Системы вентиляции и кондиционирования воздуха на судне

Судовые помещения по выделяющимся вредностям, а, следовательно, по определению потребного воздухообмена и его организации, разделяют на следующие 4 группы:

- жилые, общественные, и служебные помещения (каюты, столовые, рулевые, штурманские, радиорубки и т. д.);

- помещения энергетических установок (главных двигателей, дизель генераторов, котельные);

- производственные и вспомогательные помещения (помещения холодильных машин, насосные отделения танкеров, мастерские, аккумуляторные);

- санитарно-гигиенические и бытовые помещения (душевые, умывальники, бани, прачечные, гальюны).

Жилые, общественные и служебные помещения. Преобладающей вредностью у данной группы помещений являются избыточные тепловыделения в теплый период года. В холодный период в эти помещения (кроме камбуза) должно подаваться количество воздуха, необходимое для разбавления углекислого газа, выделяемого людьми при дыхании. При подаче в жилые помещения 33 м³/ч, а в общественные (салоны, красные уголки) 20 м³/ч воздуха на одного человека обеспечивается допустимое содержание углекислого газа, а значит, необходимая чистота воздуха. Указанные воздухообмены вообще во всех случаях должны быть минимальными для жилых, общественных и служебных помещений.

Систему, обеспечивающую требуемые метеорологические условия (кондиционирования, вентиляцию естественную или искусственную), выбирают в зависимости от района плавания судна, его назначения, энерговооруженности и экономических соображений.

Воздухообмен в системах кондиционирования и вентиляции жилых, общественных и служебных помещений должен быть организован так, чтобы чистый приточный воздух подавался в эти помещения, выходил из них через решетки в коридоры и из последних через санитарно-гигиенические помещения удалялся вытяжными системами.

В камбузе должна быть приточно-вытяжная система вентиляции с преобладанием вытяжки над притоком (отрицательный баланс). Воздух из камбуза целесообразно удалять из-под свесов (ширм), устанавливаемых над плитами, варочными котлами и др. На рабочие места следует подавать душирующий воздух.

Преобладающей вредностью в помещениях также являются избыточные тепловыделения. Так, в помещении дизель генераторов тепловыделения представляют собой сумму тепловыделений двигателя и генератора, количественные значения которых рассчитываются по специальным формулам.

Расчетное количество воздуха подается в помещение специальной системой искусственной вентиляции. Предусматривают сосредоточенную подачу воздуха – приточный воздух подают в нижнюю (рабочую) зону помещения. Вытяжку из помещения в основном осуществляют через шахту выпускных трубопроводов в их кожух (фальштрубу), в верхней части которого должен быть специальный проем для выхода нагретого воздуха.

Производственные и вспомогательные помещения. В насосных отделениях, например, танкеров, предусматривают искусственную приточно-вытяжную вентиляцию. Воздух удаляют из нижней зоны помещения, у мест наибольшего выделения паров нефтепродуктов: у сальников грузовых насосов, около клинкетов, из-под слани. Вытяжные отверстия снабжают огнепреградительной сеткой, сопротивление которой учитывают при расчете системы.

Эффективность систем кондиционирования воздуха зависит от способов распределения и подачи приточного и удаления отработанного воздуха, так как протекание технологического процесса существенно зависит от равномерности распределения параметров воздуха по рабочей зоне.

Выбор способа подачи воздуха и типа воздухораспределителей производится в зависимости от категории помещений, требований к микроклимату, габаритных размеров технологического оборудования и характера изменения тепловлаговыделений и других вредностей.

При организации воздухообменов необходимо стремиться к тому, чтобы чистый приточный воздух кратчайшим путем поступал в рабочую зону, а загрязненный удалялся в местах скопления вредностей и тем самым препятствовал их распространению по рабочему залу.

Для производственных и вспомогательных помещений обычно применяют следующие способы подачи воздуха: верхнюю пассивную, нижнюю активную, верхнюю веерную и верхнюю сосредоточенную (бесканальную).

Достаточно широко применяется верхняя пассивная подача воздуха через отверстия в нижней стенке воздуховода. Во избежание ощутимых токов воздуха в рабочей зоне под отверстиями размещаются горизонтальные щиты, ударяясь о которые воздух делает поворот на 90° и далее перемещается в верхней зоне помещения, настилаясь на потолок, при этом значительная часть приточного воздуха, проходя в верхней зоне помещения, может удаляться через открытые фрамуги в окнах или через отверстия для рециркуляции воздуха, не достигая рабочей зоны. Принцип активной подачи воздуха состоит в том, что приточный воздух поступает через щелевидные отверстия шириной 30 - 80 мм, снабженные экранами. Их располагают перпендикулярно потоку воздуха в канале, благодаря чему воздух подается из отверстий преимущественно под действием статического давления в направлении, близком перпендикулярному к стенке. Омывая экран, воздух кратчайшим путем поступает вниз в проходы между машинами, т.е. на рабочие места. Коэффициент эффективности использования приточного воздуха составляет 1 -1,3. Верхняя веерная подача воздуха осуществляется с помощью анемостатов, воздух из которых выходит под различными углами и либо настилается на потолок, либо подается в направлении, перпендикулярном потоку, и скорость его быстро затухает. Следствием этого является малоэффективное использование приточного воздуха: перед тем как попасть в рабочую зону, он должен совершить длинный путь, загрязняясь при этом. Для регулирования расхода воздуха в горловине анемостата устанавливаются клапаны, а для выравнивания потока перед входом в анемостат монтируют спрямляющие решетки. Главным недостатком данного способа является перетекание приточного воздуха в вытяжные отверстия при удалении отработанного воздуха из верхней зоны, такое перетекание может достигать 40 % общего количества приточного воздуха.

Верхняя сосредоточенная подача воздуха (бесканальная) осуществляется в больших объемах в одной или нескольких точках рабочего зала через специальные насадки круглой или прямоугольной формы. При бесканальной подаче неизбежна неравномерность скорости и параметров воздуха, как по длине, так и по ширине рабочего зала. Коэффициент эффективности использования приточного воздуха при сосредоточенной подаче равен 0,9 - 1. Бесканальная подача воздуха в конструктивном отношении предельно проста. На ее выполнение тратится минимальное количество материалов, помещение не загромождается вентиляционными каналами, но при данном способе воздух верхней и рабочей зон интенсивно перемешивается, в результате чего теплый воздух, влага и пыль, уносимые вверх конвективными потоками, снова попадают в рабочую зону. Здесь, как и при верхней подаче, некоторая часть приточного воздуха, циркулируя в верхней зоне помещения, уходит наружу, не достигнув рабочей зоны.

Нижняя подача воздуха осуществляется в нижнюю зону помещения. Через систему подпольных каналов воздух подается через тумбочки, приставленные к стенам или колоннам вблизи технологического оборудования, либо через верхние каналы, снабженные опусками с насадками для выхода воздуха. Коэффициент эффективности данного способа воздухораспределения составляет 1,5 - 2.

При раздаче приточного воздуха по схеме сверху вниз струе приходится преодолевать значительное расстояние, прежде чем она достигнет рабочей зоны, в которой размещается технологическое оборудование и находится обслуживающий персонал. На пути движения воздуха встречаются мощные конвективные потоки от оборудования в виде тепловой подушки, для которой характерно резкое уменьшение относительной влажности и увеличение температуры приточного воздуха, а также его загрязнение вторичной пылью и другими вредностями. Кроме того, тепловая подушка затрудняет доступ приточного воздуха в рабочую и технологическую зоны и не способствует снятию тепловой нагрузки в нижней зоне помещения.

Нижняя подача воздуха наиболее эффективна, так как воздух поступает в непосредственной близости от технологического оборудования и попадает в рабочую зону, незначительно меняя свои параметры.

Приточный воздух направляется в верхнюю зону. Из общего притока около 1000 м³/ч подается для душирования рабочего места у грузовых насосов.

Воздухообмен в помещениях холодильных машин также рассчитывают по кратности, принимаемой равной: приток 25.- 30 обм./ч, вытяжка 30.- 35 обм./ч. При аммиачных компрессорах предусматривают аварийную вытяжную вентиляцию, рассчитываемую на 20 обм./ч.

В санитарно-гигиенических и бытовых помещениях предусматривают вытяжную вентиляцию. Приток воздуха осуществляется из коридоров вследствие разрежения, создаваемого вентиляцией, т. е. здесь всегда должен быть отрицательный воздушный баланс. Воздухообмен рассчитывают по кратности, значение которой для каждого помещения приведено в Санитарных правилах.