История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2019-11-11 | 318 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Для обеспечения заданных состава и параметров (кондиций) газовой среды в судовых помещениях, применяется кондиционирование этой среды (воздуха, ГДС, инертных газов) с помощью специальных систем кондиционирования. Система (установка) кондиционирования (СК или УК) — это совокупность оборудования, в котором производится механическая, тепловлажностная, физико-химическая и другая обработка газовой среды, газопроводов и устройств для приема газа и распределения его в помещениях.
Заданный состав газовой среды в помещениях обеспечивается вентиляцией (для разомкнутых, сообщенных с атмосферой помещений и систем) или регенерацией (для герметичных помещений и систем — обычно для подводных судов, аппаратов, сооружений).
Вентиляция помещения - это такой процесс обмена его газовой среды с «чистой» газовой средой источника (внешней средой, например, атмосферным воздухом), при котором обеспечивается поддержание допустимой концентрации вредных примесей, выделяемых в помещении людьми и другими объектами (оборудованием и т. п.), а нередко и удаление избыточных теплоты и влаги путем подачи наружного воздуха и отсоса внутреннего.
Регенерация газовой среды (обычно воздуха, газодыхательной смеси) - это комплекс физико-химических процессов, обеспечивающих восстановление или возмещение ее физико-химического состава. Регенерация предусматривает очистку газовой среды от всех продуктов жизнедеятельности людей и других вредных выделений, а также поддержание необходимой концентрации кислорода.
Очистка газовой среды от пыли и других механических загрязнений производится в фильтрах или водой (водными растворами солей и т.п.) в контактных аппаратах для тепловлажностной обработки газа.
|
В судовых помещениях наблюдаются избытки тепла и влаги или их недостатки, либо влагоизбытки при теплонедостатках (теплопотерях в окружающую среду). Для поддержания необходимых комфортных параметров газа в помещениях его перед подачей в эти помещения подвергают тепловлажностной обработке в специальных аппаратах и агрегатах системы кондиционирования. При этом газ может нагреваться, охлаждаться, увлажняться или осушаться. Кондиционируемая газовая среда всегда является влажным газом, представляющим собой смесь сухого газа и водяных паров (а иногда и капельной жидкости или кристаллов льда — водяной и ледяной туман).
Под нагреванием воздуха или другой газовой среды понимают подведение к нему теплоты, сопровождающееся ростом его энтальпии I, а под охлаждением соответственно понимают отвод теплоты (с понижением I). При неизменном влагосодержании газа его нагревание - это повышение температуры, а охлаждение - ее понижение. Кроме того, в практике кондиционирования применяется так называемое испарительное охлаждение газа при I= const, сопровождающееся его увлажнением и понижением температуры. Нагревание и охлаждение может обеспечиваться не только путем теплообмена между газом и поверхностью или находящейся в непосредственном с ним контакте жидкостью (водой), но и путем термодинамических процессов сжатия и расширении в компрессоре и турбине установки кондиционирования.
Осушение влажного газа - это процесс уменьшения его влагосодержания d, а увлажнение - процесс, сопровождающийся увеличением d. Осушение газа может быть обеспечено его охлаждением твердой поверхностью или жидкостью, имеющими температуру более низкую, чем температура точки росы газа, адиабатическим (политропическим) расширением газа или сорбцией, т.е. поглощением водяных паров (влаги) газа твердыми веществами (адсорбентами) или жидкими - водными растворами солей (абсорбентами). Увлажнение газа производится путем введения в него (разбрызгивания) небольших количеств водяного пара или воды либо путем контакта газа с большими массами воды, одновременно охлаждающей или нагревающей газ.
|
Кроме того, газ в системах кондиционирования подвергается и другим видам обработки: одорации, дезодорации, ионизации, деионизации, стерилизации.
Одорация газовой среды - это процесс повышения концентрации какого-либо ароматического вещества (обычно придающего газу приятные запахи: свежескошенного сена, цветов, соснового леса и т. п.). Процесс одорации физически аналогичен процессу увлажнения газовой среды, но не парами воды, а парами одоранта (ароматической жидкости или ароматического твердого тела).
Дезодорация - процесс, обратный одорации. Дезодорация способствует устранению неприятных запахов (в кухне, санитарных узлах и т. д.).
Ионизация газовой среды - это процесс введения в нее или создания в ней заряженных частиц, т. е. частиц, несущих электрические заряды (ионов — легких и тяжелых, положительных и отрицательных).
Деионизация, или рекомбинация, - процесс, обратный ионизации.
Стерилизация газовой среды - это очистка ее от микроорганизмов.
Таким образом, для комфортного кондиционирования на современном уровне необходима комплексная обработка газовой среды (обычно газодыхательной) — сложный комплекс технологических физико-химических процессов, при котором в герметически изолированном помещении обеспечивается поддержание жизненно важных параметров и состава газовой среды в благоприятных пределах адаптационных возможностей живого организма (обычно человека) независимо от внутренних тепло-, влаго- и других выделений и внешних климатических и метеорологических условий в районе плавания судна.
Характерным примером комплексной обработки газодыхательной среды может быть обработка воздуха на подводном судне в период его подводного плавания. В этом случае комплексная обработка воздуха (КОВ) обеспечивается системой комфортного тепловлажностного кондиционирования, а поддержание физико-химического состава воздуха - системой его физико-химической очистки и генерирования кислорода.
Таким образом, комплексная обработка газодыхательной среды, по бытующим в настоящее время понятиям, является комфортным кондиционированием этой среды в условиях герметизации кондиционируемых помещений (от атмосферного воздуха). Однако впредь под комплексной обработкой газовой среды (ГДС) будем понимать доведение до кондиций не только основного состава, температуры, влажности, подвижности среды, но и других ее характеристик: запахов, ионизации, акустического фона и т. д.
|
Комплексную обработку среды, при которой до комфортных значений (параметров) доводят все принципиально важные физиологические и эмоциональные внешние возбудители, следует называть полнокомфортной. Следовательно, комплексная обработка газовых сред применительно к обитаемым помещениям является полнокомфортной, а для технического кондиционирования - многофакторной (многопараметрической). При полнокомфортном кондиционировании должна быть обеспечена синхронность работы устройств ландшафтного, ароматического, светового и акустического (музыкального) комфорта.
7.2 Основные требования, предъявляемые к судовым системам кондиционирования воздуха, и классификация систем
Требования к судовым системам кондиционирования воздуха (СКВ) определяются назначением систем и особенностями судов, для которых они предназначены. Однако общее и основное требование к судовым СКВ — надежное поддержание заданных параметров микроклимата в помещениях независимо от внешних метеорологических условий.
Как уже отмечалось, в судовых помещениях в любое время года есть избытки влаги, в основном за счет влаговыделения людей. В теплое время года (а в ряде помещений и в холодное) наблюдаются теплоизбытки (за счет теплопритоков извне, а также от оборудования), в зимнее время — теплонедостатки за счет теплопотерь в окружающую среду. Большая часть теплопритоков (92—94%) — это явные теплопритоки, или теплоизбытки Q Яиз, а меньшая (6—8%) — скрытые тепловыделения.
С изменением параметров наружного воздуха изменяются и теплоизбытки (теплопотери), в основном за счет изменения явных теплоизбытков (теплопотерь), так как скрытые теплоизбытки практически остаются неизменными.
Система круглогодичного кондиционирования воздуха должна обеспечивать летом отвод из помещений влаго- и теплоизбытков, а зимой — отвод избыточной влаги и подвод теплоты, равной тепло-потерям помещений. При этом в помещениях должны поддерживаться параметры, определяемые санитарными нормами.
|
Система кондиционирования воздуха должна обеспечивать подачу свежего воздуха в судовые помещения в соответствии с требованиями Санитарных правил и обладать высокой маневренностью, т. е. способностью быстро изменять режим работы в зависимости от изменений параметров наружной среды и тепловых нагрузок на оборудование.
Экономичность СКВ должна быть высокой, а ее масса и габарит — минимальными. В установке кондиционирования следует использовать те виды энергии, которые соответствуют типу энергетической установки судна; она должна быть малошумной, т. е. не создавать в обслуживаемых помещениях шума, превышающего значения, устанавливаемого «Нормами допустимых уровней шума на морских судах и правилами по предупреждению их вредного воздействия», иметь надежную и достаточно точную систему автоматического регулирования, обеспечивать различные параметры воздуха в помещениях в зависимости от индивидуальных потребностей людей.
Система кондиционирования должна быть такой, чтобы исключались возможность распространения пожара на судне и нарушение водонепроницаемости палуб и переборок, обеспечивающих непотопляемость судна.
При организации воздухообмена с выпуском воздуха из обслуживаемых помещений в коридоры надстройки в последних нужно обеспечивать баланс между приточным и вытяжным воздухом. Выход воздуха из обслуживаемых помещений следует осуществлять как искусственным путем (при помощи вытяжных вентиляторов системы общесудовой вентиляции), так и естественным (с помощью решеток и жалюзи).
Центральные кондиционеры нужно устанавливать в отдельных помещениях с обеспечением при этом удобства их монтажа, демонтажа и обслуживания. При расположении двух центральных кондиционеров в одном помещении необходимо предусмотреть их взаимное резервирование, т. е. возможность работы каждого кондиционера на все помещения. Помещения центральных кондиционеров должны быть оборудованы вентиляцией, шпигатами для удаления воды и освещением по действующим нормам.
Помещения кондиционеров, граничащие с жилыми, медицинскими и общественными помещениями, а также помещениями с нормируемыми уровнями шума, должны иметь звукоизоляцию.
Взаимное расположение кондиционеров и холодильных машин должно быть таким, чтобы обеспечивались наибольшие экономичность, надежность в работе и удобство в обслуживании. При системе непосредственного испарения холодильную машину желательно располагать вблизи кондиционеров. В этом случае сокращается протяженность фреоновых трубопроводов и, как следствие, уменьшается мощность компрессора, улучшается возврат масла в компрессор, уменьшается вероятность расстройства соединений и утечек фреона. Однако чаще всего холодильное оборудование располагают на платформе в машинном отделении, что удобно с точки зрения его обслуживания, а кондиционеры — на шлюпочной палубе или в других местах.
|
Рекомендуется проектировать раздельные СКВ для правого и левого борта, исходя из различий в солнечном облучении бортов в течение дня при постоянном или переменных курсах судна.
Внешнее оформление системы кондиционирования и входящего в ее состав оборудования, особенно воздухораспределительных устройств, должно соответствовать архитектуре и интерьерам судна. В последнее время при создании судового оборудования кондиционирования воздуха вопросам художественного конструирования уделяется особое внимание.
Применяемые в настоящее время на судах комфортные СКВ весьма разнообразны. Классифицировать системы можно по многим признакам. Проведем классификацию по основным признакам:
— времени работы системы — круглогодичное, летнее или зимнее кондиционирование воздуха;
— скорости воздуха в воздухопроводах — низкоскоростные, среднескоростные и высокоскоростные СКВ;
— давлению или напору воздуха за кондиционером — СКВ низкого, среднего и высокого давления, или соответственно низко-, средне- и высоконапорные СКВ;
— числу подводов воздуха к воздухораспределителю помещения от центрального кондиционера — одно- и двухканальные СКВ;
— наличию рециркуляции — с рециркуляцией полной (замкнутые СКВ), частичной (соединенные, или прямоточно-рециркуляционные СКВ) и без нее — прямоточные СКВ;
— месту выработки холода (тепла) и обработки воздуха — центральные, местные, местно-центральные, автономные СКВ;
— способу охлаждения воздухоохладителя кондиционера — СКВ с непосредственным испарением фреона и с промежуточным хладоносителем.
На большинстве морских судов применяются системы кругло-, годичного кондиционирования, а на судах, плавающих только в северных районах, — системы зимнего кондиционирования, а иногда — воздушного отопления без увлажнения воздуха (например, на лесовозах типа «Павлин Виноградов»). На некоторых судах могут быть системы (кондиционеры) только летнего кондиционирования.
В низкоскоростных судовых СКВ скорость воздуха в магистральных воздуховодах составляет 15—17 м/с (в отводах 6— 8 м/с), в среднескоростных — соответственно 17—22 и 8—12 м/с, а в высокоскоростных — 22—30 и 12—20 м/с.
В системах низкого давления (низконапорных) полное давление воздуха за кондиционером меньше или равно 1000 Па, в системах среднего давления (средненапорных) — около 1200—2500 Па, в системах высокого давления (высоконапорных) — более 2500 Па.
Напорность СКВ зависит от сопротивления воздухопроводов (скорости движения воздуха в них) и сопротивления воздухораспределителей. Как правило, давление воздуха за кондиционером определяется сопротивлением СКВ (скоростью воздуха). Однако бывают, например, и высокоскоростные средненапорные системы с высокой скоростью воздуха в воздухопроводах и низконапорным воздухораспределением в помещениях. В высокоскоростных СКВ применяются высоконапорные вентиляторы (с полным давлением 3000—5000Па), а в низкоскоростных — низконапорные (1200— 1800 Па). Для тех и других СКВ применяются воздухораспределители (ВР) соответствующих типов, обеспечивающие эффективное воздухораспределение в помещениях при рабочей разности температур воздуха в помещении и приточного воздуха в режиме охлаждения обычно Δ t р = 4÷7° С (для низкоскоростных СКВ — слабо- или неэжекционные ВР) и Δ t р =10÷12° С и более (для высокоскоростных СКВ — эжекционные ВР). Однако при применении, например, перфорированных панелей в низкоскоростных СКВ Δ t р составляет 10—14° С.
Иногда среди судовых СКВ не выделяют группы среднескоростных и средненапорных систем, а делят их только на низкоскоростные (низконапорные) и высокоскоростные (высоконапорные).
В одноканальных, или однопроводных, системах воздух от кондиционера к каютному воздухораспределителю подводится по одному воздухопроводу. В двухканальных (двухпроводных) системах к смесительному воздухораспределителю по двум каналам подводится воздух различного состояния (в разной степени обработанный).
Смешивая тот и другой воздух в различных соотношениях, получают необходимые параметры приточного воздуха. Это позволяет индивидуально регулировать параметры воздуха в помещениях в очень широком диапазоне.
Под замкнутой понимают систему, работающую без ввода наружного воздуха, т. е. со 100%-ной рециркуляцией воздуха помещений. Замкнутые СКВ применяют в тех случаях, когда невозможен забор наружного (свежего) воздуха, например, при подводном плавании судна или в период погрузки и выгрузки с танкеров этилированного бензина, когда наблюдается загазованность наружного воздуха парами тетраэтилсвинца.
В прямоточно-рециркуляционной СКВ обрабатывается смесь наружного (свежего) и рециркуляционного воздуха. Такие системы обычно называются СКВ с рециркуляцией воздуха. Рециркуляция повышает экономичность системы, так как при этом сокращаются расходы холода или энергии (летом) и тепла (зимой) на обработку приточного воздуха,
В приточных системах, работающих без рециркуляции, обрабатывается только наружный воздух, который и подается постоянно в обслуживаемые помещения.
Уточним необходимость и полезность рециркуляции воздуха. Если в СКВ использовать только наружный воздух с минимальным расходом , исходя из Санитарных норм воздухоподачи, то получаются очень большими: рабочие разности энтальпий Δ I р и температур Δ t р. При этом могут потребоваться чрезмерно низкая (летом) или высокая (зимой) температуры t пр приточного воздуха, что недопустимо по санитарным нормам. Более того, в летнем режиме точка с t пр, t пр на луче тепловлагоассимиляции с εп может оказаться в области тумана.
Увеличение расхода G н.в с целью уменьшения Δ I р и Δ t р приводит к явным перерасходам холода (летом) и тепла (зимой) на СКВ. Поэтому приемлемые значения Δ I р и Δ t р достигаются путем увеличения общего расхода воздуха G В за счет рециркуляционного G р.н., т. е. G В = + G Р. в. При этом, например, летом расход холода на СКВ не уменьшается в сравнении с вариантом работы системы при Gв = . Однако значительно повышаются температуры t пр — приточного воздуха и t 0 — кипения хладагента, а следовательно, уменьшаются энергозатраты на получение холода. Поэтому СКВ с максимальной рециркуляцией считаются наиболее экономичными.
Однако в переходных режимах работы СКВ, когда, например, I н.в < I п, но требуется отвод теплоты из помещений, или I н.в > I п и нужно подвести теплоту в помещения, целесообразнее использовать только наружный воздух или применять меньшую степень рециркуляции. Это обеспечивает большую экономичность СКВ и возможность поддержания заданных параметров воздуха в помещениях.
Как отмечалось выше, по месту выработки холода и обработки воздуха все СКВ подразделяются на центральные, местные, местно-центральные и автономные.
В центральной СКВ производство холода и обработка воздуха централизованы. Полностью обработанный в центральном кондиционере воздух подается в судовые помещения. Истинно центральной СКВ следовало бы считать такую систему, когда воздух обрабатывается в одном, центральном кондиционере, обслуживающем все помещения судна. Практически такие системы почти не встречаются на судах. Поэтому центральными считают СКВ транспортных судов (танкеров, сухогрузов и др.), когда, например, один центральный кондиционер, обслуживаемый самостоятельной холодильной машиной, обрабатывает воздух для всех помещений средней надстройки на танкере, а два других, обслуживаемых своей холодильной установкой, обрабатывают воздух для помещений кормовой надстройки (один — левого, другой — правого борта). На пассажирских судах центральная система это такая, в которой холод вырабатывается централизованно одной холодильной установкой (станцией) и подается ко многим кондиционерам, обслуживающим каждый свою группу помещений. Такие кондиционеры принято называть центральными. На крупных пассажирских судах их насчитывается 30—100, и они имеют водяное (рассольное) охлаждение, в то время как на судах с относительно небольшой численностью экипажа центральные кондиционеры могут иметь воздухоохладители непосредственного испарения.
В местной системе холод вырабатывается централизованно и подается к большому числу местных кондиционеров, установленных в каждом помещении. Местный кондиционер имеет вентилятор и теплообменник, в котором охлаждается и осушается (летом) или нагревается (зимой) циркулирующий через него воздух данного помещения. Подача свежего воздуха в помещения производится специальной центральной системой. Такие СКВ устанавливаются на судах, например, фирмой «Свенска Флектфа-брикен».
Местно-центральными СКВ в сущности являются одноканальные высокоскоростные системы с каютными доводочными воздухораспределителями. В этих системах выработка холода централизована, а воздух обрабатывается частично в центральном кондиционере и дополнительно (приточный или рециркуляционный воздух помещения) в теплообменниках каютных воздухораспределителей, нередко в стационарной практике называемых эжекционными кондиционерами — доводчиками (ЭКД).
Автономные СКВ — это автономные кондиционеры, включающие в себя аппараты тепловлажностной обработки воздуха и холодильную машину.
В СКВ с непосредственным испарением фреона воздух охлаждается кипящим в трубках воздухоохладителя фреоном. Воздухоохладитель кондиционера в этом случае является испарителем холодильной машины.
В системах с промежуточным хладоносителем воздух охлаждается в кондиционере водой или рассолом, охлаждение которых в свою очередь производится в специальном теплообменнике — испарителе холодильной машины, фреоновой или аммиачной. Для охлаждения воздуха может быть использована и холодная забортная вода.
Системы с непосредственным испарением фреона более экономичны, меньше по массе и габариту. Объясняется это тем, что при непосредственном охлаждении температура кипения хладагента может быть выше, чем при рассольном охлаждении кондиционера. Вследствие этого потребляемая компрессором холодильной машины на единицу холодопроизводительности мощность будет меньше и не потребуется расхода энергии на рассольный насос. В таких системах отсутствуют специальный рассольный испаритель, рассольные трубопроводы, рассольный циркуляционный насос и т.п. Следовательно, уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты на холодильную установку. Эти системы рекомендуется преимущественно применять на всех судах, за исключением:
1) пассажирских и обрабатывающих судов при наличии на них более трех центральных кондиционеров, обслуживаемых единой холодильной установкой (иначе протяженность фреоновых трубопроводов будет слишком велика и распределение фреона сложно);
2) обрабатывающих и промысловых судов с рассольной производственной холодильной установкой (с целью сокращения типов систем охлаждения на судне, но не для использования весьма холодного рассола технологической установки для СКВ);
3) судов, оборудованных одноканальной местно-центральной высокоскоростной СКВ с водяными теплообменниками в каютных доводочных воздухораспределителях, работающими в режимах, как отопления, так и охлаждения помещений.
Однако следует учитывать, что системы непосредственного испарения фреона менее удобны в отношении автоматизации кондиционера в режиме охлаждения, если компрессор не имеет регулирования холодопроизводительности, а также в отношении необходимости прокладки по судну фреоновых трубопроводов от машин к кондиционерам. Последнее влечет за собой опасность утечек фреона из системы, повышение гидравлических сопротивлений в фреоновых паровых и жидкостных трубопроводах, затруднение возврата масла из системы в компрессор и т. д. Тем не менее, в судовой практике кондиционирования наблюдается тенденция перехода на системы непосредственного испарения, за исключением отмеченных выше случаев.
Как отмечалось, на судах применяются различные системы кондиционирования воздуха. Рассмотренные схемы и процессы многих систем кондиционирования — одиоканальных прямоточно-рециркуляционных систем с выпускными воздухораспределителями, двухканальной системы, одноканальной замкнутой системы, а также основные типы принципиально отличающихся одна от другой систем, наиболее часто применяющихся на судах.
Вопросы для самопроверки:
1. Что такое вентиляция помещений?
2. Дать определение регенерации газовой среды.
3. Как производится очистка газовой среды?
4. Что такое теплоизбытки и теплопритоки помещений?
5. Как влияют параметры наружного воздуха на тепло- и влагосодержания воздуха помещений?
6. Что подразумевается под «процессом обработки воздуха» (летом, зимой)?
7. Какие теплопритоки (теплоизбытки) могут влиять на параметры обрабатываемого воздуха?
8. Какие требования предъявляются к СКВ (экономические, пожаробезопасные, монтажные, техникобезопасные)?
9. Классификация СКВ по основным признакам.
Литература: [6], [7], [5], [4].
|
|
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!