 |
Назначение, состав и устройство системы кондиционирования воздуха
|
|
|
|
Система вентиляции служит для замены в помещениях загрязненного воздуха свежим наружным воздухом. Система кондиционирования, являющаяся дальнейшим развитием системы вентиляции, обеспечивает наряду с вентиляцией термовлажностную обработку и очистку воздуха от пыли и других загрязнений.
Система кондиционирования в теплое время охлаждает и осушает воздух, а в холодное время нагревает и увлажняет его. Комфортные условия в первую очередь характеризуются наиболее благоприятными для человека температурой и влажностью воздуха. В соответствии с «Санитарными правилами для морских судов» и отраслевыми нормалями температура воздуха в жилых и служебных помещениях должна быть в пределах 20—25 °С, а относительная влажность составлять 40—60 %. Максимальная температура в рабочих зонах машинных и котельных отделений не должна превышать 28 °С. Скорость входа свежего воздуха в вентилируемое помещение должна быть не выше 1—2 м/с. При проектировании систем вентиляции следует пользоваться применяемыми в практике судостроения кратностями обмена воздуха в час в различных по назначению помещениях. Так, для жилых помещений кратность обмена воздуха в час составляет 10—20, провизионных кладовых 5—15, гальюнов 15—20, камбузов 30—40.
Система кондиционирования состоит из кондиционеров, в которых происходит обработка воздуха, холодильной установки, воздухопроводов, воздухораспределителей и приборов автоматического контроля и управления. Кондиционер представляет собой теплообменный аппарат, включающий фильтр, воздухоохладитель, воздухонагреватель, увлажнитель и элиминатор. Кондиционер может быть скомпонован также с электровентилятором. По назначению системы кондиционирования подразделяют на системы летнего, зимнего и круглогодичного кондиционирования. Системы летнего кондиционирования предназначены только для охлаждения и осушения воздуха, а зимнего — только для его нагревания и увлажнения. Круглогодичные системы обеспечивают любой вид обработки воздуха.
|
|
|
По способу обработки воздуха различают централизованные, смешанные и автономные системы. Централизованная система производит полную обработку воздуха в одном кондиционере (центральном), из которого он вентилятором по воздухопроводам направляется в обслуживаемые помещения.
Автономная система осуществляет обработку воздуха отдельного помещения в автономном кондиционере, устанавливаемой в том же помещении. Смешанная система обеспечивает первичную обработку наружного воздуха в центральном кондиционере, а окончательную доводку — в местных кондиционерах, установленных не посредственно в обслуживаемых помещениях. В таких системах получение холодной и горячей воды, используемой в тех и других кондиционерах, централизовано.
В местных кондиционерах предусматривается подсасывание воздуха из обслуживаемого помещения, смешивание его с наружным воздухом и выпуск смешанного воздуха.
В настоящее время на судах наиболее распространены смешанные системы благодаря простоте регулирования микроклимата в помещениях.
По числу воздухопроводов, по которым подводится воздух к помещению, системы подразделяют на одно- и двухканальные, называемые также одно- и двухпроводными.
Одноканальные системы проще по устройству, а двухканальные более удобны в создании желаемого микроклимата. При использовании двухканальных систем не требуется установки в каютах вентиляционных шкафчиков и, следовательно, подвода к ним трубопроводов с горячей или холодной водой.
По скорости движения воздуха в воздухопроводах различают низкоскоростные и высокоскоростные системы. Скорость воздуха в низкоскоростных системах составляет 4—10 м/с, а в высокоскоростных— 12—30 м/с.
|
|
|
Скорость воздуха зависит от напора, создаваемого вентилятором. В связи с этим высокоскоростные системы являются одновременно высоконапорными, а низкоскоростные — низконапорными.
Высокие скорости воздуха позволяют уменьшить диаметры воздухопроводов, но вместе с тем вызывают повышение шума от потока воздуха.
В низконапорных системах вентиляторы затрачивают на перемещение воздуха по воздухопроводам меньшую мощность, но воздухопроводы в них имеют большие габариты.
В судовых условиях применяют различные системы кондиционирования. Рассмотрим наиболее типичные из них.
На рис. 5.1., а показана схема централизованной однопроводной низконапорной системы, в которой полностью обработанный в центральном кондиционере воздух подается вентилятором 2 в помещение 6.
Температура воздуха в каждом помещении регулируется изменением расхода подаваемого в него воздуха. По трубопроводу 10 осуществляется рециркуляция воздуха, забираемого вентилятором из коридора, куда он выходит из помещения через дверные решетки. Данная система имеет существенный недостаток, состоящий в том, что при регулировании расхода воздуха в одном из помещений происходит перераспределение расходов по другим помещениям.
Поэтому такие системы наиболее приемлемы для помещений большого объема (например, кают-компаний, столовых, кинозалов и т. п.).
В смешанной однопроводной высоконапорной системе (рис. 5.1., б) воздух, предварительно обработанный в центральном кондиционере, достигает требуемой температуры в шкафчиках 11. Благодаря высокой скорости воздуха, выходящего в шкафчик через сопло, происходит подсасывание воздуха из помещения 6 и перемешивание его с обработанным воздухом.
Наличие теплообменника в шкафчике позволяет индивидуальным путем регулировать температуру воздуха в каждом помещении. Теплообменники могут быть электрическими или водяными.
Рис. 5.1. Схемы систем кондиционирования: а — однопроводная низконапорная; б — однопроводная высоконапорная; в — двухканальная высоконапорная.
|
|
|
1 — свежий воздух; 2 — вентилятор; 3 — центральный кондиционер; 4 — воздухонагреватель; 5 — воздухоохладитель; 6 — каюта; 7 — воздухораспределитель; 8 — обработанный воздух; 9—коридор; 10 — воздухопровод рециркуляционного воздуха; 11 — вентиляционные шкафчики; 12 — эжектируемый воздух; 13 — смеситель воздуха; 14 и 15 — воздухопроводы каналов I и II.
Центральный кондиционер (рис. 5.2.), применяемый в одноканальных системах, состоит из фильтра 10, воздухоохладителя 3, воздухонагревателя 5 и увлажнителя 7.
Рис. 5.2. Центральный кондиционер.
1 — патрубок для подвода воздуха; 2 — подвод холодной воды; 3— воздухоохладитель; 4—подвод горячей воды; 5 — воздухонагреватель; 6 — подвод пара; 7 — увлажнитель; 8 — патрубок для отвода обработанного воздуха; 9 — трубка отвода конденсата; 10 — противопыльный фильтр.
Воздухоохладители и воздухонагреватели имеют обычно трубчатые поверхности теплообмена. По трубкам пропускается холодная или горячая вода, а к увлажнителю 7 подводится водяной пар. Засасываемый.вентилятором воздух очищается от пыли в фильтре и затем в зависимости от времени года охлаждается или подогревается. В процессе охлаждения воздуха на поверхности труб выделяется избыточная влага, которая в виде конденсата отводится из воздухоохладителя.
После подогрева воздуха в воздухонагревателе он увлажняется паром в увлажнителе. Обработанный воздух через патрубок 8 отводится по трубопроводам в помещения.
Вентиляционный шкафчик (рис. 5.3.) представляет собой коробку с двумя жалюзями: через верхние жалюзи 1 полностью обработанный воздух выходит в обслуживаемое помещение, а через боковые жалюзи 4 рециркуляционный воздух подсасывается из помещения.
Внутри шкафчика размещены теплообменник 3 и эжектор 7. К эжектору подводится предварительно обработанный в центральном кондиционере воздух, а к теплообменнику — горячая или холодная вода (в зависимости от необходимости нагревания или охлаждения воздуха). Расход воды регулируется клапаном 10, а количество входящего в помещение воздуха — величиной открытия жалюзей 1 посредством механизма 2, чем обеспечивается индивидуальная доводка воздуха в обслуживаемом помещении.
|
|
|
Струя воздуха, имеющая большую скорость (20—30 м/с), при выходе из сопла эжектора увлекает за собой воздух из шкафчика и, смешиваясь с ним, поступает через жалюзи 1 в помещение. Давление в шкафчике несколько понижается (т. е. происходит разрежение), вследствие чего подсасывается воздух через жалюзи 4 из помещения. Рециркуляционный воздух, омывая на своем пути оребрённые трубы теплообменника 3, охлаждается или подогревается. При смешивании рециркуляционного воздуха с воздухом, выходящим из эжектора, температура достигает требуемой величины.
Рис. 5.3. Вентиляционный шкафчик.
1 — верхние жалюзи; 2 — механизм управления жалюзями; 3 — теплообменник; 4 — боковые жалюзи; 5 — вход воздуха из центрального кондиционера; 6 — теплоизоляционная обшивка; 7 — эжектор; 8 — выход воды; 9 — сток конденсата; 10 — регулировочный клапан; 11 — вход воды.
Двухканальная система показана на рис. 5.1., в. В системе воздух обрабатывается в центральном кондиционере 3, из которого он, двумя потоками, имеющими разную температуру, по отдельным воздухопроводам 14 и 15 подводится к смесителям 13, установленным в обслуживаемых помещениях. В смесителе оба потока воздуха смешиваются в требуемой пропорции до установления желаемой температуры. Через воздухораспределительные каналы смесителя воздух рассеянным потоком выходит в помещение.
Схемой предусматривается рециркуляция из коридоров 9 воздуха, подводимого к вентилятору по воздухопроводу 10.
На рис. 5.4. показан кондиционер, применяемый в двухканальных системах.
Данный кондиционер скомпонован с электровентилятором. Наружный воздух засасывается вентилятором через противопыльный фильтр и воздухонагреватель первой ступени и нагнетается в камеру 9, из которой расходится в каналы I и II. Предварительно воздух проходит лабиринтный глушитель 2, в котором снижается шум от потока воздуха до допустимого уровня. При направлении к каналу 11 воздух последовательно проходит воздухоохладитель 16, увлажнитель 15 и воздухонагреватель второй ступени 10.
Рис. 5.4. Кондиционер для двухканальной системы:
а —общий вид; б — принципиальная схема.
1 — электровентилятор; 2 — лабиринтный глушитель; 3 — воздухонагреватель первой ступени; 4 — противопыльный фильтр; 5 — патрубок для подвода наружного воздуха; 6 и 7 — патрубки для отвода воздуха в каналы I и II; 8 — подвод электропитания; 9 — воздухораспределительная камера; 10 — воздухонагреватель второй ступени; 11 — теплоизоляционная обшивка; 12 — патрубок для отвода воды; 13 —патрубок для подвода воды; 14 — клапан регулирования расхода пара; 15 — паровой увлажнитель; 16 — воздухоохладитель.
|
|
|
В режиме отопления помещений предварительно подогретый в воздухонагревателе 3 воздух из камеры 9 выходит в канал I и частично направляется в канал II, дополнительно нагреваясь в воздухонагревателе 10. Нагревание сопровождается увлажнением воздуха паром в увлажнителе 15. При этом режиме воздухоохладитель отключают.
В режиме охлаждения наружный воздух нагнетается вентилятором в камеру 9, откуда часть его идет в канал I, а другая часть после охлаждения в воздухоохладителе направляется в канал II. При этом режиме воздухонагреватели и увлажнитель отключают.
На рис. 5.5. показан смеситель воздуха.
Рис. 5.5. Смеситель воздуха.
1 — корпус; 2 —патрубок канала I; 3— патрубок канала II; 4 — регулировочные клапаны приемных камер; 5 — теплоизоляционное покрытие; 6 — зашивка подволока; 7 —выход смешанного воздуха; 8 — воздухонаправляющая крышка- 9 — смесительная полость; 10 — ручка.
В его корпусе имеется полость 9 соединенная камерами с патрубками 2 и 3, к которым подводится воздух по каналам I и II от центрального кондиционера. В полости происходит перемешивание воздуха, поступающего из каналов I и II. Камеры перекрываются клапанами 4, позволяющими регулировать расход воздуха из каналов I и II. Смешанный воздух требуемой температуры направляется в помещение через щелевые каналы, образуемые воздухонаправляющей крышкой 8 и корпусом смесителя. Ручка 10 служит для регулирования подачи воздуха в помещение.
В качестве примера на рис. 5.6. показан участок двухканальной системы кондиционирования на танкере.
Рис. 5.6. Схема системы кондиционирования в надстройке танкера.
1 — каюты; 2 — воздухораспределитель; 3 —смеситель воздуха; 4 —коридор; 5, 7 — приемные решетки воздуха; 6— выгородка для кондиционеров; 8 — электровентиляторы; 9— кондиционеры; 10 — канал I; 11 —канал II; 12 — рециркуляционный трубопровод; 13 — звукопоглощающие вставки; 14 — стояки вниз
В двух специальных выгородках 6 установлены двухступенчатые центральные кондиционеры 9 с электровентилятором 8, каждая пара которых обслуживает определенную группу жилых и служебных помещений, расположенных в надстройке. Наружный воздух засасывается вентилятором через приемные решетки 7 и смешивается с рециркуляционным, засасываемым из коридора 4 через приемную решетку 5. В каждую каюту подходят два воздухопровода 10 и 11 от первой и второй ступеней кондиционера. Для снижения шума от воздушного потока на воздухопроводах установлены звукопоглощающие вставки 13.
Воздух смешивается в смесителе 3 и через воздухораспределитель 2 поступает в каюту. В каждую одиночную каюту подается не менее 30 м3 воздуха в час.
|
|
|
