CC BY
44УДК 697.9:6:629.5.048.3
В.А. Иодис, А.А. Алтухов, И.П. Сарайкина
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: iodisva@mail.ru
ОБЗОР ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ КОМФОРТНОГО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА НА СУДАХ
В данной работе представлен обзор централизованных систем комфортного кондиционирования воздуха, применяемых на судах. Для существующих систем кондиционирования был произведен технический и экономический анализ их характеристик с выбором оптимальной системы.
Ключевые слова: система кондиционирования воздуха, помещения судна, параметры воздуха.
V.A. Iodis, A.A. Altukhov, I.P. Saraykina
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: iodisva@mail.ru
AN OVERVIEW OF CENTRAL COMFORT AIR CONDITIONING SYSTEMS ON SHIPS
This paper provides an overview of centralized comfort air conditioning systems using on ships. For existing air conditioning systems, a technical and economic analysis of their characteristics with the following choice of the optimal system was carried out.
Key words: air conditioning system, areas of the ship, air parameters.
Системы централизованного комфортного кондиционирования воздуха (СЦККВ) на судах предназначены для создания комфортных условий работы и проживания членов экипажа судна. При проектировании на основании технического и экономического анализа выбирается наиболее оптимальная для заданного типа судна СЦККВ. Система должна обеспечивать комфортные параметры среды в жилых и общественных помещениях судна при минимальных затратах на ее работу.
Сегодня распространение получили следующие централизованные системы комфортного кондиционирования - одноканальная без рециркуляции, одноканальная и двухканальная с ре-циркуляциями.
В одноканальной СЦККВ без рециркуляции (рис. 1) воздух проходит двуступенчатую обработку. Первая ступень обработки воздуха происходит в центральном кондиционере и включает его очистку, нагревание/охлаждение, увлажнение. Вторая ступень - очистка, нагревание/охлаждение и смешение воздуха, происходящее в кондиционере, расположенном непосредственно в кондиционируемом помещении. Работа одноканальной СЦККВ без рециркуляции осуществляется следующим образом. Наружный воздух через фильтр 1 всасывается в центральный кондиционер 2 центробежным вентилятором 3, далее проходит тепло-влажностную обработку в охлаждающем 4 или нагревающем 6 теплообменниках, в увлажнителе 5, в зависимости от времени года, и подается по воздуховодам 7 в кондиционеры 8, расположенные непосредственно в кондиционируемых судовых помещениях. Там проходит обработку смесь приточного воздуха центрального кондиционера и воздуха судового помещения. Для этого в нем установлен охлаждающе-нагревающий теплообменник 9, по трубкам которого течет холодная или горячая вода [1, 2].
В одноканальной СЦККВ с рециркуляцией, представленной на рис. 2, смесь наружного и рециркуляционного воздуха, образующаяся в камере смешения 2, обрабатывается полностью в центральном кондиционере 3, проходя последовательно все его элементы: фильтры 1 и 4, первый 5 и второй теплообменник нагревающий 6, центробежный вентилятор 7, воздухоохладитель 8, паровой увлажнитель 9. На рециркуляцию возвращается часть воздуха по воздуховодам 10. Обработанный воздух нагнетается вентилятором 7 в каюты по воздуховодам 11.
Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития
Задортная йода или Водяной пор Конденсат холодильный агент
Рис. 1. Одноканальная СЦККВ без рециркуляции: 1 - фильтр; 2 - кондиционер центральный; 3 - вентилятор центробежный; 4 - теплообменник охлаждающий; 5 - увлажнитель; 6 - теплообменник нагревающий; 7 - воздуховоды; 8 - кондиционер, расположенный в кондиционируемом помещении;
9 - теплообменник охлаждающе-нагревающий
Рис. 2. Одноканальная СЦККВ с рециркуляцией: 1 - фильтр; 2 - камера смешения; 3 - кондиционер центральный; 4 - фильтр; 5, 6 - теплообменник нагревающий; 7 - вентилятор центробежный; 8 - теплообменник охлаждающий; 9 - увлажнитель; 10 - воздуховод рециркуляционного воздуха; 11 - воздуховоды
В двухканальной СЦККВ с рециркуляцией, представленной на рис. 3, воздух обрабатывается до различных параметров в первом и во втором каналах центрального кондиционера 3. По двум каналам воздух нагнетается в каюты. Смешение потоков воздуха из канала № 1 и 2 позволяет регулировать температуру, относительную влажность воздуха в каюте [2, 3].
Рис. 3. Двухканальная СЦККВ с рециркуляцией : 1 - фильтр; 2 - камера смешения; 3 - кондиционер центральный; 4 - фильтр; 5, 6 - теплообменник нагревающий; 7 - вентилятор центробежный; 8 - теплообменник охлаждающий; 9 - увлажнитель; 10 - воздуховод рециркуляционного воздуха; 11 - воздуховоды; 12 - фильтр
Окончательно СЦККВ для помещений судна выбирается на основании данных технического и экономического анализа. Результаты анализа, рассмотренные выше СЦККВ, представлены в таблице.
Основные характеристики СЦККВ
Характеристика Одноканальная без рециркуляции Одноканальная с рециркуляцией Двухканальная с рециркуляцией
Объемный расход воздуха: - наружного, м3/с - приточного, м3/с 3 1 2 1 2
Нагрузка на охлаждающий теплообменник, кВт 30 18 12
Нагрузка на нагревающий теплообменник, кВт 42 28 19
Расход пара с учетом увлажнения, кг/с 0,012 0,0085 0,0063
Технический и экономический анализ показал, что:
1. Достоинством одноканальной системы без рециркуляции (рис. 1) является простота устройства, небольшая протяженность воздуховодов. К недостаткам можно отнести большие тепловые нагрузки на оборудование кондиционера, невозможность регулирования параметров воздуха в кондиционируемых помещениях [3].
2. К преимуществам одноканальных систем с рециркуляцией относятся меньшие в сравнении с одноканальными системами без рециркуляции тепловые нагрузки на охлаждающий теплообменник, нагревающий теплообменник, увлажнитель кондиционера (см. табл.), однако для данной системы также невозможно изменять температуру, относительную влажность индивидуально для каждого помещения.
3. Наиболее оптимальной СЦККВ является двухканальная система с рециркуляцией как менее энергозатратная и позволяющая в каждом кондиционируемом помещении создавать индивидуальные параметры микроклимата [4].
Литература
1. Судовые системы вентиляции и кондиционирования воздуха: справочное пособие по проектированию / А.А. Мундингер, В.П. Мокрецов, А.Д. Тарасов, Е.И. Шифрин. - Л.: Судостроение, 1974. - 301 с.
2. Селиверстов В.М. Расчеты судовых систем кондиционирования воздуха. - Л.: Судостроение, 1971. - 231 с.
3. Захаров Ю.В. Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильных машин. -Л.: Судостроение, 1979. - 487 с.
4. Балыкова Л.И., Иодис В.А., Скороходов П.С. Анализ судовых систем кондиционирования воздуха для транспортного рефрижератора // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: Материалы III Всерос. науч.-практ. конф. (20-22 марта 2012 г.). - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2012. - С. 26-29.
