регулирования работы котельной установки.

 

КИП котельной установки предназначаются для определения текущих значений параметров ее работы с целью соблюдения эксплуатационного режима, а также наладки этого режима.

Обычно устанавливают:

а) манометры для измерения давления насыщенного пара в барабане котла, давления перегретого пара в выходном коллекторе пароперегревателя и давления питательной воды перед регулирующими питательными органами;

б) термопары, термометры сопротивления и термометры для измерения температуры питательной воды и перегретого пара;

в) термопары для измерения температуры дымовых газов за пароперегревателем, за экономайзером и за воздухоподогревателем, а также для измерения температуры воздуха, поступающего в воздухоподогреватель и за ним;

г) тягомеры для измерения разрежения в верхней точке топки;

д) расходомеры для измерения количества питательной воды и количества производимого пара;

е) автоматические газоанализаторы для определения содержания СО и О в дымовых газах.

Системы автоматического регулирования работы котельной установки имеют назначение автоматически воссоздавать при непрерывно изменяющейся нагрузки наиболее экономичный и надежный режим работы установки. Таким образом системы автоматического регулирования должны обеспечивать поддержание давления пара в заданных пределах и соответствие температуры пара отбираемому его количеству.

Автоматическое регулирование температуры пара осуществляется в паропроводе, идущем от котла. Импульс от него передается на регулирующий клапан, установленный на линии питательной воды поступающей через пароохладитель или на линии впрыска дистиллята при работе впрыскивающего пароохладителя.

Автоматическое регулирование давления пара осуществляется за счет регулирования процесса сжигания топлива.

Для автоматического регулирования уровня воды в барабане котла применяется двухимпульсный автоматический регулятор или сигнализаторы предельных уровней включенные в реле пуска питательного насоса. Сигнализатор верхнего уровня разрывает цепь питательного насоса, а сигнализатор нижнего уровня, наоборот, замыкает включая питательный насос.

Следовательно судовые котлы оборудуются системами автоматического регулирования процессов:

- питания и горения, и третий процесс - перегрева пара;

- утилизационные котельные установки - подачи питательной воды в сепаратор и поддержания заданного давления пара (температуры воды на выходе из водогрейного котла).

 

Средства защиты котлов

Для обеспечения безаварийной работы судовых котлов, они оборудуются специальными средствами защиты и сигнализации по параметрам, отклонение которых может привести к аварии котла. К таким параметрам относится уровень воды, давление пара, наличие факела горящего топлива и подачи воздуха в топку.

Защита по аварийному снижению уровня воды в барабане включает сигнализацию (световую, звуковую, а также быстрозапорный клапан, прекращающий подачу топлива к форсункам). При чрезмерном повышении уровня воды также включается защита, исключающая дальнейшее ненормальное повышения уровня. Устойчивое горение топлива контролируется фотодатчиком. При погасании факела сигнал от фотодатчика через усилитель поступает на быстрозапорный клапан топливоподачи и на сигнальное устройство. Предусматривается при розжиге блокировка с вентилятором, обеспечивающая вентиляцию топки перед розжигом, во избежание взрыва в топке из-за воспламенения горючих скопившихся газов. Аналогично действует быстрозапорный клапан и в случае обрыва подачи топлива к топочным устройствам. При этом также дополнительно включается сигнализация.

 

 

 

 

§ 20. Холодильные машины и провизионные кладовые

 

Холодильные машины устанавливают практически на всех новостроящихся судах. На транспортных (сухогрузных и налив­ных) и пассажирских судах холодильные машины используют в основном для охлаждения провизионных кладовых и обеспечения летнего кондиционирования воздуха. На судах с горизонтальным способом грузообработки и других, имеющих большие трюмы, хо­лодильные установки применяют также для охлаждения емкости с жидкой углекислотой, предназначенной для тушения пожара.

На рефрижераторных судах и судах комбинированного типа холодильные машины используют для охлаждения рефрижератор­ных трюмов, на газовозах для охлаждения танков со сжижен­ным газом, на судах рыбопромыслового флота для охлаждения и замораживания добытой рыбы и приготовления искусственного льда.

Холодильные машины и устройства можно разделить на сле­дующие основные типы: парокомпрессорные, абсорбционные, эжекторные и термоэлектрические. Для производства холода в компроссорных холодильных машинах затрачивают механическую энергию, в абсорбционных и эжекторных - тепловую; термоэлек­трические охлаждающие устройства работают за счет непосред­ственного потребления электрической энергии.

В абсорбционных* холодильных машинах в качестве рабочих тел применяют бинарные (двухкомпонентные) смеси: водоаммиачный раствор NH + H O или раствор бромистого лития H O + LiB - (последний используется для получения плюсовых температур. Установка состоит из нескольких аппаратов. Единственным механизмом является насос, перекачивающий раствор. Холодильный агент (в первом случае аммиак, во втором - вода) выпаривается из смеси, конденсируется, а затем кипит при соответствующем давлении, осуществляя отбор тепла от охлаждаемой среды. Уста­новка позволяет утилизировать отходы тепла судовой энергетиче­ской установки.

В пароэжекторных машинах рабочим телом является вода, поэтому их применяют для получения плюсовых температур (ох­лаждение воздуха в системах летнего кондиционирования возду­ха). Вода дросселируется в регулирующем вентиле и поступает в аппарат, где благодаря отсасывающему действию пароструйных эжекторов поддерживается глубокий вакуум, которому соответст­вует низкая температура ее кипения. В процессе дросселирования часть воды вскипает за счет внутренней энергии, в результате че­го температура воды, оставшейся в жидкой фазе, снижается. Эта вода используется для охлаждения.

Термоэлектрическое охлаждение основано на эффекте Пельте, заключающемся в том, что в процессе прохождения постоянного электрического тока определенного направления по цепи, состав­ленной из разнородных проводников или полупроводников, в местах контактов (спаях) появляются разные температуры. Если температура холодного спая окажется ниже температуры окру­жающей среды, то он может быть использован как

* Абсорбцией называется процесс поглощения паров жидкостью.

 

охладитель. Термоэлектрические охлаждающие устройства (ТОУ) уже сейчас находят применение в медицине, радиотехнике и многих других областях. С развитием полупроводниковой техники, с появлением экономичных и компактных ТОУ можно ожидать использования их в судовых автономных кондиционерах и т. п.

Наибольшее распространение в холодильной технике получили парокомпрессорные холодильные машины. На транспортных (не­специализированных) и пассажирских судах применяют холодиль­ные машины с поршневыми компрессорами, работающими на хладоне - 12 и хладоне - 22, с высокой степенью автоматизации про­цессов регулирования, управления и защиты.

Провизионные кладовые. Для хранения пищевых продуктов, предназначенных для питания судового экипажа и пассажиров, служат провизионные кладовые. От назначения кладовой (вида хранящихся в ней продуктов) зависят ее объем, оборудование, температурный режим, величина необходимой охлаждающей по­верхности, тип автоматических приборов и др.

В Санитарных правилах для морских судов предусмот­рено оборудование небольших грузовых судов (вместимостью до 1000 peг. т и буксиров мощностью до 1000 л. с.) не менее чем дву­мя рефрижераторными кладовыми (одна - для хранения мяса, рыбы, масла и жиров, другая - овощей и картофеля). Остальные грузовые морские суда должны иметь провизионные

Таблица 5

кладовые для следующих продуктов: мяса - хранение мороженого мяса и мясных продуктов, рыбы - хранение мороженой рыбы и рыбо­продуктов, масла и жиров - хранение животного масла и жиров, мясокопченостей, колбас и т. д., овощей - хранение свежих ово­щей, картофеля, сухих продуктов - хранение крупы, муки, саха­ра, макарон, соли и т. д., а также кладовые расходных продук­тов - хранение суточного запаса продуктов, в том числе скоро­портящихся. Кладовые для хранения скоропортящихся продуктов изнутри покрывают теплоизоляцией и обшивают антикоррозий­ными материалами, стыки и швы пропаивают. Палубы покрывают керамическими плитками и оборудуют шпигатами.

Температура в провизионных кладовых зависит от их назначе­ния и продолжительности хранения в них продовольствия (табл. 5).

 

§ 21. Задачи кондиционирования воздуха

 

Поддержание в помещениях судна в летнее и зимнее время наиболее благо­приятного климата является задачей весьма важной, так как обеспечивает улуч­шение условий труда и отдыха экипажа и пассажиров.

Воздух, которым мы дышим, содержит 23,5% (по массе) кислорода и 76,5% азота и других газов. Жизнь человека в первую очередь зависит от того, доста­точно ли он получает кислорода. При снижении содержания кислорода в поме­щениях до 17,5% человек не сможет прожить и несколько минут. Поэтому важным для самочувствия людей является газовый состав и чистота воздуха.

Человеческий организм непрерывно производит тепло и для нормального протекания физиологических процессов оно должно передаваться окружающей среде. Тепло образуется в организме в результате переваривания пищи и окисли­тельных процессов - от воздействия кислорода на жидкости и клеточные ткани. Количество этого тепла зависит от физической нагрузки, возраста человека и других факторов. Тепловыделения организма колеблется от 70 до 180 Вт (от 60 до 150 ккал/ч) и более. Теплота, выделяемая организмом, передается окружаю­щему воздуху конвекцией и радиацией через кожный покров (явная теплота) и испарением влаги с поверхности кожи (скрытая теплота). Температура кожного покрова человека в среднем равна 33°С. Теплота, передаваемая конвекцией и испарением, зависит от температуры, влажности и скорости воздуха, характера и теплопроводности одежды. Радиационный теплообмен происходит между че­ловеком и поверхностями ограждений, его значение и направление зависят от температуры этих поверхностей. Потовые железы постоянно выделяют влагу че­рез кожный покров. При высокой температуре окружающей среды организм выделяет за сутки до 1 кг пота. Испаряясь, пот интенсивно отбирает избыток тепла от организма; скрытая теплота парообразования пота составляет 0,69 кДж/г (0,58ккал/г). Человек чувствует себя хорошо, когда в установившемся режиме организм отдает столько тепла в окружающую среду, сколько вырабатывает. Нарушение тепловлажностного равновесия между человеком и окружающей средой приводит к переохлаждению или перегреву тела.

При изменении параметров воздуха начинает выполнять свои функции физи­ологический терморегуляционный аппарат: организм человека стремится приспо­собиться к новым условиям, при этом происходит перераспределение статей теплоотвода, что прежде всего сводится к изменению соотношения между явной и скрытой теплотой. По мере повышения температуры окружающего воздуха уменьшается отвод тепла сухим путем и увеличивается отвод тепла испарением. При температуре воздуха ниже 15°С теплоотдача испарением пота с поверхности кожи играет незначительную роль. При средних температурах и нагрузках отвод тепла от человека составляет в среднем испарение 22%, конвекцией 32% и ра­диацией 46%. При температуре воздуха равной или выше температуры тела тепловыделение будет осуществляться только испарением. Если температура ограждений помещения выше температуры тела, то испарением будет отводиться не только теплота, выделяемая организмом, но и теплота, получаемая телом от ограждений конвекцией и радиацией. В жаркое время года температура воздуха в помещении обычно поддерживается на 6 - 10°С ниже температуры наружного воздуха. Более низкие температуры в помещении создают неприятное ощущение при входе в помещение и выходе из него; при входе получается ощущение «сырости», а при выходе усиливается ощущение жары и духоты. Допустимый перепад температур наружного воздуха и воздуха в помещении показан на рис. 1.16.

Рис. 1.16. Допустимый перепад темпе­ратуры наружного воздуха и воздуха в помещении

Например, при температуре наруж­ного воздуха 36°С, в помещении можно поддерживать температуру порядка 27°С. Следовательно, при высокой темпера­туре наружного воздуха температура в помещении не настолько низка, чтобы обеспечить отвод значительной части тепла сухим путем, тепловыделение будет осуществляться в значительной степени испарением пота с поверхности кожи. Поэтому очень важно, чтобы состояние воздуха в помещении допускало дальнейшее насыщение воздуха во­дяными парами, выделяемыми в поме­щении людьми, иначе говоря в воздухе должен существовать дефицит влаги, т. е. он не должен быть насыщенным. Если влажность воздуха велика, то он не может полностью поглощать выделенную влагу, возникает обильное потоот­деление, дыхание становится тяжелым, человек быстро утомляется и испыты­вает жажду. Воздух с очень низкой влажностью оказывает обратное действие - кожа становится сухой, шероховатой и может растрескиваться от напряжения. То же происходит со слизистыми оболочками носа, рта и горла, в связи с чем повышается восприимчивость организма к простудным заболеваниям.

Для того чтобы обеспечить в помещениях нормальную влаж­ность, воздух осушают в жаркое время и увлажняют зимой. Эти процессы являются одной из главнейших функций системы конди­ционирования воздуха.

Важное значение имеет скорость движения воздуха в помеще­нии. С повышением скорости конвективная теплоотдача и испаре­ние осуществляются более интенсивно, но при больших скоростях воздуха, при которых может быть достигнуто количественное рав­новесие, получается неприятное ощущение «сквозняка».

Таким образом, задачей кондиционирования воздуха является
поддержание в помещениях наиболее благоприятных, так назы­ваемых комфортных условий. Эти условия определяются в первую очередь температурой и влажностью воздуха в сочетании со ско­ростью его движения, а также определенным химическим составом воздуха и очисткой его от вредных примесей.

§ 22. Классификация систем кондиционирования

 

Системы кондиционирования воздуха (СКВ) по назначению подразделяются на комфортные и технические. Системы, предназ­наченные для обслуживания жилых, общественных, медицинских и служебных помещений с длительным пребыванием людей, на­зываются системами комфортного кондиционирования. Системы, которые обеспечивают оптимальные климатические условия, не­обходимые для технологических надобностей или хранения грузов, называются системами технического кондиционирования. Тех­ническое кондиционирование применяют на сухогрузных судах для предотвращения попадания влаги на поверхность груза и порчи его, на танкерах с целью замедления коррозии и предупреж­дения образования взрывообразной концентрации газов в тан­ках. Примером технического кондиционирования также может служить тепловлажностная обработка воздуха в помещении, где установлена электронная аппаратура, бесперебойную работу ко­торой можно обеспечить только при определенной температуре и влажности воздуха и т. п.

Пo периодам работы в течение года комфортные* СКВ делят­ся на:

- летние в которых воздух охлаждается и осушается;

- зимние, в которых воздух нагревается и увлажняется;

- круглогодичные, совмещающие функции первой и второй систем.

Системы кондиционирования воздуха последнего типа уста­навливают на судах с неограниченным районом плавания, т. е. они составляют абсолютное большинство.

Кроме того, при соответствующих параметрах наружного воз­духа установка может работать в режиме вентилирования поме­щений наружным воздухом (без тепловлажностной обработки воздуха).

По числу воздухопроводов, по которым воздух подводится к воздухораспределителю помещения, СКВ бывают одно- и двухканальные.

По давлению воздуха за кондиционером СКВ делят на низко (примерно 1000 Па), средне- (1200 ÷ 2000 Па) и высоконапорные (более 2000 Па).

Системы кондиционирования воздуха бывают прямоточные с рециркуляцией воздуха. В прямоточных СКВ отрабатывается и подается в помещения только наружный воздух. В СКВ с рецирку­ляцией предусмотрен забор вентилятором смеси наружного и ре­циркуляционного (из коридоров) воздуха. Естественно, что забор воздуха на рециркуляцию допускается только из тех помещений, в которых нет источников появления вредных газов и неприятных запахов. Рециркуляция повышает экономичность системы конди­ционирования воздуха, так как при этом сокращаются расходы холода (летом) и тепла (зимой) на обработку наружного воздуха. Для рециркуляции допускается использование в летних СКВ до 80%, в зимних - до 50%, круглогодичных - до 50% воздуха по­мещения от потребного количества воздуха. Применяемые на су­дах установки кондиционирования воздуха отличаются большим разнообразием.

 

* В пособии рассматривается только комфортное кондиционирование, поэтому в дальнейшем слово «комфортное» опускается.

§ 23. Основные типы систем круглогодичного кондиционирования воздуха

 

Система круглогодичного кондиционирования воздуха состоит из центрального кондиционера, воздухопроводов, воздухораспреде­лительных каютных устройств, арматуры, средств автоматическо­го регулирования и защиты, контрольно-измерительных приборов, а также источников тепла и холода, обеспечивающих зимний и летний режимы работы.

Рис. 1.17. Одноканальная система круглогодичного кондиционирования:
а - принципиальная схема; б - процессы изменения состояния воздуха в летнем и зимнем режимах

Центральный кондиционер представляет собой агрегат, вклю­чающий фильтры, вентилятор, воздухонагреватели (калориферы), воздухоохладители, увлажнители, каплеотделители (элиминаторы), шумоглушительные камеры, воздушные заслонки и другое оборудование.

Рассмотрим принципиальные схемы основных типов СКВ, по­лучивших распространение на судах.

Тип I. Одноканальная система круглогодичного кондициони­рования с полной обработкой воздуха в центральном кондиционере.

Схема (рис. 1.17, а) предусматривает рециркуляцию воздуха. Процессы изменения состояния влажного воздуха в диаграмме I - d при летнем и зимнем режимах работы СКВ представлены на рис. 1.17, б. Летний режим работы системы обеспечивается холодиль­ной установкой, в состав которой входит компрессор КМ, кон­денсатор КД, регенеративный теплообменник РТО, теплообмен­ник, ТРВ, с распределителем хладона и испаритель-воздухоох­ладитель ВО (последние два размещены в центральном конди­ционере). Компрессорные холодильные машины, входящие в состав СКВ, принципиально не отличаются от машин, обслужи­вающих провизионные камеры, но имеют значительно большую холодопроизводительность.

Летний режим. Пройдя через фильтр ПФ, наружный и ре­циркуляционный воздух смешиваются в камере смешения цент­рального кондиционера. На диаграмме I - d этот процесс смеше­ния изображается прямой линией Н - К. Точку А, характеризую­щую состояние смешанного воздуха, можно найти, если расстоя­ние между Н и К разделить обратно пропорционально массовым количествам смешиваемого воздуха G наружного и G рецирку­ляционного:

В вентиляторе В воздух при сжатии нагревается (сухое на­гревание по линии АГ при d = const) и подается в воздухоохлади­тель ВО, где охлаждается до температуры ниже точки росы и осушается. Состояние насыщенного воздуха вблизи поверхности охлаждения определяется точкой О, в которой температура возду­ха равна средней температуре охлаждающей поверхности возду­хоохладителя, а его относительная влажность φ =100%. Процесс охлаждения воздуха в воздухоохладителе может быть представ­лен как процесс смешения воздуха, поступающего в воздухоохла­дитель (точка Г) и насыщенного воздуха у поверхности охлажде­ния (точка О).

В диаграмме I - d этот процесс условно изображается прямой линией ГО. Состояние воздуха на выходе из воздухоохладителя ВО определяется точкой В. Положение ее зависит от температу­ры поверхности охлаждения, скорости воздуха, числа рядов тру­бок по ходу движения потока воздуха, перемешивания воздуха и других факторов. На выходе из центрального кондиционера от­носительная влажность не превышает 95%. Для получения φ = 100% во всем объеме охлаждаемого воздуха (в этом случае точка В совпадает с точкой О) потребовалась бы бесконечно боль­шая поверхность воздухоохладителя или очень длительное время процесса.

Капли влаги, выпавшие из воздуха в процессе охлаждения, во избежание уноса в систему, отделяют в каплеотделитель КО. Для отвода в цистерну или за борт выпавшего из воздуха конден­сата предусмотрен поддон с дренажной трубой. Далее охлаж­денный и осушенный воздух через шумоглушительную камеру ШГ подается в разводящую магистраль и оттуда через воздухо­распределители ВР - в обслуживаемые помещения. В напорном изолированном, трубопроводе воздух нагревается (процесс по ли­нии ВС при d = const). Поступая в помещение, кондиционированный воздух смешивается с воздухом помещения, ассимилируя (поглощая) тепло и влагу (процесс по линии СП). Этот процесс характеризуется повышением влагосодержания, температуры и энтальпии воздуха; относительная влажность понижается. Из обслуживаемых помещений через дверные решетки воздух проходит в коридор, нагревается (процесс по линии ПК при d = const), частично через неплотности удаляется наружу, а частично подса­сывается вентилятором В на рециркуляцию.

В табл. 6 даны примеры изменения тепловлажностных харак­теристик воздуха в различных частях одноканальной средненапорной СКВ при летнем и

зимнем режимах (t = 30°С, φ = 80% летом и t = - 5°С, φ = 85% зимой).

 

Таблица 6

Изменение тепловлажностных характеристик воздуха (к рис. 1.19)

 

Проследим изме­нения параметров воздуха при летнем режиме Из табл.6 вид­но что в вентиляторе воздух нагревается на 30,5 – 28,5 = 2°C, а так как этот процесс происходит при постоянном влагосодержании d, то относительная влажность φ снижается до 62% В ВО температура воздуха понижается на 30,5-12 = 18,5 °С, из кaждого килограмма воздуха удаляется в среднем 17,3 - 8,2 = 9,1 г конденсата, φ при этом увеличивается до 95%. Кипящий в ВО хладон отбирает от каждого килограмма воздуха в среднем около 42 кДж тепла. В магистрали по пути к каютным ВР воздух нагревается от 16 до 14 °C, а φ уменьшается от 95 до 83%. Поступая в поме­щения, приточный воздух перемешивается с воздухом помещении в результате чего в помещении устанавливается t = 23,5 °C что на 6,5°С ниже температуры окружающей среды, и φ = 50 %.

Зимний режим. Наружный воздух подогревается обычно до 15 ÷ 18°С воздухонагревателем ВН1 - калорифером первой ступени (процесс по линии Н'Б' при d = const) затем смешивается с рециркуляционным воздухом (процессы Б'А' и К'А'). Из камеры смешения КС вентилятор нагнетает воздух (нагрев в вентиляторе - линия A'Г') в воздухонагреватель ВН2 - калорифер второй ступени, где воздух нагревается, в нашем примере 32 °С - процесс по линии Г'Д'. Зимой влагосодержание наружного возду­ха очень мало, поэтому в процессе его нагрева относительная влажность значительно понижается. Повышение влажности воздуха обеспечивается подмешиванием к нему пара, подаваемого через увлажнительное устройство У - процесс увлажнения Д'В' близок к изотермическому (изменение величины d и φ видно из табл. 6) Несмотря на изоляцию в напорном трубопроводе воз­дух несколько охлаждается от теплообмена с окружающей средой (процесс В'С' при d =const) и через воздухораспределительное устройство ВР подается в помещения, где, смешиваясь с воздухом помещения, ассимилирует тепло и влагу (процесс по линии С'П'). Процесс П'К' - охлаждение воздуха в коридорах при d =const.

В качестве выпускных воздухораспределителей (ВР) в одноканальных СКВ применяют устройства самых различных конструк­ции Отраслевым стандартом установлено применение на новостроящихся судах ВРН-2,5 и ВРР-2,5 - воздухораспределителей выпускных соответственно с направленной и радиальной раздачей воздуха с номинальным расходом 250 м /ч, а также ВРП-1,6 - воздухораспределителя панельной раздачи с номинальным расходом 160 м /ч.

 

Рис. 1.18 Воздухораспределители:

а - BPН-2,5; б - ВРП-1,6

 

Корпус 1 ВРН-2,5 (рис. 1.18, а) с целью звукоизоляции изнутри покрыт слоем поропласта. Воздух подается через патрубок 6. От­верстия 10 для выпуска воздуха сделаны по всему периметру кор­пуса, в передней части отверстия расположены в два ряда, ввиду чего через них подается 50%, через боковые отверстия 20% и зад­ние - 10% объема приточного воздуха. Коэффициент эжекции (отношение объема эжектируемого воздуха помещения к объему приточного воздуха) Кэ =0,3. Механизм регулирования расхода воздуха состоит из винта 9 с головкой 7, вертикального стержня 2 с гайкой 5 и сферического клапана 5 со штоком 4, скользящим в направляющей 3. Подачу воздуха изменяют вращением головки 7 за счет изменения положения клапана 5. Помимо этого можно посредством заслонок 11, управляемых ручками 12, регулировать подачу воздуха через боковые отверстия ВР.

Воздухораспределитель ВРР отличается от рассмотренного од­норядным расположением выпускных отверстий по всему перимет­ру корпуса. Боковые заслонки отсутствуют. У ВРП-1,6 (рис. 1.18, б) живое сечение отверстий 2 составляет 28% общей поверхности панели 1. Воздух подается через патрубок 4, подача регулирует­ся заслонкой 3.

Рассмотренная одноканальная система с полной отработкой воздуха в центральном кондиционере характеризуется следую­щим: воздух как в летнем, так и в зимнем режиме обрабатывает­ся только в центральном кондиционере до параметров, соответ­ствующих наибольшим тепловым нагрузкам. К каждому ВР воз­дух подается по одному каналу. Рассмотренная система является наиболее простой и дешевой. Индивидуальное регули­рование параметров воздуха в помещении может осуществляться только за счет изменения количества приточного воздуха (коли­чественное регулирование). Для этого воздухораспределитель ВР имеет специальную заслонку. Такой метод индивидуального ре­гулирования является серьезным недостатком системы, так как при уменьшении количества приточного воздуха ухудшается вен­тиляция помещения, что зачастую приводит к созданию диском­фортных условий. Системы кондиционирования воздуха рассмот­ренного типа получили распространение на судах неограниченного района плавания с преимущественным нахождением в южных и тропических широтах.

Тип II. Одноканальная система круглогодичного кондициони­рования с частичной обработкой воздуха в центральном кондицио­нере и с дополнительным подогревом воздуха в доводочных подо­гревателях, встроенных в воздухораспределители, - доводчики кондиционируемых помещений (pиc.1.19).

В летнем режиме система работает так же, как и ранее рассмотренная одноканальная система: воздух охлаждается и осу­шается только в центральном кондиционере, а затем подается к каютным воздухораспределителям. На магистрали установлен пу­тевой глушитель шума, что является характерным для высокона­порных систем.

Регулирование температуры воздуха в помещении осуществля­ется только изменением количества приточного воздуха (количест­венное регулирование) посредством заслонки каютного ВР. Про­цессы в диаграмме I - d: НА и КА - смешение наружного и ре­циркуляционного воздуха, АГ - нагрев в вентиляторе, ГО - охлаждение и осушение воздуха, точка В - состояние воздуха на выходе из воздухоохладителя ВО, ВС - нагрев воздуха в на­порной магистрали, СП - тепло- и влагоассимиляция в помеще­нии, ПК - нагрев воздуха в коридоре.

Рис. 1.19. Одноканальная система круглогодичного кондиционирования с концевым подогревом в водяных доводчиках:

а – принципиальная схема; б – процессы изменения состояния воздуха в летнем и зимнем режимах

В зимнем режиме смешанный наружный и рециркуляци­онный воздух (процессы Н'А' и К'А') нагревается в вентиляторе (процесс Г'Б'), а затем в ВН (процесс Г'Б'), увлажняется (про­цесс Б'В') и подается в напорную магистраль (нагрев в магист­рали - процесс по линии В'Д'). Если магистраль проходит через помещения, имеющие низкую температуру, несмотря на изо­ляцию воздухопровода возможны теплопотери. В этом случае тем­пература воздуха в магистрали снизится, а процесс В'Д' в диаграм­ме I - d пойдет не вверх, а вниз от точки В. Концевой подогрев воздуха осуществляется в доводочных подогревателях, размещен­ных в каютных шкафчиках ВРД. Нагревающий элемент доводоч­ного подогревателя может быть водяным или электрическим. Во­да нагревается до 80 - 90°С в паровом водоподогревателе ВП и рециркуляционным насосом РН прокачивается через змеевики водяных доводчиков. Расширительный бак РБ, сообщенный с ат­мосферой, воспринимает изменение объема воды под влиянием температуры.

В СКВ рассматриваемого типа применяются воздухораспре­делители доводочные (ВРД) трех типов: ВДВЭ - с водяным теплообменником, эжекционный; ВДЭЭ - с электронагревателем; ВДВП - с водяным теплообменником, прямоточный. Воздухорас­пределители доводочные имеют номинальную воздухоподачу по приточному воздуху от 80 до 320 м /ч.

Рис. 1.20. Воздухораспределитель типа ВДВЭ:

I - вход приточного воздуха; II - вход горячей воды; III - выход горячей воды

 

На рис. 1.20 показан воздухораспределитель типа ВДВЭ. При­точный воздух, имея достаточно высокий напор, по каналу, в ко­тором находится регулирующая заслонка 2, подводится к сопло­вым отверстиям 5. При истечении приточного воздуха с большой скоростью через сопла в камеру смешения 7 сквозь решетку 10 эжектируется воздух из помещения. Проходя через водяной на­греватель 1, он подогревается (процесс П'Е' на рис. 1.19, б) и затем смешивается с приточным воздухом (процесс смешения Д'С ' и Е'С'). Через решетку 8 смешанный воздух поступает в помеще­ние, ассимилируя тепло и влагу (процесс С'П'). Таким образом, создается рециркуляция воздуха внутри помещения, обеспечиваю­щая большую равномерность температурного и влажностного по­ля по всему объему помещения. Сопловое устройство представля­ет собой фасонную коробку, внутри которой с помощью звукоизо­ляционного материала 4 образован фигурный канал 3, выполняю­щий роль глушителя шума. Внутренние поверхности корпуса шкафчика оклеены теплозвукоизоляционным материалом. Регулирование микроклимата в помещении осуществляется рукояткой 9, воздействующей через привод 6 на заслонку 2. Во многих конст­рукциях подобных ВРД предусмотрено также регулирование по­дачи горячей воды в нагреватель 1.

Реже применяют прямоточные доводочные воздухораспредели­тели. Они не имеют на панели щелей для подсоса воздуха помеще­ния и работают без рециркуляции. В зависимости от положения регулирующей заслонки, размещенной в начальной части воздуш­ного канала ВРД, большая или меньшая часть приточного возду­ха проходит через канал, в котором находится водяной теплооб­менник. При этом объем приточного воздуха, подаваемого в помещение, остается постоянным. Доводочные воздухораспредели­тели устанавливают на переборках, они имеют в большинстве слу­чаев ручное управление. Воздухораспределители с электрическими нагревателями находят применение в тех случаях, когда проклад­ка в ВРД водяных труб связана с трудностями, их выполняют как с ручным, так и с автоматическим управлением.

Возможности индивидуального регулирования в рассмотренной СКВ реализуются, в летнем режиме только за счет количествен­ного регулирования (изменения подачи приточного воздуха в ВРД), а в зимнем - путем изменения параметров воздуха за счет регулирования его подогрева в доводочных подогревателях (качественное регулирование) или подачи приточного воздуха в ВРД (количественное регулирование). Таким образом, в зимнем режиме СКВ с доводочными подогревателями обеспечивает бо­лее широкие возможности индивидуального регулирования, а сле­довательно, более комфортные условия. Применяют эти сис­темы на судах неограниченного района плавания с преимущест­венным нахождением в средних и северных широтах.

Из рассмотренного принципа действия СКВ с доводочными воз­духораспределителями ясно, что системы такого типа выполняют всегда с повышенным напором. Коэффициент эжекции Кэ (отно­шение объема эжектируемого воздуха к объему приточного) может составлять 2 - 3. В свою очередь повышенный напор порождает серьезный недостаток - повышенный шум в помещении, возникаю­щий при выходе приточного воздуха из сопел ВРД.

Кроме того, к недостаткам одноканальной СКВ с концевыми водяными нагревателями следует отнести необходимость проклад­ки в зашивке помещений двух изолированных водяных труб к ВРД, сложность определения места протечек, потерю полезного объема кают, занимаемого пристенными шкафчиками ВРД, ус­ложнением эксплуатации системы.

Одним из возможных вариантов СКВ типа II является схема, обеспечивающая благодаря предусмотренному резерву холодопроизводительности в летнем режиме более глубокое охлаждение воз­духа в центральном кондиционере с целью высаживания из воз­духа большого количества влаги, с последующим его подогревом в концевом доводчике. Эксплуатация таких систем связана с по­вышенным расходом энергии, но целесообразна для обслужива­ния помещений, где возможно повышенное влаговыделение.

Тип III. Одноканальная си­стема круглогодичного кондици­онирования без рециркуляции с частичной обработкой воздуха в центральном кондиционере и с дополнительной обработкой воздуха - подогревом или охлаждением в доводочных ВРД.

Рис. 1.21. Процессы изменения состо­яния воздуха в летнем режиме од­ноканальной СКВ с охлаждением воздуха в ВРД

 

Особенностью СКВ этого ти­па является предусмотренная схемой возможность подачи в змеевики водяных доводчиков зимой горячей, а летом охлажденной воды. Этим удается улучшить возможности индивидуального регулирования в летнем режиме за счет качественного регулирования такого же широкого диапазона, какой обеспечи­вается при зимнем кондиционировании в СКВ типа II. В л

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: