Кондиционирование воздуха и холодильные системы на буксирных судах

Система кондиционирования воздуха – создание и автоматическое поддержание в обслуживаемых помещениях определенных параметров воздушной среды, определяемых температурой, относительной влажностью и подвижностью воздуха. Все суда, на которых постоянно проживает команда и которые предназначены для эксплуатации в южных районах, в соответствии с санитарными правилами должны быть оборудованы системами кондиционирования воздуха для поддержания в жилых, общественных, служебных и медицинских помещениях необходимой температуры и влажности, независимо от метеорологических условий в районе плавания.

Кроме тепловлажностной обработки система должна обеспечивать подачу воздуха, подвижность его в помещении и определенный газовый состав.

Система кондиционирования воздуха

Комплексную обработку воздуха производят в кондиционерах, представляющих агрегаты, состоящие из вентиляторов, средств очистки, нагрева, охлаждения, увлажнения воздуха и приборов автоматического регулирования процесса обработки.

В помещениях, расположенных на большом расстоянии от центральных кондиционеров или значительно отличающихся по требуемым микроклиматическим условиям воздушной среды от других помещений, обслуживаемых основной системой кондиционирования, могут быть установлены автономные кондиционеры.

На буксирах целесообразно применять следующие системы кондиционирования. Одноканальную низкоскоростную систему кондиционирования обслуживает вентилятор с полным напором 100—170 кгс/см². Скорость воздуха в магистралях принимают равной 15—17 м/с, а в отростках — 6—8 м/с. Ввиду небольших значений скорости воздуха можно до минимума снизить затрату мощности на работу вентилятора и получить систему со сравнительно малым шумом. Однако нельзя изменять количество подаваемого воздуха в отдельные помещения, так как это немедленно вызовет перераспределение подачи воздуха в другие помещения, чем будут нарушены в них комфортные условия.

Одноканальную низкоскоростную систему рекомендуется применять только для тех общественных помещений, в которых не требуется индивидуальная регулировка параметров воздуха. Чтобы обеспечить поддержание определенного газового состава в помещениях, количество наружного воздуха принимают не менее требуемого для вентиляции. Остальной воздух может быть рециркуляционным и поступать из мест, где исключено его загрязнение.

Двухканальную высокоскоростную систему кондиционирования обслуживает вентилятор с полным напором до 600 кгс/м². Скорость воздуха в магистралях принимают равной 25 м/с, а в отростках 15—20 м/с. Воздух в кондиционере обрабатывается на двух ступенях и по двум трубам (по одной из каждой ступени) подается в помещения.

В каждой каюте при входе устанавливают воздухораспределитель, позволяющий смешивать два потока воздуха в любом соотношении до 100 % и изменять температуру в каюте в достаточно широких пределах. Общее количество поступающего в каюту воздуха всегда сохраняется, и любая регулировка не влияет на подачу воздуха в смежные помещения.

Возможность индивидуальной регулировки для поддержания наиболее комфортных условий во всех помещениях позволяет рекомендовать двухканальную систему в качестве основной для кают, несмотря на несколько повышенную стоимость такой системы по сравнению с одноканальной.

Служебные помещения буксираСлужебные помещения, например, в ходовых рубках, камбузах, постах машинно-котельного отделения, регулируется направление и скорость подачи воздуха от системы кондиционирования к рабочим местам.

При небольшом числе помещений, в которые воздух проводится по каналам без нарушения непроницаемости основных переборок, как это обычно бывает на буксирах, систему кондиционирования может обслуживать один центральный кондиционер, расположенный в шумоизолированном помещении, с учетом удобства прокладки труб во все помещения. К двум ступеням нагрева воздуха подводят пар, а при отсутствии его — горячую воду. Для охлаждения воздуха наиболее рационально использование воздухоохладителей непосредственного охлаждения, хладоагент к которым поступает от холодильной установки достаточной производительности, размещенной по возможности ближе к кондиционеру.

Температура воздуха, поступающего в помещения после обработки в кондиционере, должна быть не выше 40° при отоплении и не менее 18° при охлаждении помещения.

Если в системе предусмотрены воздухораспределители с эжекцией, воздух в кондиционере нагревают до 50—55° или охлаждают до 10° в зависимости от количества эжектируемого из помещений воздуха. Дополнительный нагрев или охлаждение воздуха позволяет уменьшить производительность и мощность вентилятора.

Расход тепла и холода снижают до возможного предела в результате общей рециркуляции воздуха.

Предлагается к прочтению: Архитектура буксирного судна, морского и речного плавания

Ручное регулирование нескольких процессов тепловлажностной обработки воздуха в системе кондиционирования при непрерывно меняющихся внешних факторах практически невозможно поэтому систему снабжают приборами автоматического регулирования, которые совместно с элементами ручного регулирования, обеспечивают поддержание в помещениях комфортных условий. Поддержание температуры в заданных пределах на выходе из кондиционера осуществляется температурными регуляторами расхода тепло и хладоносителя через теплообменные аппараты. Увлажнение осуществляется автоматически при включении подогрева воздуха во второй ступени; количество подаваемого при этом увлажнителя предварительно регулируется вручную. Защита нагревателей воздуха от замерзания обеспечивается температурными регуляторами аварийного отключения вентилятора. Кроме этого, предусматривают сигнализацию о наличии напряжения в схеме, включении вентилятора, срабатывании защиты, а питание приборов автоматики блокируют с работой вентилятора.

Тепловлажностные расчеты систем кондиционирования выполняют графоаналитическим методом с построением процессов изменения состояния воздуха в диаграмме I—d.

Холодильные системы

Холодильные системы на буксирах помимо обслуживания систем кондиционирования предназначаются для охлаждения провизионных кладовых (камер) или шкафов.

Объем охлаждаемых кладовых или шкафов должен быть достаточным для размещения скоропортящихся продуктов, необходимых экипажу на все время автономного плавания буксира, и определяется исходя из расчетных норм суточного расхода продуктов на одного человека и норм загрузки кладовых, приведенных в табл. 1.

 
Учитывая наличие проходов и оборудования в кладовых, полученные расчетом площади увеличивают примерно в два раза.

Морские буксирыМорские буксирные суда, классификация и виды в соответствии с санитарными правилами необходимо оснащать кладовыми для раздельного хранения мяса, рыбы, жиров, овощей. Буксиры мощностью до 1 000 л. с. могут иметь только две кладовые: одна для мяса, рыбы и жиров и вторая — для овощей. На буксирных судах внутреннего плавания допускается предусматривать одну провизионную охлаждаемую кладовую или шкаф достаточной емкости, а овощи хранить в неохлаждаемой кладовой.

При хранении продуктов до одного месяца рекомендуются следующие температурные режимы в охлаждаемых кладовых:

• мясо и рыба -8°;
• масла и жиры -2°;
• яйцо и молочные продукты -1 – 0°;
• овощи и фрукты +4°.

По размерам кладовых определяют необходимую производительность холодильной установки, которая должна обеспечивать поддержание требуемого температурного режима в кладовых при наиболее неблагоприятных для холодильной установки условиях эксплуатации. Основной величиной, определяющей производительность холодильной установки, являются теплопритоки извне через поверхности, ограждающие охлаждаемые кладовые. Эти теплопритоки суммируются с теплопритоками от электроосвещения, работающих в кладовой людей, а также вентиляторов, если они установлены в кладовых, и с затратами холода на охлаждение и осушение вентиляционного воздуха.

Холодильная установка в режиме хранения продуктов должна покрывать суточные теплопритоки за 14—18 ч работы, что дает возможность производить дополнительно охлаждение продуктов, погруженных в кладовые в неохлажденном виде. По определенной таким образом потребной производительности подбирают холодильную установку из числа освоенных промышленностью.

На буксирах чаще применяют холодильные системы с непосредственным испарением хладоагента — фреона. Компрессорно-конденсаторный агрегат устанавливают возможно ближе к провизионным кладовым, в которых размещают приборы охлаждения — испарители. Пары фреона из испарителей засасываются компрессором и после сжатия подаются в конденсатор, где они охлаждаются и конденсируются за счет теплообмена с забортной водой, подаваемой насосом. Жидкий фреон из конденсатора поступает в змеевик теплообменника, охлаждается парами фреона, выходящими из испарителей, а в фильтреосушителе очищается от возможных загрязнений и влаги.

Если температура в кладовой отклоняется от требуемой, термореле подает импульс для срабатывания электромагнитного клапана, который закрывает или открывает доступ жидкому фреону к терморегулирующему вентилю (ТРВ). ТРВ осуществляет автоматическое регулирование наполнения испарителей фреоном в зависимости от перегрева паров, контролируемого при выходе их из испарителей. В случае увеличения разницы между температурой испарения и температурой выходящих из испарителя паров фреона ТРВ увеличивает подачу жидкого фреона, а при уменьшении разницы температур уменьшает подачу или прекращает ее, предохраняя испарители от затопления, а компрессор — от гидравлического удара.

Кроме ТРВ и электромагнитного клапана, обеспечивающих автоматическое поддержание заданного температурного режима в обслуживаемых помещениях, установку снабжают двумя защитными реле давления, которые останавливают компрессор, если давление во всасывающем и нагнетательном трубопроводах отклоняется от нормального.

Читайте также: Промысловые суда

Любое из двух термореле, размыкающее свои контакты последним, одновременно с закрытием электромагнитного клапана выключает компрессор холодильной установки, а замыкающее контакты первым одновременно с открытием электромагнитного клапана включает компрессор. Таким образом происходит автоматический пуск и остановка компрессора.

Автоматический дроссель АДДК поддерживает заданное давление испарения фреона в испарителе, увеличивая проходное сечение при повышении давления и уменьшая — при понижении давления.

В случае работы одного компрессора на несколько камер с различной температурой дроссели выравнивают давление во всасывающих трубах перед компрессором и тем самым улучшают работу холодильной установки.

На буксирах с большой автономностью плавания холодильные системы имеют два компрессорных агрегата, один из которых обычно работает на кладовые с минусовой температурой, а второй — на кладовые с плюсовой температурой, при этом предусматривают возможность взаимного резервирования агрегатов и обслуживание всех кладовых одним агрегатом.

На малых морских буксирах, а также на многих судах внутреннего плавания скоропортящиеся продукты хранят в домашних холодильных шкафах типа «Саратов», «Минск», «Зил» или шкафах типа Т2-125М емкостью 1,25 м³, которые обслуживаются отдельно стоящим фреоновым агрегатом ФАК-0,7 с воздушным охлаждением (производительность его — 700 ккал/ч).