

воздуха. Санитарные помещения (гальюн 1, умывальная 2, душевая 4, раздевалка 5, кладовая 6) оборудованы искусственной вытяжной и естественной приточной вентиляцией. Загрязнённый воздух через воздухозаборные сетки 3 забирается из помещений в вытяжной воздухопровод 7 с помощью вытяжного вентилятора 11, и по отводному воздухопроводу 10 выбрасывается в атмосферу через отверстие с воздушной крышкой 9. Вдувной и вытяжной вентиляторы и глушители шума размещаются в специальной выгородке (вентиляторной), имеющей звукоизоляцию. Всё оборудование систем размещено в пределах одного водонепроницаемого отсека.

Вентиляция МО предусматривает организованную вентиляцию всего объема. Приточную вентиляцию обычно выполняют искусственной, а вытяжную — естественной, т. е. применяют смешанную вентиляцию.

Схема вентиляции МО (рис.1.44).  В надстройке и кожухе 13 дымовой трубы в вентиляционных выгородках 15 и 21 (с водозащитной крышкой 23) установлены воздухоприёмные устройства 16 и 22, через которые вдувные электровентиляторы 18 и 24 забирают свежий воздух и направляют его по приточным воздухопроводам 8, 25 и 26 в рабочую зону обслуживания главного двигателя 32 и дизель-генераторов 30, а так же вспомогательного 7 и утилизационного 11 котлов и главного распределительного щита 28. Воздух в помещение поступает по приточным отросткам (10, 29) через направленные воздухораспределители 4 и поворотные воздухораспределители 27. Загрязнённый воздух естественным путём поднимается вверх и выходит наружу через вентиляционное отверстие 14 и жалюзийную решётку в кожухе дымовой трубы. 

         

 

                             Рисунок 1.44-Схема вентиляции МО

 

Вытяжка загрязнённого воздуха из-под настила 31 машинного отделения производится вытяжным вентилятором 5. Воздух засасывается через воздухоприёмные решётки 36 в приёмный вытяжной воздухопровод 34 и по вытяжной магистрали 9 отводится в кожух дымовой трубы 13, откуда выбрасывается в атмосферу через выпускную решётку 12. Отдельный приёмный воздухопровод с вентиляционной решёткой 3 расположен над сепараторами масла и топлива 1. Для регулирования расхода и температуры в системе воздухопроводы снабжены заслонками 2 и воздухоподогревателями 6. Также на схеме обозначены: перегородка 19, световой люк 20, решётчатый настил 33, двойное дно 35.

Вентиляция насосных отделений танкеров осуществляется для удаления легковоспламеняющихся паров нефти и нефтепродуктов, которые в определенной смеси с воздухом образуют взрывоопасные газы. Принципиальная схема автономной приточно-вытяжной системы вентиляции грузового насосного отделения танкера (рис.1.45). В таких системах, так же как и при вентиляции аккумуляторных помещений, следует применять электровентиляторы искробезопасного исполнения, все закрытия вентиляционных каналов должны выполняться таким образом, чтобы исключить возможность искрообразования.

Приемные отверстия вытяжной вентиляции должны размещаться в нижней зоне помещения для удаления воздуха из-под настила. Выходные отверстия вытяжных воздуховодов должны отстоять не менее чем на 2 м от любого отверстия, в котором может содержаться источник воспламенения паров нефтепродуктов или газов. Вентилятор выбирают по подаче, которую определяют в зависимости от кратности воздухообмена.

Особенно важное значение приобретает вентиляция грузовых помещений судов с горизонтальным способом грузообработки, перевозящих колесную технику, а также производственно-технических помещений морских промысловых судов.

Производительность вентиляции при погрузке-выгрузке автомобильной техники определяется расчетом исходя из условия разбавления до допустимых концентраций вредных примесей, выделяющихся при работе двигателей внутреннего сгорания.

 

 

                                   

 

Рисунок 1.45-Схема автономной приточно-вытяжной системы вентиляции грузового насосного отделения
1-дефлектор; 2-грибовидная водогазонепроницаемая головка; 3-водогазонепроницаемая крышка;
4-выпускная вентиляционная решетка; 5, 7-вытяжные электровентиляторы; 6-вентиляторная;
8, 9- отверстия для забора воздуха; 10-грузовое насосное отделение

 

Необходимое количество воздуха для системы вентиляции производственно-технических помещений промысловых судов определяется по тепло- и влаговыделениям в помещениях, а также по предельно допустимым нормам содержания вредных газов в воздухе с учетом основных физиологических показателей человека (потребление кислорода, выделение углекислого газа и др.). При этом учитывают количество воздуха для охлаждения двигателей и других механизмов и установок.

Искусственную вентиляцию в МО судна нужно рассчитывать с учетом средств естественной вентиляции (раструбы, кожухи дымоходов, машинные шахты и т. п.). Следует также иметь в виду, что двигатели внутреннего сгорания в значительной степени разрежают давление в помещении при всасывании воздуха в цилиндры. Расчеты тепловыделений в МО необходимо выполнять для летнего и зимнего периодов, а также режима герметизации. Производительность вентиляции камбуза и прачечной определяется из условий поглощения теплопритоков наружным воздухом при установившейся температуре в камбузе на 281К (8 °С) выше расчетной наружной.

Система кондиционирования воздуха (СКВ). Принцип работы.

По назначению системы кондиционирования воздуха делятся на два типа кондиционирования: комфортное и техническое.

Система комфортного кондиционирования - совокупность трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов и устройств, предназначенных для приема, подогрева, охлаждения, увлажнения и подачи воздуха в каюты, салоны, кубрики, медицинские и служебные помещения судна, что обеспечивает поддержание в них благоприятных для самочувствия людей параметров воздушной среды: температуры 298— 301 К (25—28 °С), влажности 40—60 %, подвижности до 0,5 м/с и газового состава — независимо от района плавания судна. Механизмы (вентиляторы) и аппараты (подогреватели, охладители, увлажнители воздуха) компонуются в центральном кондиционере. К подогревателям подводится водяной пар с давлением 0,3—0,5 МПа или горячая вода, к охладителям — холодная вода или хладагент (хладон) от холодильной машины.

От центрального кондиционера к установленным в помещениях воздухораспределителям воздух поступает по одному или двум каналам со скоростью 18—20 м/с. В воздухораспределители одно-канальных систем можно встраивать теплообменники для дополнительного подогрева воздуха (паровые, водяные или электрические). В двухканальных системах воздух поступает к воздухораспределителям с разной температурой, что позволяет смешивать его в нужных пропорциях.

Прием наружного воздуха и удаление загрязненного производятся так же, как и в системе вентиляции. Системами комфортного кондиционирования в настоящее время оборудуются морские суда всех классов и назначений.

Система технического кондиционирования - совокупность трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов и устройств, предназначенных для приема, подогрева, охлаждения, осушения и подачи воздуха в грузовые и другие помещения

судна, обеспечивает поддержание в них независимо от внешних условий заданных параметров воздушной среды, требуемых для сохранения груза или работы оборудования, приборов, а также для уменьшения коррозии металлических корпусных конструкций. Воздух осушается твердыми поглотителями воды (адсорбентами) и жидкими (абсорбентами), а также при охлаждении с помощью холодильной машины. В качестве адсорбентов используются силикагель и цеолит, абсорбентов — растворы солей хлористого, реже бромистого лития; применяются волокнистые материалы, пропитанные растворами солей.

Существует много разновидностей СКВ как по принципиальным схемам, так и по типу оборудования, и поэтому их классифицируют:

- по способу обработки воздуха: круглогодичные, летние и зимние;

- месту обработки воздуха: центральные и местные;

- конструктивному признаку: одноканальные и двухканальные;

- скорости воздуха в трубопроводах: низко-, средне- и высокоскоростные;

-наличию рециркуляции воздуха: с рециркуляцией и без нее;

-типу воздухораспределителя: прямоточные и эжекционные.

Кондиционер этоаппарат, с помощью которого осуществляется кондиционирование воздуха. Он представляет собой систему последовательно включенных устройств и аппаратов. Обычно в состав кондиционера входят противопыльный фильтр, вентилятор, воздухоохладитель, воздухонагреватель (калорифер), увлажнитель и элиминатор (каплеотделитель). В зависимости от требуемой обработки воздуха комбинации перечисленных элементов могут быть разными.

Конструктивная схема центрального кондиционера (рис.1.46). Наружный и рециркуляционный воздух поступает в камеру смешения кондиционера, обрабатывается в нем и нагнетается из воздухораспределительной камеры по воздуховоду в каюты. Сконденсированная влага из поддона отводится по сливной трубке.

            

 

Рисунок 1.46-Схема центрального кондиционера для одноканальной

рециркуляционной системы:

1,5 - задвижки; 2, 6 - противопыльные фильтры; 3- первичный воздухонагреватель:

4 - камера смешения наружного и рециркуляционного воздуха; 7- электровентилятор;

8 - воздухоохладитель; 9 - паровой увлажнитель; 10 - вторичный воздухонагреватель;

 11- каплеуловитель; 12-воздуховод; 13 - воздухораспределительная камера обработанного 

воздуха; 14-сливная трубка; 15-запорные клапаны; 16-терморегулирующий клапан

 

При режиме охлаждения отключают первичный и вторичный воздухонагреватели и паровой увлажнитель, а при режиме отопления — воздухоохладитель и холодильную машину (на рисунке не показана). Воздух в помещениях распространяется различными воздухораспределителями, для которых не требуются высокие скорости и напоры обработанного воздуха.

Применение СКВ исключает необходимость в системах отопления и вентиляции, причем в этом случае создаются условия для лучшего регулирования параметров воздуха в обслуживаемых помещениях.

Централизованно-местная (смешанная) одноканальная высокоскоростная прямоточная СКВ (рис.1.47).

 

                                  

 

 

Рисунок 1.47-Схема централизованно-местной одноканальной высокоскоростной прямоточной СКВ

 

Наружный воздух засасывается высоконапорным вентилятором 2 через приемник 1 и нагнетается им через центральный (групповой) кондиционер 3 в местные пристенные кондиционеры 5. Последние устанавливаются

в каютах и одновременно являются воздухораспределителями. По воздуховодам 4 обычно подается только наружный воздух, количество которого в 3—4 раза меньше количества воздуха в центральной системе (что сокращает размеры каналов). В общем (групповом) кондиционере воздух полностью не обрабатывается. Каютный кондиционер состоит из воздушного эжектора 11 и ребристого теплообменного аппарата 8. Чаще всего воздухоохладитель и воздухонагреватель каютного кондиционера объединяют в единый теплообменный аппарат, составленный из ребристых труб, по которым проходит холодная или горячая вода, подаваемая по трубопроводу 9.

Обработанный в центральном кондиционере воздух с повышенным давлением входит в воздушный эжектор местного кондиционера. Выходя из сопла эжектора 11 с большой скоростью, он эжектирует (подсасывает) в местный кондиционер рециркуляционный воздух из помещения через жалюзийную решетку 7. В местном кондиционере тепловлажностной обработке подвергается только воздух данной каюты. Из кондиционера смесь наружного и рециркуляционного воздуха снова направляется в помещение через выходную решетку 6. Выделяющаяся при охлаждении воздуха влага отводится по сливной трубке 10.

 

Достоинство смешанной системы. Смешанные высокоскоростные СКВ отличаются компактными воздуховодами. Эти СКВ более удобны и гибки, так как позволяют индивидуально регулировать параметры воздуха. Пассажиры каждой каюты могут изменять температуру воздуха по своему желанию дополнительным каютным кондиционером независимо от центрального кондиционера. Это можно осуществить изменением режима работы водяного теплообменника в местном кондиционере, регулируя количество воды открытием клапана, или с помощью жалюзи изменением количества воздуха, проходящего через теплообменник. При этом количество хладоносителя, циркулирующего через теплообменный аппарат, оставляют постоянным.

Недостатки смешанной системы: большая разветвленность по судну сети трубопроводов хладоносителя для местных кондиционеров, в связи с чем усложняется их уплотнение; необходимость устройства дренажа из местных кондиционеров для отвода влаги, конденсируемой из воздуха помещений; повышенный шум в помещениях из-за работы сопл в местных кондиционерах; сокращение полезного объема кают вследствие расположения в них местных кондиционеров; меньшая экономичность по сравнению с централизованной низкоскоростной системой. В каждую каюту приходится вести четыре трубы: одну для воздуха, две для подвода и отвода хладоносителя и одну для слива конденсата (дренаж).

Центральный двухканальный высокоскоростной СКВ (рис.1.48). В центральные кондиционеры обеих ступеней 3 и 4 входят те же последовательно включенные аппараты и устройства, что и в центральный кондиционер одноканальной системы (рис.45). Паровой увлажнитель имеется только в кондиционере 3 первой ступени. Летом центральный кондиционер 3 первой ступени охлаждает воздух до более высокой температуры, чем второй кондиционер 4. После кондиционера 3 часть воздуха отбирается и направляется в канал 5. Другая его часть проходит кондиционер 4, а затем поступает в канал 6. По двум каналам воздух идет в смесители (воздухораспределители) 7, установленные в каютах 5. В смесителе воздух, поступающий из канала 5, смешивается с более охлажденным из канала 6, после чего направляется в помещение.

 

                                       

 

Рисунок 1.48-Схема централизованной двухканальной высокоскоростной СКВ

 

В двухканальной СКВ нет необходимости применять каютные кондиционеры,  разводить  по  каютам  холодную и горячую  воду и  предусматривать  дренажные

трубопроводы. В каждую каюту идут только воздушные трубы. Система позволяет индивидуально регулировать температуру воздуха в каждой каюте подбором соответствующих количественных соотношений воздуха из обеих каналов. Недостатком двухканальной высокоскоростной СКВ является то, что ее объем и масса несколько больше, чем у одноканальной.