Проект корабельной холодильной установки системы кондиционирования воздуха

Содержание Введение……………………………………………………………………...…...8 1. Технико – экономическое обоснование. ……….…………………………….9 2. Теплофизические основы судовых систем кондиционирования воздуха...11 2.1 Основные понятия и физиологические основы. …………………….…11 2.2 Классификация судовых систем кондиционирования. ……….....…….14 2.3 Судовые кондиционеры и их классификация. …………………………19 2.4 Схема и разбор ССККВ. …………………………………………………27 3. Описание и разбор расчётов ССККВ……………………………….……….30 3.1 Определение основных исходных данных и параметров воздуха….…30 3.2 Тепловлажностный расчёт…………………………………………….…35 3.3 Расчёт элементов ССККВ……………………………………………..…43 3.4 Аэродинамический расчёт…………………………………………….…48 4. Расчёт ССККВ……………………………………………………………...…52 4.1 Расчёт в летний период плавания……………………………..…………52 4.2 Расчёт в зимний период плавания………………………………….……58 4.3 Расчёт и подбор оборудования для ССККВ………………….…………63 4.4 Аэродинамический расчёт……………………………………………..…70 5. Автоматизация……………………………………………………………...…72 5.1 Цели и задаци системы управления…………………………………...…72 5.2 Структура современных АСУ……………………………………………72 5.3 Автоматизация систем приточной и вытяжной вентиляции………...…74 6. Эксплуатация и ремонт ССККВ………………………..……………….……80 7. Безопасность и экологичность проекта……………………………………...84 8. Экономические показатели проекта…………………………………………89 Заключение………………………..………………………………………...……94 Список используемой литературы……………………………………………...95 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 7

Введение Кондиционирование воздуха – это меры для обработки и поддержании на необходимом уровне качества воздуха в помещении, независимо от состояния наружной среды и условий внутри помещения. Комплекс технических средств для автоматического поддержания требуемого качества воздуха называют системой кондиционирования воздуха. Для обработки воздуха, предназначенного для создания оптимальных микроклиматических условий для жизнедеятельности людей, применяют систему комфортного кондиционирования воздуха. Данный дипломный проект предусматривает расчёт и проектирование судовой системы комфортного кондиционирования воздуха в летнем и зимнем периоде плавания, предназначенного для поддержания благоприятных условий людей на морском судне. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 8

1 Технико – экономическое обоснование технического задания Универсальное сухогрузное судно является одним из старейших типов морского судна и спустя сто с лишним лет технология строительства этих судов не стояла на месте. Увеличилась скорость, грузоподъёмность и дальность плавания, выросла уровень оснащенности прогрессивными техническими средствами и уменьшения числа обслуживающего персонала в виду использования современной автоматики. Но есть случаи, когда судоходные компании, для экономии средств, выбирают капитальный ремонт старых кораблей, но так как универсальный сухогруз является наиболее дешевым из всех судов, и факт того, что сильно старому сухогрузу, для успешной конкуренции с судами другой компании, модернизация не помогает остаться актуальным, то экономически оправданным решение будет строительство нового судна. Более того, большинство советских сухогрузов сданы в эксплуатацию до 2000 года и ввиду этого на сегодняшний день их практически все списали. Разберем прирост и списание универсальных сухогрузов на территории России. Согласно статистике, на 2020 год под контролем РФ находится 542 единиц судов универсального назначения средним возрастом 25 лет, при сроках эксплуатации до 30 лет. Приходим к выводу, что на через 5 лет списанию подлежит большая часть сухогрузного флота страны. Рисунок 1. График количества новых судов и списанных в зависимости от года Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 9

Поэтому ведущие судостроительные компании, такие как «Восточная верфь», «Амурский судостроительный завод», «Астраханское Судостроительное Производственное Объединение» и т.д. намерены увеличить выпуск новых универсальных судов до 70-100 ежегодно, а с 2026 г. может возрасти до 110-130 судов в год. Согласно анализу выше, приходим к выводу, что рост строительства судов увеличивается и соответственно увеличивается потребность в установки судовых систем кондиционирования воздуха и их модернизации. Одноканальная прямоточная местно-центральная с дополнительной обработкой воздуха путём его охлаждения и нагрева в каютных доводочных воздухораспределителях эжекционного типа на сегодняшний день является самой распространенной и экономически выгодной ССККВ. Данная система должна обслуживать судно с экипажем в 24 человека и 24 служебных кают с общей площадью 821 м2 при неограниченном районе плавания. Число центральных кондиционеров на таких судах ограничиваются одним агрегатом. Каждая каюта будет оборудована специальным судовым воздухораспределителем с дополнительной обработкой воздуха. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 10

2 Теплофизические основы судовых систем кондиционирования воздуха 2.1 Основные понятия и физиологические основы Условия жизни человека в судовом помещении, внутренний баланс организма и здоровья и его психологическое состояние во многом зависят от состояния окружающей среды или микроклимата. В любом современном морском судне необходимо воссоздать для экипажа благоприятные условия пребывания в жилых, служебных, общественных помещениях в любых местах плавания, в любое время года и при различных погодных условиях. Главной особенностью жизни людей на судне является резкая смена различных факторов, как состав, температура и влажность воздуха, тепловых излучений в ограниченных помещениях. Параметры микроклимата в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ и СанПиН 2.2.4.548-96 являются необходимы для поддержания работоспособности членов экипажа и продолжительного пребывания пассажиров. Микроклимат характеризуется совокупностью: - Состава воздуха (концентрация кислорода, азота, углекислого газа и т.д.) - Температура воздуха и влажность воздуха в судовом помещении - Температура ограждений и оборудования - Скорость движения воздуха Амплитуда и скорость изменения параметров микроклимата зависит от наружных климатических условий и процессов, происходящих внутри помещения. Это может быть работа оборудования и жизнедеятельность человека. При дыхании человека происходит изменение состава воздуха, так как содержание кислорода в каждой порции вдыхаемого атмосферного воздуха понижается с 21% до 18%, а содержание углекислого газа повышается с 0,03% до 4% или около 18 до 26 литров каждый час (более конкретные значения зависят от физиологии человека). Но воздействие человека, находящийся внутри судовых помещений, на состав воздуха становится в разы выше, что приводит к резкому изменению концентрации кислорода и углекислого газа. Это вызывает нарушение процессов дыхания, газообмена, кровообращения. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 11

Таблица 1. Выделение теплоты, влаги и углекислоты при различной нагрузки при температуре 2022°С Не стоит забывать, что человек выделяет не только углекислый газ, но также влагу и теплоту. Количество отводимого тепла и влаги от человека зависит от нескольких параметров: - теплопроводность одежды - Разницы температур между телом воздухом - выделение или поглощение тепла ограждениями или оборудованием - количеством влаги на теле человека Теплота и влага передаются в окружающую среду при дыхании и через кожные покровы конвекцией, радиацией, испарением и теплопроводностью или явной и скрытой теплотой. При средней температуре воздуха отвод теплоты от человека составляет в среднем 33% из-за конвекции, 47% радиацией и 21% испарением пота. Однако в помещении значение выделяемой теплоты от человека, посредством конвекции и теплопроводностью, напрямую зависят от параметров микроклимата. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 12

Количество теплоты, передаваемое окружающему воздуху от ограждающих поверхностей, представляющие собой большие металлические сооружения с высоким коэффициентом теплопроводности, определяется внешними климатическими условиями. В морских судах, которые приспособлены для дальних плаваний, температура атмосферного воздуха и содержание влаги зависит от комплекса климатогеографических факторов внешней среды: температурному, гелиокосмическому, влажностному динамическому и статическому давлению, качке, смене климатических зон и часовых поясов. Значения могут колебаться от +45°С до -45°С с содержанием влаги в 1 килограмме воздуха от 25 до 0,1 г, а температура забортной воды может изменятся от +35°С до -2°С. Так же изменяется интенсивность солнечной радиации, что значительно влияет на температуру внутри помещения. Теплоотвод может быть увеличен при помощи увеличении скорости воздушного потока. Таблица 2. Расчётные параметры наружной среды Из всего перечисленного следует, что на основные параметры микроклимата влияют жизнедеятельность человека и погодные условия. Значительное изменение температуры воздуха негативно сказывается на работе систем терморегулирования организма, в результате чего снижается работоспособность, растёт температура тела, возникают проблемы с нервной системой и т.д. Поэтому в жаркое время года в помещениях поддерживают температуру на 6-10°С ниже температуры наружного воздуха. Это не позволяет не допустить значительную отдачу теплоты конвекцией. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 13

Затрудняется теплоотдача и влагоотдача испарением при повышении влажности воздуха, из за чего следует обильное потовыделение, быстрой утомляемости и нарушение дыхания и наоборот, при низкой влажности воздуха происходит высыхание кожи и слизистых оболочек, что повышает сопротивляемость болезням, а организм получает обезвоживание. Весомое значение для благоприятного микроклимата имеет скорость движения воздуха в помещении. Конвективная теплоотдача и испарение с повышением скорости происходит более интенсивнее, но при больших скоростях возникает эффект «сквозняка» из-за чего возрастает опасность простудиться. Поэтому, чтобы не допустить вышеперечисленные проблемы со здоровьем и создать благоприятные условия для работы и организма необходимо соблюдать относительную влажность воздуха 50% (+- 10%), скорость движения воздуха в районе 0.15 м/с, но при необходимости можно увеличить до 0,5 м/с и разность температур воздуха в помещении и температурой ограждений в пределах 4°С. 2.2 Классификация судовых систем кондиционирования Адаптационные возможности человека позволяют не ощущать небольшие изменения в составе, температуре и влажности воздуха. Но этого недостаточно, так как морское судно является местом ощутимых изменении основных параметров микроклимата. Для поддержания благоприятной воздушной среды в рамках адаптационных возможностей человека служит судовая система комфортного кондиционирования воздуха (ССККВ), или система кондиционирования воздуха (СКВ). Она включает комплекс устройств, выполняющие приём, обработку, распределение воздуха по жилым помещениям, а также поддержанием заданных параметров воздушной среды (микроклимата) независимо от состояния наружных климатических условий или процессов внутри помещения. Современные судовые СКВ, в зависимости от внешних условий, выполняют осушение, увлажнение, охлаждение и нагрев воздуха, обеспечивают улучшение качественного состава и доведение до необходимых физиологических или технологических кондиций, путём его ионизации, озонирования, парфюмеризации, стерилизации, одорации, виброи шумоглушение, при помощи автоматического регулирования и управления комплекса. Основные требования к работе ССККВ это поддержание в жилых помещениях режима обогрева при температурах наружного воздуха ниже 10°С с подачей 25 м3/ч свежего воздуха на одного человека и режима Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 14

охлаждения при температурах наружного воздуха выше 23°С с с подачей 20 м3/ч свежего воздуха также на одного человека, но если температура наружного воздуха находится в интервале от 10°С до 23°С, то ССККВ для экономии энергии может работать в режиме вентиляции. Следует использовать чистые, безвредные и пожаробезопасные холодильные агенты и холодоносители. Соблюдать приемлемый уровень шума и простую систему регулирования параметрами микроклимата. Система кондиционирования должна быть легко доступна для обеспечения необходимого обслуживания, монтажа или демонтажа определенного элемента системы. В зависимости от судна ССККВ могут отдельно устанавливать на помещения левого и правого борта. В связи с развитием морских грузоперевозок и судового оборудования все большее значение приобретают и системы технического кондиционирования воздуха (СТКВ). Их задача обеспечить качество перевозимого груза в трюмах, поддерживать сохранность оборудования, механизмов и ограждающий поверхностей грузовых отсеков, танков, цистерн от коррозии, предотвращение образования летучих взрывоопасных компонентов грузов, создание необходимой концентрации влаги в воздухе для поддержания общесудовых пневмосистем. На сегодняшний день в приоритете создание современного модернизированного флота и повышение надежности технических средств судов. Их оснащают пневматическими устройствами и средствами автоматизации, устойчивыми к различным механическим воздействиям, условиям радиации и обладающими повышенной пожаробезопасностью. Во многом это благодаря поддержания качественной воздушной среды, обеспечиваемая системами технического кондиционирования. В трюмах, содержащие в себе перевозимые грузы, происходят тепловлажностные процессы, приводящие к конденсации воды из влажного воздуха на грузе или на частях корпуса судна. Это приводит к порче груза изза образования плесени, нагреванию, брожению и усушке груза. Для предотвращения порчи груза необходимо поддерживать необходимый тепловлажностный режим путём удаления лишней влаги и вентиляции грузовых помещений. В процессе перевозки жидких грузов происходит выделение взрывоопасных и пожароопасных паров жидких грузов с воздухом. Эта проблема характерна для судов газовозов и нефтеналивного флота и решение будет создание в грузовых отсеках инертной среды с отсутствием кислорода. Для обеспечения таких условий перевозки необходимо Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 15

оборудовать эффективными судовыми системами подачи инертных газов в грузовые помещения. Технологический процесс не стоит на месте, как и строительство современных морских судов различного назначения. Для обеспечения комфортных условий для труда и отдыха экипажа и поддержание микроклимата независимо от внешних воздействий принимают современные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, но для работы всего комплекса требуется большие расходы ресурсов, а именно до 40% добываемого топлива и до 10% производимой электроэнергии, поэтому до сих пор совершенствуются технологии воздухоподготовки и создание судовых автоматизированных СКВ с минимальными энергозатратами. Выбор СКВ осуществляется в соответствии с назначением и особенностью судов. К примеру суда, предназначенные для неограниченных районов плавания, оснащаются системами комфортного круглогодичного кондиционирования, но для судов, ориентированные для работы в южных или северных регионах оборудываются системами сезонного кондиционирования. Так же существует полное и неполное кондиционирование воздуха. При неполном кондиционировании ограничиваются только некоторыми регулируемыми параметрами под определенные цели, а при полном необходимы все возможные параметры воздуха. Для создания комфортного микроклимата в каютах используют только полное кондиционирование воздуха. Существуют несколько способов обработки и подачи воздуха системой кондиционирования: замкнутая, прямоточная, прямоточная с рециркуляцией. Замкнутая системам отбирает на обработку воздух напрямую из кондиционируемого помещения, где после обработке в кондиционере поступает обратно в помещение. Эта система предназначена для обработки воздуха в техническом помещении, где не требуется подача наружного воздуха или, когда объектом обработки является другая среда. Замкнутая система обладает высокой экономичностью по сравнению с прямоточной системой, где кондиционер берет обрабатываемый воздух из наружной среды, а после подачи в помещение выбрасывается обратно наружу, в следствии чего расход холода или тепла в кондиционере выше его потребности в помещениях. В конечном итоге заменой двум рассмотренным системам является прямоточная СВК с рециркуляцией. В данной системе объединены и развиты все основные достоинства замкнутой и прямоточной системы, но преобладают и их недостатки. Эта система способна подавать на кондиционер необходимое количество смеси свежего и рециркуляционнго воздуха, что позволяет Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 16

поддерживать концентрацию кислорода и углекислого газа в кондиционируемом помещении и при этом сохраняя низкий расход холода или тепла. Из этого следует, что для работы этой системы рециркуляционный воздух должен обладать одинаковой концентрацией во всех помещениях, поэтому внутренняя атмосфера в каждом помещении будет одинакова. Место обработки воздуха называют системы центральных, местных, местноцентральных и автономных кондиционеров. В центральных системах обработка воздуха происходит в одном кондиционере, при этом источники тепла и холода так же централизованы. Система местного кондиционирования имеет несколько кондиционеров, но источники тепла и холода тоже централизованы. В местно-центральных системах тепловлажностная обработка воздуха производится в центральном кондиционере и местных теплообменных каютных воздухораспределителях, где уже обрабатывается рециркуляционный воздух. Автономный кондиционер в отличии от других имеет каждый свой источник холода и тепла в виде холодильной машины, который может работать и в режиме теплового насоса или с использования различных нагревательного оборудования. Рисунок 2. Упрощенная схема СКВ: а) – центральные СКВ, б) – местные СКВ, в) – местноцентральные, г) – автономные СКВ; 1 – необработанный воздух, 2 – кондиционер, 3 – обработанный воздух, 4 – вода Различают и способы подачи холодоносителя системы на одноканальные, двухканальные и трехканальные. Они отличаются количеством параллельных воздуховодов, которые доставляют воду от кондиционера в вентилируемое помещение. Одноканальные СКВ имеют единственный канал, по которому отработанный воздух поступает в помещение и регулируется в центральном Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 17

кондиционере по датчикам, размещёнными в образцовом помещении или в выходной магистрали кондиционера. Таким образом регулировка микроклимата производится одинаково во всех каютах для сохранения температурного режима в соседних каютах. Двухканальные и трёхканальные СКВ воздух разной температуры и смешения идет по нескольким каналам к воздухораспределителю помещения, где смешивается до необходимых параметров. Двух- и трёхканальные СКВ имеют преимущество в индивидуальной регулировке микроклимата в каждом помещении, но имеют высокую стоимость и сложную структура. Немаловажную роль играет и скорость потока воздуха в магистральных воздухопроводах. Различают низкоскоростные, среднескоростные и высокоскоростные СКВ. В низкоскоростных системах скорость воздуха 15-17 м/с и большое сечение воздухопровода, выполненные из оцинкованного железа коробов. Они бесшумны и не требуют больших затрат энергии на транспортировку воздуха. Данные магистрали сложно изолировать, так как они имеют большие габариты, но это необходимо из-за большой поверхности теплопередачи и малых скоростях воздуха, что вызывают большие потери холода или тепла. Использование этой системы в морских судах осуществляется в том случае, когда необходима разность температур каютного и приточного воздуха в районе 7-10°С. В высокоскоростных системах скорость воздуха 40-60 м/с и поперечное сечение воздуховодов соизмеримы с водогазопроводными трубами, что упрощает монтаж, изолирование и имеет малые габариты низкие потери холода или тепла. К недостаткам относят аэродинамическое сопротивление, шум и сложности изготовления элементов воздуховодов, а также низкую экономичность, вызванную увеличением мощности вентиляторов и холодильной машины. Стоит упомянуть, что шум характерен для СКВ в целом. Возникает он из-за работы вентиляторов, воздухораспределительной арматуры и т.п. Полностью избавится от шума невозможно, но можно снизить при помощи уменьшения шумности источника или его поглощением. В среднескоростных системах применяются в тех случаях, когда необходима альтернатива двум перечисленным системам для устранения определенного недостатка. И последнее это классификация по напору или полному давлению в воздуховодах: низконапорные, средненапорные и высоконапорные. Для создания необходимого напора используют различные вентиляторы, которые способны создать давление от 40 мм вод.ст. (низконапорные) до 1200 мм вод.ст. (высоконапорные). Между напором и скоростью потока воздуха есть Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 18

условная зависимость, т.е. при повышении скорости воздуха будет подниматься напор в воздуховодах и на оборот. Величина напора зависит от гидравлического сопротивления и давления внутри помещения. Если разность температур между каютным и приточным воздухом в приделах 7-10°С, то распределение воздуха происходит без значительных затрат потенциальной энергии, но в случае значительной разности температур между каютным и приточным воздухом существует риск заболеть различными простудными заболеваниями. 2.3 Судовые кондиционеры и их элементы Судовой кондиционер представляет собой установку, состоящий из множества элементов. Они предназначены для очистки, тепловлажностной обработки и распределения воздуха в помещениях. В некоторых конструкциях все элементы СКВ смонтированы в один общий корпус, их называют моноблочными, но при необходимости элементы могут состоять из отдельных секций, связанных собой технологически. Один из таких элементов называется фильтр. Он необходим для механической очистки воздуха от пыли различного происхождения. В связи деятельности человека наносится ущерб окружающей среде, поэтому для качественной очистки приточного воздуха существуют несколько способов: - обработка под действием инерциальных сил; - прохождение воздуха через различные пористые поверхности (сухие и маслянистые); - при помощи электризующих синтетических материалов и электрического поля. Конструкция сухого фильтра представляет собой металлический каркас, в котором присутствует специальный пылеулавливающий материал Рисунок 3. Общий вид сухого фильтра Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 19

Маслянистые фильтры так имеют металлический каркас с синтетическим волокнистым фильтрующим элементом, который увлажняется маслом при помощи распыления, но имеющие сложную конструкцию. Поэтому чаще всего в центральных кондиционерах применяют сетчатые маслянистые фильтры. Фильтрующий элемент состоит из нескольких мелкоячеистых гофрированных сеток, покрытые липким, долгосохнущем и не стекающие масла. Эффективность очистки составляет больше 90%, но необходимо периодически обслуживать все элементы фильтра. Для охлаждения воздуха в СКВ используют воздухоохладители. В основном на судах использую трубчато-пластинчатые поверхностные теплообменные аппараты. При помощи различных охлаждающих жидкостей или холодильного агента происходить охлаждение воздуха, проходящего через теплообменные поверхности. Подвод холодильного агента происходит через ТРВ, а водяные охладители имеют входные и выходные коллекторы. Рисунок 4. Общий вид и возможный вариант подключения ТРВ в судовом ребристом воздухоохладителе Существуют воздухонагреватели паровые, водяные и электрические. Паровые и водяные мало отличаются друг от друга, обладают небольшим оребрением и числом рядов трубок по ходу воздуха. Это обусловлено высокой температурой нагрева поверхности и более высокой удельной теплосъемом. Электрические воздухонагреватели имеют вид прямых или петлеобразных трубчатых электронагревателей (ТЭН). Они состоят из металлической оребренной трубки, внутри которой размещена спираль из нихромовой или фехралевой проволки, приваренная к контактным стержням. Остальное пространство внутри заполняют специальным порошкообразным наполнителем (оксид алюминия или кварцевый песок). Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 20

Рисунок 5. Трубчатый электронагреватель: а) – И-образный оребренный, б) – гладкий прямой При работе СКВ в режиме обогрева применяются увлажнительные устройства различного типа: водяной, паровой атмосферного давления и паровой повышенной давления. Водяной увлажнитель представляет собой пористую стеклянную пластину с ячейками, направленными поперек движения воздуха. На них подается вода, которая испаряется в воздух. Паровое увлажнительное устройство атмосферного давления состоит из парового генератора, которые образует насыщенный пар, равномерно распределяющийся в потоке воздуха. Увлажнитель паром высокого давления происходит при помощи дросселирования и последующим смешиванием в камере увлажнения с набегающим потоком нагретого воздуха под давлением 0,3 – 0,5 Мпа. Рисунок 6. Схема судового увлажнителя воздуха: а) – водяной увлажнитель, б) – паровой увлажнитель атмосферного давления, в) – паровой увлажнитель высокого давления Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 21

На нагрев или охлаждение приточного воздуха требуется дополнительные расходы электроэнергии и может быть экономически затратно. Поэтому применяются простой и эффективный метод экономии энергии – смешение свежего наружного и рециркуляционного воздуха на входе в кондиционер при помощи регенеративного теплообменника. Он подразделяется по таким характеристикам: по фазовому состоянию теплообменивающихся сред (газ – газ, жидкость – газ, газ – жидкость), по характеру теплообмена (прямой, непрямой), по конструкции (статический и механический). Регенеративный статический теплообменник конструктивно имеет некоторое количество параллельно расположенных пластин с чередующимися донорными и рецепторными щелями, выполненных из гладкого алюминия. Рисунок 7. Схема прямого (слева) и непрямого (справа) регенеративного теплообменника Регенеративный статический темплообменник непрямого действия состоит из двух батарей, которые выполнены трубок змеевикового типа, в которых циркулирует с помощью насоса теплохолодоноситель. Через определенную батарею проходит поток наружного и каютного воздуха, осуществляя этим регенеративный перенос тепла. Передача больших объемов воздуха в СКВ применяют электровентиляторы. Они должны работать непрерывно, быть эффективными при умеренном потреблении электроэнергии и соблюдать приемлемый уровень шума. В основном на судах используют центробежные вентиляторы одностороннего и двухстороннего всасывания. На отечественных судах используют центробежные электровентиляторы серии ЦСУ с подачей от 240 до 40 тыс м3/ч при давлении от 520 до 4600 Па. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 22

Рисунок 8. Центробежный электровентилятор серии ЦСУ Нам известно, что существует разница температур между приточным и каютным воздухом, а также подвижность воздуха, вызванная циркуляцией внутри помещения. Это приводит к появлению ощущения сквозняка, негативно влияющий на здоровье человека. Для организации качественного распределения воздуха внутри помещения используют различные каютные воздухораспределители. Важно понимать, что требуемое распределение воздуха зависит от устройства воздухораспределителя и его расположение. Каютный воздухораспределитель является частью помещения, поэтому к нему предъявляются следующие требования. - необходимая тепловлагоассимиляция; - малошумность при работе; - надежность при работе в судовых условиях; - регулировка параметров воздуха в широких приделах; - эстетичность. На судах использую выпускные и доводочные воздухораспределители. Разница между ними в том, выпускные не выполняют тепловую обработку воздуха, в отличии от доводочного воздухораспределителя, в котором имеется теплообменник. Основные типы выпускных воздухораспределитей показаны на рисунке 9. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 23

а) б) Рисунок 9. а) - Доводочный эжекционный воздухораспределитель с электроподогревателем типа ВДЭЭ и б) - выпускные воздухораспределители В зависимости от требований и конструкции судна применяются различные доводочные воздухораспределители, а именно на эжекционные и прямоточные с подогревом приточного воздуха. Через сопловое устройство происходит подсос через водяной или электрический теплообменник каютный воздух и подача приточного воздуха со скоростью 10-25 м/с. Скорость смешанного воздуха равен 2-5 м/с. Рисунок 10. Доводочный воздухораспределители; а) – эжекционный с водяным теплообменником, б) – эжекционный с электронагревателем, в) – прямоточный с водяным воздухонагревателем Центральный секционный кондиционер состоит из отдельных секций, число, последовательность и монтажа которых зависит от назначения самого кондиционера. Общий корпус имеет алюминиевую обшивку с внутренним Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 24

слоем изоляционного материала для обеспечения акустической и термической изоляции. Все панель являются съёмными, а герметичные дверцы позволяют проводить осмотр внутренних элементов. Разберем все секции центрального секционного кондиционера. Входная секция имеет вид жалюзей, состоящий из необходимого числа алюминиевых пластин, подвижно закрепленных в стальной рамке (рис). Данная секция необходима для ограничения прохода воздуха в систему после выключения кондиционера. Регулировка осуществляется при помощи электропривода или вручную. Секция фильтрации воздуха предназначена для очистки наружного воздуха для дальнейшей его обработки. Современные системы фильтрации имеют три фильтрующих элемента: панельный, карманный и плотный фильтр. Рисунок 11. Входная секция Рисунок 12. Фильтрующая секция Секция подогрева воздуха необходим для требуемого нагрева воздуха в нагревательных батареях с помощью горячей воды, пара или электронагревателей. Жидкостных нагреватель имеет вид рамы, Рисунок 13. Секция нагрева воздуха состоящий из медных трубок с алюминиевыми рёбрами, а электрический нагреватель состоит из трубчатых нагревательных элементов, аналогично помещенных в рамку. Рисунок 14. Схема секции распределительной – а, смесительной – б, распределительно – смесительной – в. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 25

Секция регенерации тепла нужен для передачи энергии от уходящего к входящему воздуху. Она выполнена в виде листовой конструкции, имеющий тепловоспринимающий вращающийся алюминиевый ротор, смонтированный перпендикулярно потокам входного и выходного воздуха. Секция увлажнения воздуха увеличивает концентрацию водяного пара в воздухе при помощи адиабатного увлажнения испаряющейся водой или изотермического увлажнения паром. Данный элемент устанавливается в раму и имеет вид трубы. Секция охлаждения воздуха имеет вид стандартного испарителя или в некоторых случаях элемента водяного охлаждения. Выполнен из медных трубок и алюминиевыми ребрами, находящиеся в стальной рамке. В морских вариантах центрального секционного кондиционера секция имеет поддоны для конденсата, который вытекает при давлении в секции до 1200 Па. Дренаж имеет вид невозвратных клапанов, которые не дают засасывать затхлый воздух внутрь системы. Ещё воздухоохладитель имеет сепаратор, улавливающий капельки конденсата. Рисунок 15. Секция регенерации Рисунок 16. Увлажнительная трубка Рисунок 17. Распределительная секция Секция вентиляции состоит из вентилятора, электродвигателя и клиновидного приводного ремня и выполнена полностью съёмной для удобства обслуживания и замены вышедших из строя элементов секции. Вентилятор имеет гибкую вставку для исключения передачи вибрации на смежные секции глушитель для хорошего распределения воздуха. Распределительная секция состоит из выходных отверстий для подсоединения зональных воздуховодов. В зависимости от скорости потока воздуха внутри системы различают круглые выпускные секции с диаметром 160 - 200 мм, для высокоскоростных систем и прямоугольные, для Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 26

низкоскоростных систем. Секция расположена в конце кондиционера, сверху или на входе в регенеративных теплообменниках. Запасная секция необходима для осмотра элементов центрального кондиционера, для обеспечения технологического промежутка между секциями и для установки необходимых датчиков. Угловая секция выполняет роль регулировки направления потока воздуха в низкоскоростных системах. 2.4 Схема системы судового комфортного кондиционирования воздуха Развитие холодильной техники и рост требований к микроклимату каютных помещений отразилось на создание и совершенствование различных типов ССККВ. Они обладают различными теплотехническими и техно экономическими показателями, преимуществами и недостатками. Из этого следует, что выбор системы кондиционирования зависит от основных требований и назначения морского судна. Расчёт ССККВ производится в рамках некоторым требованиям, согласно которым количество приточного воздуха не должен превышать санитарные нормы и простота регулирования основных параметров микроклимата в жилом помещении. В настоящее время на судах применяются различные ССККВ, но наиболее распространены четыре типа: - одноканальная центральная прямоточно-рециркуляционная система с выпускными воздухораспределителями; - одноканальная прямоточная-рециркуляционная местно-центральная система с дополненным подогревом воздуха в каютных доводочных воздухораспределителях; - одноканальная прямоточная местно-центральная с дополнительной обработкой воздуха путём его охлаждения и нагрева в каютных доводочных воздухораспределителях эжекционного типа; двухканальная прямоточно-рециркуляционная смесительными выпускными воздухораспределителями. центральная со В рамках дипломного проекта будет рассмотрена одноканальная прямоточная местно-центральная СКВ с дополнительной обработкой воздуха Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 27

путём его охлаждения и нагрева в каютных доводочных воздухораспределителях эжекционного типа. Данная система имеет меньшие габариты, в отличии от других распространённых судовых ССККВ, высокую ассимиляцию, надежность и простое регулирование. Система состоит из центрального кондиционера, где производится обработка наружного воздуха и неполная ассимиляция теплопритоков и влагопритоков по санитарным нормам и каютного доводочного воздухораспределителя эжекцеонного типа, где каютный воздух охлаждается или нагревается в теплообменнике, ассимилируя остальную часть тепла и холода. Компактность системы обусловлена небольшим расходом приточного воздуха и высокими скоростями в воздуховодах Рисунок 18. Схема ССККВ приблизительно 50м/с, но возросло энергопотребление элетровентилятора, так как системе необходим напор до 2000 Па и больше, учитывая потерю напора в эжекторе доводочного воздухораспределителя и увеличение холодопотребности на ассимиляцию теплопритоков. Принцип работы системы зависит от режима. В летнем режиме наружный воздух НВ под действием вентилятора ЭВ проходит заборное устройство ЗУ. Далее воздух проходит фильтр, где очищается от пыли и попадает в воздухоподогреватель ВН. После проходя вентилятор воздух сжимается до высокого давления и движется в воздухоохладитель ВО. Там воздух охлаждается и увлажняется до требуемых параметров и далее проходит увлажнительную камеру У, каплеотделитель К и шумоглушительную камеру ШГК. На половину ассимилированный воздух попадает в каютный воздухораспределитель ВРДЭ, где проходит через сопло эжектора и в результате адиабатного расширения увеличивается скорость и падает давление приточного воздуха. В следствии разряжения внутри ВРДЭ каютных воздуха попадает в воздухораспределитель, проходя через ребристый воздухораспределитель и далее смешивается с приточным воздухом. Наконец обработанный воздух выходит через направляющие решетки воздухораспределителя и настилает стену и потолок, где далее равномерно Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 28

опускается на рабочую поверхность каюты. Данный принцип воздухораспределения обеспечивает отличную ассимиляцию воздуха и низкий градиент температур в зоне комфорта, так же простое и качественное регулирование температуры каютного воздуха при помощи теплообменника ВРДЭ. В зимнем режиме процесс обработки наружного воздуха аналогичен при летнем режиме работе, отличие в теплообменнике каютного воздухораспределителя, в котором циркулирует горячая вода или пар, который обеспечивает подогрев каютного воздуха. Главные недостаток данной системы является шум, вызванный высокими скоростями воздуха в воздухопроводе. Для уменьшения уровня шума проводятся испытания всей системы на шумность, установка вентиляторов производится на амортизирующие подушки, широкое использование демпфирующих прокладок и шумоглушительных камер. Так же удорожание установки вызванная сложностью и громоздкостью коммуникаций теплохолодоносителя в каждую камеру. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 29

3 Описание и разбор расчёта ССККВ 3.1 Определение основных исходных данных и параметров воздуха Расчёт ССККВ состоит из тепловлажностного и аэродинамического расчёта. Цель тепловлажностного расчёта это определение: - баланса теплоты и влаги в кондиционируемом помещении; - требуемой холодопроизводительности и расхода теплоносителя; - площади поверхности теплообмена и вохдухоохладителей для подбора холодильного оборудования и элементов центрального кондиционера; - мест для установки датчиков систем автоматического регулирования; - необходимых диаметров воздуховодов и аппаратов систем воздухоподачи. Цель аэродинамического расчёта — это определение: - потерь давления в воздуховодах и в различных аппаратах судовых систем. - суммы потерь давления в системе и подбор требуемого вентилятора кондиционера. Перед началом проектирования необходимо знать основные исходные данные. 1. 2. 3. 4. Назначение судна – грузоперевозка. Тип судна – универсальное сухоходное судно открытого типа. Район плавания – неограниченный. Численный состав экипажа – 24 человек. Далее производится расчёт ССККВ, начиная с определения параметров, необходимых для проведения тепловлажностного расчёта. 1. В зависимости от районов плавания по таблице 2 определяем параметры наружной среды в летний или зимний период, а именно температуру воздуха tн, относительную влажность воздуха ϕн и температуру воды tзв и далее, исходя из принятых значений, находим влагосодержание dн и энтальпию Hн наружного воздуха. 2. Согласно санитарным нормам СП 2.5.3650-20 оптимальные значения воздуха для жилых помещений судов определяются параметрами микроклимата ϕ, t. Их значения находят методом результирующих температур РТ. Зная районы плавания определяем в таблице 3 РТ в каждый период года и Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 30

находим при помощи номограммы температуру каютного воздуха tп исходя из рекомендуемых значений: скорость воздуха w=0,15 м/с, относительной влажности воздуха ϕ=50% в летний и ϕ=60% в зимний и радиационная температура ограждения tогр =±4 С°. Определяем влагосодержание dп и энтальпию Hп. Таблица 3. Расчётные значения результирующих температур Рисунок 19. Номограмма Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 31

3. В зависимости от количества человек в помещении и допустимой концентрации О2 и СО2 в соответствии с санитарными нормами подаётся 25 нм3/ч или 32,5 кг/ч. Таблица 4. Коэффициенты теплопроводности различной изоляции 4. Толщина изоляции δ рассчитывается при условии недопущения отпотевания внутренних поверхностей помещения в зимний период и радиационной температуры ограждения. Для неограниченного района плавания минимальная толщина изоляции определяется по формуле δ min = λ ИЗ t ОГР -t Н λ ИЗ α ВН t П -t ОГР α Н (3.1) где λИЗ – теплопроводность изоляции, αВН и αВ – коэффициенты внутренней и внешней теплоотдачи соответственно, зависимая от скорости потока воздуха внутри помещения и скорости судна, tОГР – температура ограждений, равна разности температуры наружного воздуха зимой и средней радиационной температуре ограждения tОГР = tН – Δt. Идёт подбор изоляции с низким коэффициентом теплопроводности λ, плотность ρ, прочность, доступность и низкая стоимость. В таблице () приведены часто используемые в судостроении типы изоляции и их коэффициенты теплопроводность. Используя плиты из пенопласта ФС – 7 и максимальную скорость судна 13,9 узлом получаем минимальную необходимую толщину изоляции δmin = 0,087 м Далее определяем число типов изоляционных конструкций в зависимости от конструктивных особенностей ограждающих поверхностей. Тепловая изоляция применяется только для жилых помещений, которые граничат с внешней средой. Металлические поверхности между каютой и палубой изолируют риббандами, которые сдерживают линейные тепловые потоки, а неметаллические не изолируются. Поверхность, граничащая с окружающей средой, имеет теплоизоляцию и дополнительную изоляцию в виде сосновых досок и зашивок. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 32

Рисунок 20. а) – Лобовая (фронтальная) переборка надстройки бака с вертикальными стойками, б) – ребро жесткости переборки, утепленная реббандом Рисунок 21. Нормальная судовая изоляция: 1 – тепловая изоляция, 2 – первый слой досок, 3 – пароизоляция, 4 – сетка, 5 – второй слой досок 5. В зависимости от типа ограждения и толщины изоляции рассчитывается коэффициент теплопроводимости КI изоляционных Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 33

конструкций. В нашем случае коэффициент теплопередачи тепловой изоляции находим при помощи формулы Ki = 1 (3.2) 1 δmin 1 + + α Н λ ИЗ αВН Подставив уже известные значение теплопередачи Кi = 0,57 Вт/(м × С°) находим, что коэффициент Для ограждающих поверхностей жилых помещений морских судов обычно принимают Когр= 0,6 до 1,2 Вт/(м × С°) 6. Расчётные значения напряжения солнечной радиации qр зависит от районов плавания и положения поверхности судна и берется из таблицы 5. Таблица 5. Расчётные значения напряжения солнечной радиации. Таблица 6. Коэффициенты поглощения солнечной радиации 7. В зависимости от типа и характера поверхности судна принимается коэффициент поглощения солнечной радиации αр из таблицы 6. 8. Через различные иллюминаторы пропускается часть солнечной радиации τр. Для расчётов возьмем среднее значение τр = 0,858 для толщины стекла 10 мм. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 34

Согласовав все необходимые параметры согласно требованиям заказчика и конструктивным особенностям судна определяем тепловлажностные характеристики кондиционируемого помещения. Первым делом идёт подбор изоляции с низким коэффициентом теплопроводности λ, плотность ρ, прочность, доступность и низкая стоимость. В таблице 4 приведены часто используемые в судостроении типы изоляции и их коэффициенты теплопроводность. После выбора материала изоляции рассчитывается число типов изоляционных конструкций в зависимости от конструктивных особенностей ограждающих поверхностей. Тепловая изоляция применяется только для жилых помещений, которые граничат с внешней средой. Металлические поверхности между каютой и палубой изолируют риббандами, которые сдерживают линейные тепловые потоки. 3.2 Тепловлажностный расчёт ССККВ Рассчитываем общие теплопритоки и теплопотери по формуле QП i = QОГР i + QЛД + QОСВ + QПИЩИ + QИНФ + QОБ + QПР (3.3) где QОГР i – сумма теплопритоков в помещении, QЛД - теплопритоки от людей, QОСВ - теплопритоки от источников света, QПИЩИ - теплопритоки от пищи, QИНФ - поступающее тепло вместе с инфильтрующим воздухом, QОБ теплопритоки от приборов, QПР - прочие теплопритоки. Разберем каждый теплоприток. - Теплопритоки через ограждения помещения QОГР i. Суммарные теплопритоки в каюту рассчитываются формулой, Вт QОГР i = QF i + QЛ i + QИЛ i (3.4) Здесь тепловые потоки через изолированные поверхности, Вт QF i = Ki Fi (t0 – tп) (3.5) где Ki – коэффициент теплопроводности ограждения, Fi - площадь теплопередачи, t0 - температура необлучаемой поверхности солнцем, где берется температура наружного воздуха. Для облучаемых поверхностей рассчитываем по следующей формуле Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 35

t0 = α p q p +α н t н +K i t П αн Ki = tн + αpq p (3.6) αн где qp – напряжение солнечной радиации, αp - коэффициент поглощения солнечной радиации, αн - коэффициент внешней теплоотдачи. В зимний период принимаем tп = t0. - Линейные тепловые потоки, Вт QЛ i = Kл i Li (t0 – tп) (3.7) где Kп I – линейный коэффициент теплопроводности, Li – длина риббанда. - Теплоприток через иллюминаторы разделяют на летний и зимний период, Вт В летний период тепловой поток разделяют на конвективный и радиационный: QИЛ I = ni αp i qp τp FИЛ I + ni KИЛ FИЛ I (tн – tп) (3.8) где ni – число иллюминаторов, FИЛ I – площадь иллюминатора, τp – коэффициент пропускания солнечной радиации, KИЛ – коэффициент теплопередачи через иллюминаторы, αp I – коэффициент поглощения солнечной радиации при зашторивании. Для зимнего периода рассчитывается по формуле QИЛ I = ni KИЛ FИЛ I (tн – tп) (3.9) - Теплопритоки от людей QЛД, Вт QЛД = Zn qn (3.10) где Zn – число людей в помещении, qn – теплота, выделяемая одним человеком, значение берется из таблицы 1. - Теплопритоки от освещения QОСВ, Вт QОСВ = ΣNОСВ (3.11) где NОСВ – мощность каждого источника света в каюте. Минимальное освещенность люминесцентных ламп для кают, коридора и различных служебных помещений 150 лк на 1200 м2 на все жилые помещения. - Теплопритоки от различного оборудования QОБ, Вт QОБ = ΣNОБ (3.12) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 36

где – NОБ мощность каждого оборудования. - Теплопритоки от остывающей пищи присутствуют только в буфетах, столовых команды и т.д, Вт QПИЩИ = Zn qпищи (3.13) где Zn – максимальное число обедающих людей в помещении, qпищи – тепло от пищи, равная 60 Вт. - Тепло, вносимое воздухом инфильтрации QИНФ, Вт QИНФ = МИНФ (НН – НП) (3.14) Здесь М ИНФ  Fwρ св τ n 7200 (3.15) где - НН – энтальпия наружного воздуха, НП – энтальпия воздуха в помещении, МИНФ – масса проникающего в помещение наружного воздуха, F – площадь дверей, w – скорость воздуха в проёме дверей, τ – промежуток времени между закрытой и открытой двери, n – число открываний дверей в течении часа. - Прочие теплопритоки QПР, Вт В процессе расчётов теплопритоков не стоит забывать незначительные притоки тепла от различных мест (трубы горячей воды, душевые и т.д.), поэтому сумма всех этих теплопритоков даёт значение QПР, представляющее собой коэффициент К = 1…1,15 к общей сумме всех теплопритоков. QП i = (1…1,15) (QОГР i + QЛД + QОСВ + QПИЩИ + QИНФ + QОБ) (3.16) Помимо теплопритоков и теплопотерь рассчитываются различные влагопритоки, сумма которых определяются по формуле DП i = DЛ + DПИЩИ + DИНФ + DПР (3.17) где DЛ – влагоприток от человека, DПИЩИ – влагоприток от пищи, DИНФ – влагоприток от инфильтрации, DПР – прочие влагопритоки. Разберем каждый влагоприток. - Влагопритоки от людей в помещении DЛ, кг/с DЛ = ZЛ ɡЛ (3.18) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 37

где ZЛ – число людей в каюте, ɡЛ – влаговыделение человека согласно таблице 1 - Влагопритоки от остывающей пищи DПИЩИ, кг/с DПИЩИ = ZЛ ɡПИЩИ (3.19) где ZЛ – число обедающих людей, ɡПИЩИ – влаговыделение пищи, равная примерно 0,04 кг\ч - Влагоприток с воздухом инфильтрации DИНФ, кг/с DИНФ = МИНФ (dН – dП) (3.20) где dН – влагосодержание наружного воздуха, dП – влагосодержание воздуха в помещении. - Прочие влагопритоки DПР, кг/с Испарения от периодических влажных поверхностей, усушки продуктов и т.д. способствуют появлению влагопритоков, сумма которых является DПР и равно поправочному коэффициенту К = 1,1…1,3 ко всем влагопритокам на судне. DП i = (1,1…1,3) (DЛ + DПИЩИ + DИНФ) (3.21) После определения теплопритоков и влагопритоков находим тепловлажностное отношение (угловой коэффициент) ɛП для каждой каюты, на судне в целом и на определённый период плавания.  ПiЛ  Рисунок 21. Процесс обработки воздуха на d – H диаграмме прямоточной системы кондиционирования QПiЛ ; DПiЛ  ПiЗ  З QПi ; З DПi  ПЛ  QПЛ QПЗ З   ; . П DПЛ DПЗ (3.22) На основе найденных значений далее идёт тепловлажностный расчёт. Выполняется при помощи d – H диаграммы влажного воздуха, на которой наносят точки П и Н в соответствии с найденными параметрами воздуха в помещении tП, ϕП и снаружи судна tН, ϕН. Далее в соответствии значению ɛ через точку П проводится прямая К, которая показывает изменение состояния влажного воздуха при уменьшении или прекращении подачи приточного воздуха. Для поддержания требуемого параметра воздуха в Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 38

помещении, сводимая в точке П, необходимо осуществить процесс П – Х, где точка Х на прямой К определяет состояние приточного воздуха. Так как прямая П - К не статична и меняет положение в зависимости от состояния наружной среды, то для поддержания точки П в нужном положении процесс П – Х должен изменять своё значение и направление. В общем плане это и есть задача ССККВ. Для того, чтобы найти точку Х необходимо из точки Н провести прямую к линии ϕ = 1, пересечение которых дает точку F при условии, что tХ - tF = 2…4 °C. Полученный процесс Н – Х показывает обработку наружного воздуха в центральном кондиционере до требуемых параметров в точке Х. Произведенный тепловой расчёт сводится к определению требуемого расхода воздуха для ассимиляции теплопритоков по формуле М ПВ = QП , Н П -Н Х (3.23) где НП – энтальпия воздуха в помещении, Нх – энтальпия приточного воздуха. Холодопотребность судового кондиционера: Q0 = MПВ (НН – НХ), (3.24) где НН – энтальпия наружного воздуха. Количество подаваемого свежего воздуха в помещении согласно санитарным нормам: MСАН = zЛ VСАН ρНВ (3.25) где VСАН и ρНВ – объем и плотность воздуха согласно санитарным нормам. В зависимости от соотношения MПВ и MСАН, назначения судна, метода воздухораспределения, а главное от экономической целесообразности, простоты монтажа и регулирования подбираются различные модификации ССККВ. В соответствии с этими требованиями была выбрана одноканальная прямоточная местно-центральная СКВ с дополнительной обработкой воздуха путём его охлаждения и нагрева в каютных доводочных воздухораспределителях эжекционного типа. Рассмотрим особенности расчёта данной ССККВ. В центральном кондиционере обрабатывается только наружный воздух, но его количество недостаточно для ассимиляции всех тепловыделений или для восполнения всех теплопотерь, из чего выходит, что MПВ > MСАН. Для Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 39

увеличения подачи кондиционируемого воздуха в каюты и удовлетворению требуемых санитарных норм устанавливают доводочные воздухораспределители эжекционного типа с водяными теплообменниками. Принцип работы воздухоспределителя уже был рассмотрен ранее. В угоду компактности центрального кондиционера и воздуховодов данная система является высокоскоростной со скоростью воздуха от 20 до 30 м/с, а напор электровентиляторов достигает от 3000 до 5000 Па. Рассмотрим расчёт для летнего режима работы. Как делали ранее, на диаграмму d – H влажного воздуха (рисунок ()) ставим точки П, Н и проводим линию ε ПЛ . Наружный воздух с параметрами точки Н попадает в вентилятор, где происходит его нагрев согласно процессу Н – Н' и рассчитывается по формуле Δt вент = Н с'РВρ В ηВ (3.26) где Н – напор вентилятора, ρв – плотность воздуха, ηв – КПД вентилятора. Для судовых вентиляторов среднее значение нагрева на 550 Па берут 1 °С. Точки Х и F находим аналогичным образом ранее. В зависимости от температуры точки F выбираем холодоноситель, при tF > 5 °С берем чистую воду, при tF < 5°С берем рассол или этиленгликоль для предотвращения замерзания Л холодоносителя в испарителе. Ставим на прямой ε П при условии tП – tС = 7 °С точку С, характеризующая состояние воздуха после смешения. Находим точку из условия, что tХ’ = tХ + (1…1,5)°С. Для определения уклона процесса изменения состояния эжектируемого каютного воздуха в ВРВЭ находим точку D, которая является пересечением на линий процессов П – F и Х' – С. Рисунок 22. Процесс обработки воздуха на d – H диаграмме в летний режим Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 40

В итоге делаем следующие расчёты на основе найденных значений. - Количество приточного воздуха МПВ, кг/с М ПВ = Q ПЛ Н П -Н С (3.27) - Количество рециркуляционного воздуха МРЕЦ, кг/с МРЕЦ = МПВ – МН. (3.28) - Коэффициент эжекции. КЭ = Х'С M РЕЦ = . DC М Н (3.29) - Тепловая нагрузка вохдухоохладителя центрального кондиционера, Вт QH = MH (HН’ – HХ). (3.30) - Тепловая нагрузка воздухоохладителя ВРВЭ, Вт QР = MРЕЦ (HП – HD). (3.31) - Холодопотребность СКВ, Вт Q0 = QН + QР = (1 + KЭ)MH (HП – HС). (3.32) Рассмотрим расчёт для зимнего режима работы. Отмечаем на d – H З диаграмме влажного воздуха точки П, Н и линию ε П . Определяем точку П’ с температурой tП’ = 45…50 °С и dП = const, получая процесс П – П’, которая показывает параметры каютного воздуха, нагретого в воздухоподогревателе. Далее находим точку С, которая показывает состояние приточного воздуха. З Для этого находим точку пересечения прямой ε П и изоэнтальпии НС. Н С =Н П + Q ЗП , М ПВ (3.33) где МПВ – масса приточного воздуха в летнем режиме работы. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 41

Точки П’ и С соединяем линией. Далее определяем положение точки 2 пересечение процесса смешения П’ – С и изоэнтальпии Н2 Н2 = НС – КЭ (НП’ – НС) (3.1) Определив Н2 находим температуру t2 наружного воздуха, поступающего к соплам эжектора ВРДЭ. Но перед тем, как приточный воздух попадает в воздухораспределитель, наружный воздух Н должен нагреться до температуры t1 в воздухоподогревателях (процесс Н – 1) и еще нагреться в вентиляторе до Рисунок 23. Процесс обработки воздуха на d – H диаграмме в зимний температуры t2 на температуру Δt (процесс период. 1 – 1’). После пройти через увлажнительное устройство (процесс 1’ – 2) и наконец попасть в ВРДЭ. Выполняем стандартные расчёты для зимнего режима. - Тепловая нагрузка канального нагревателя центрального кондиционера, Вт QH = MH с’РВ (t1 – tН). (3.34) - Тепловая нагрузка воздухоподогревателя ВРВЭ, Вт QР = MРЕЦ с’РВ (tП’ – tП). (3.35) - Расход тепла на кондиционирование, Вт Q0 = QН + QР = (1 + KЭ)MH (HС – HП). (3.36) - Расход пара в увлажнителе, кг/с DП =М П  d 2 -d1'  + Q0 h"-h' (3.37) Данная система требует минимальные потребления холодопроизводительности, так как имеет высокую скорость воздуха в воздуховодах за счёт их малых габаритов, но при этом растёт расход холода на ассимиляцию теплопритоков от вентилятора. Так же в каждом жилом помещении создается индивидуальный микроклимат с гибкой системой регулирования параметров приточного воздуха не только в рамках количества, но и качества. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 42

3.3 Расчёт элементов ССККВ На основе всех вышеперечисленных расчётов необходимо выполнить конструктивный расчёт элементов центрального кондиционера и в соответствии с требованиями подобрать холодильное оборудование. Перечислим все требуемые расчётные данные:        Холодопотребность Q0, Вт Тепловая нагрузка первого воздухоподогревателя QВН1, Вт Тепловая нагрузка второго воздухонагревателя QВН2, Вт Расход пара DУВ, кг/с Расход приточного воздуха МПВ, кг/с Расход наружного воздуха МНВ, кг/с Параметры воздуха t, ϕ, d, H В расчёт входит определение площади наружной поверхности Fм и габаритных размеров судового секционного воздухоохладителя трубчато – ребристого типа. 1. Геометрические параметры оребрённой трубки. Рекомендуемые значения: - диаметр трубок воздухоохладителя непосредственного испарения dН = 6…12 мм; - шаг трубок z = (1,5…3) dН - шаг ребра zP = 2,8…11 мм и толщина δР = 0,4…1 мм 2. Расчётные параметры ребристой поверхности. - Высота ребра, м 1 h P = (z TP -d H ) , 2 (3.38) - Длина межреберного канала для однорядной секции, м L = z’ТР (3.39) - Длина межреберного канала для двухрядной секции, м L = 2z’ТР (3.40) - Эквивалентный диаметр, м Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 43

dЭ = 2(z TP -d H )(z P -δ P ) (z TP -d H )+(z P -δ P ) (3.41) - Наружная поверхность метра трубки, м2 f Н =πd H (1- δP πd 2 2 )+ (z TP z TP '- H ) zP zP 4 (3.42) - Внутренняя поверхность метра трубки, м2 f ВН   dВН (3.43) - Площадь сечения метра трубки для прохода охлажденного воздуха, м2 f Ж =(z TP -d H )(1- δP ) zP (3.44) - Степень оребрения β= fH f BH (3.45) - Площадь живого сечения метра трубки для приточного воздуха, м2 FЖ = M ПВ ρ ПВ w (3.46) где ρПВ = рб / RBT – плотность воздуха при температуре Т, w – скорость потока воздуха в воздухоохладителе. - Длина трубки в одном ряду секции, м LC = FЖ fЖ (3.47) - Линейный размер квадратного сечения секции, м a = LC z TP (3.48) - Линейный размер прямоугольного сечения секции, м ab =LCzTP (3.49) Эти геометрические значения воздухоохладителя определяют размеры центрального кондиционера и число вентиляторов. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 44

3. Остальные параметры воздухоохладителя. - Коэффициент охлаждения воздуха αС Fq t -t ηt = 1 X =1-e MПВc'РB t1 -t F (3.50) - Коэффициент осушения воздуха σFq d -d ηd = 1 X =1-e MПВ d1 -d F (3.51) Судовые воздухоохладители имеют одинаковые поверхности массообмена Fm и теплообмена Fq и имеют величину наружной поверхности FH, так же принимая соотношение Льюиса  С  с 'РВ приходим к выводу, что  ηt =ηd =1-e - αС FH M ПВ c'РB (3.52) Найдём наружную поверхность воздухоохладителя при помощи выражения коэффициента охлаждения воздуха и равенства коэффициентов t и d FH = M ПВc'РB t1 -t X ln αС t1 -t F (3.53) где αС – коэффициент теплоотдачи, находимый при помощи критериальных уравнений теплообмена для условий обтекания горизонтальных оребренных труб.  L  Nu=cRe    d ЭКВ  n m (3.54) где Nu= α C d ЭКВ ; λВ Re= wd ЭКВ ; vВ n=0,45+0,0066 L d ЭКВ ; c=A 1,36-24×10-5 Re  (3.55) λВ – теплопроводность воздуха, vB – кинематическая вязкость воздуха Данная формула предназначена для условий коридорного расположения труб при Re = 500…10000; L / dЭКВ = 4…50; hP / dЭКВ = 0,18…0,35; zТР / dЭКВ = 2…5; t = -40…+40 °C. Значение А находим по таблице 6. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 45

Таблица 6. Значение А в зависимости от L / dЭКВ. Найдя наружную поверхность воздухоохладителя определяем число секций воздухоохладителя z BO = FH LCf H (3.56) Далее идёт компоновка воздухоохладителей и определение его габаритных размеров. 4. Вычислим температуру кипения холодильного агента t0. При непосредственном охлаждении воздухоохладителя находим t0, а при промежуточном охлаждении водой или рассолом определяем среднюю температуру холодоносителя tЖ.СР. Отнесем данные значения к температурам охлаждающей среды tОХЛ и вычислим при помощи формулы коэффициента охлаждения воздухоохладителя ηt*. K H FH - ' t -t c ξ M η = 1 Х =1-e p H ПВ , t1 -t ОХЛ * t (3.57) где ξн - коэффициент влаговыпадения, определяемый по формуле =    r0 s (3.58) где r0S = 2501 кДж/кг – теплота парообразования водяного пара. КН – коэффициент теплоотдачи между потоком воздуха и холодоносителя КН = 1 1 β + αСξ Н Е αа (3.59) где αа – коэффициент теплоотдачи от трубки к охлаждающей среде, Е – коэффициент эффективности ребристой поверхности, Е= th(mh P ψ) mh P ψ (3.60) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 46

m= ψ=( 2α C ξ H λ PδP  z TP z -1) 1+0,635ln(1,28 TP dH dH  (3.61)  z 'TP -0,2)  z TP  (3.62) Здесь λр – коэффициент теплопроводности ребра. Коэффициент теплоотдачи αа для фреонов внутри трубки определяем следующим образом α а =A( Q0β 0,6 12 ) (wρ)0,2 FН d ВН (3.63) где значение А зависит от холодильного агента и температуры кипения, так для R12 A = 2,83 + 0,022 t0З (3.64) A = 3,66 + 0,03 t0З (3.65) A = 2,33 + 0,015 t0З (3.66) Для R22 Для R142 где t0З – заданное значение температуры кипения холодильного агента. Значения массовой скорости wρ находим по таблице 7. Таблица 7. Зависимости wρ от удельной тепловой нагрузки Температура кипения t0 находится методом последовательных приближений, так как при нахождении значения А задается температура кипения холодильного агента. t 0 =t1 - t1 -t X η't (3.67) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 47

Важно, чтобы заданное значение t0З и полученное t0 не различались более чем на 0,5%. Для подбора необходимого вентилятора нужно определить его потребляемую мощность N ВЕН = G ВH ρ В η В ηЭ (3.68) где Н – полный напор, ηв, ηэ – КПД вентилятора и электродвигателя соответственно. 3.4 Аэродинамический расчёт Для определения гидравлических потерь в системе, подбора и настройки нагнетателей необходимо провести аэродинамический расчёт, основанный на решении задач вязкого течения воздуха в ССККВ. Сначала необходимо определить расход воздуха, проходящий через определённую площадь поперечного сечения воздуховода. Существует объёмный V и массовый G расход. V = FwСР, м3/с (3.69) G = FwСРρ, кг/ч (3.70) где F – площадь живого сечения трубопровода, wСР – средняя скорость потока, ρ – плотность среды. Для определения режима движения воздуха или воды используют число Рейнольдса. В зависимости от полученного значения различают ламинарный поток, образуемый при Re < 2320, и турбулентное движение при Re > 10000. Но при случае, когда 2320 < Re < 10000 появляется неустойчивый поток, где преобладают сразу два вида движения. Число Рейнольдса определяется по формуле Re= w CP d v (3.71) где d – диаметр трубопровода, v – кинематическая вязкость. Для прямоугольных воздуховодов Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 48

d 2ab ab (3.72) Коэффициент кинематической вязкости находится следующим образом: для воздуха, м/с2 5,01×10-8 (t+340,6) ρ (3.73) v=2,5×10-4 (t 2 -150t+7010) (3.74) v ВОЗД = для воды, м/с2 Скорость воздуха принимаем в районе 18…21 м/с, в отводах 8…10 м/с. В воздухонагревателях и воздухоохладителях скорость воздуха примерно 10…15 м/с, а в мокрых воздухоохладителях до 5 м/с. Скорость воды зависит от назначения элемента ССККВ, материала труб и т.д. и равна от 0,5 до 3,5 м/с. По мере движения воздуха по системе он теряет часть давления в воздуховодах, воздухораспределителях и в центральном кондиционере, поэтому необходимо учитывать избыточное давление воздуха во всей системе ΔP= ΔPТР + ΔPМ (3.75) где ∑ΔPТР – сумма потерь давления на трение в прямых участках воздуховода, ∑ΔPМ – сумма потерь давления в местных сопротивлениях воздуховода. При помощи соотношением Дарси находим потери давления на трение 2 l ρw СР ΔPТР =λ , Па d0 2 (3.76) где l – длина участка трубопровода, λ – коэффициент сопротивления трения. Коэффициент сопротивления трения зависит от режима движения воздуха и шероховатости стенок воздуховода. Для ламинарного движения и гладких труб λ= 64 Re (3.77) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 49

при Re = 3 × 103…105 λ=0,3164Re-0,25 (3.78)   0,0032  0,221Re0,237 (3.79) при Re = 103…105 Для шероховатых труб коэффициент сопротивления трения зависит от относительной шероховатости Δ/d, где Δ – средняя высоты выступов, равная 0,1…0,3 мм для воздуховодов ССККВ. Для турбулентного движения относительная шероховатость находится при помощи рисунка 24. Рисунок 24. Диаграмма для определения коэффициента трения для шероховатых воздуховодов при турбулентном движении воздуха Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 50

При малых значениях числа Рейнольдса и согласно диаграмме относительной шероховатости, расчёт коэффициента трения выполняем для гладких труб. Определив число Рейнольдса и коэффициент трения рассчитываем потери давления на трение. Потери давления в местных сопротивлениях, Па 2 ρw СР 2 (3.80 ) где ξ – коэффициент местного сопротивления, который находится согласно количеству различных элементов системы и сумме их коэффициентов сопротивления. ΔPМ =ξ Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 51

4 Расчёт ССККВ 4.1 Расчёт системы в летний период плавания 1. Определение теплопритоков, Вт QП = QОГР + QЛД + QОСВ + QПИЩИ + QИНФ + QОБ + QПР - Теплопритоки через ограждения. Теплоприток ограждения является сумма теплопритоков каждой жилой палубы. QОГР = Qюта + Q2 ярус + Q3 ярус + Q4 ярус + Q5 ярус - Теплопритоки палубы юта: Qюта = QF юта + QЛ юта + QИЛ юта QF юта = Kюта Fюта (t0 – tп) = 0,6 × 87 × (44,7 – 26) = 976,1 Вт где t 0 = α p q p +α н t н +K i t П αн Ki = tн + α pq p αн  34  0, 4  750  44, 7 °С 28 QЛ юта = Kл юта Lюта (t0 – tп) = 0,6 × 204 × (34 – 26) = 979,2 Вт QИЛ юта = nюта αp qp τp FИЛ юта + nюта KИЛ FИЛ юта (tн – tп) = 5 × 0,35 × 750 × 0,843 × 0,175 + 5 × 1 × 0,175 (34 – 26) = 200 Вт Qюта = QF юта + QЛ юта + QИЛ юта = 976,1 + 979,2 + 200 = 2155,34 Вт - Теплопритоки палубы второго яруса: Q2 ярус = QF 2 ярус + QЛ 2 ярус + QИЛ 2 ярус QF 2 ярус = K2 ярус F2 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 182 × (44,7 – 26) = 2042 Вт QЛ 2 ярус = Kл 2 ярус L2 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 440 × (34 – 26) = 2112 Вт QИЛ 2 ярус = n2 ярус αp qp τp FИЛ 2 ярус + n2 ярус KИЛ FИЛ 2 ярус (tн – tп) = 9 × 0,35 × 750 × 0,843 × 0,175 + 9 × 1 × 0,175 (34 – 26) = 361,12 Вт Q2 ярус = QF 2 ярус + QЛ 2 ярус + QИЛ 2 ярус = 2042 + 2112 + 361,12 =4515,12 Вт - Теплопритоки палубы третьего яруса: Q3 ярус = QF 3 ярус + QЛ 3 ярус + QИЛ 3 ярус QF 3 ярус = K3 ярус F3 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 182 × (44,7 – 26) = 2042 Вт Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 52

QЛ 3 ярус = Kл 3 ярус L3 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 440 × (34 – 26) = 2112 Вт QИЛ 3 ярус = n3 ярус αp qp τp FИЛ 3 ярус + n3 ярус KИЛ FИЛ 3 ярус (tн – tп) = 9 × 0,35 × 750 × 0,843 × 0,175 + 9 × 1 × 0,175 (34 – 26) = 361,12 Вт Q3 ярус = QF 3 ярус + QЛ 3 ярус + QИЛ 3 ярус = 2042 + 2112 + 361,12 =4515,12 Вт - Теплопритоки палубы четвертого яруса: Q4 ярус = QF 4 ярус + QЛ 4 ярус + QИЛ 4 ярус QF 4 ярус = K4 ярус F4 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 182 × (44,7 – 26) = 2042 Вт QЛ 4 ярус = Kл 4 ярус L4 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 440 × (34 – 26) = 2112 Вт QИЛ 4 ярус = n4 ярус αp qp τp FИЛ 4 ярус + n4 ярус KИЛ FИЛ 4 ярус (tн – tп) = 13 × 0,35 × 750 × 0,843 × 0,175 + 13 × 1 × 0,175 (34 – 26) = 521,6 Вт Q4 ярус = QF 4 ярус + QЛ 4 ярус + QИЛ 4 ярус = 2042 + 2112 + 521,6 =4675,6 Вт - Теплопритоки палубы пятого яруса: Q5 ярус = QF 5 ярус + QЛ 5 ярус + QИЛ 5 ярус QF 5 ярус = K5 ярус F5 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 176 × (49 – 26) = 2428 Вт где t 0 = α p q p +α н t н +K i t П αн Ki = tн + α pq p αн  34  0, 4 1050  49 °С 28 QЛ 5 ярус = Kл 5 ярус L5 ярус (t0 – tп) = 0 Вт, так как крыша яруса входит в расчёт теплопритоков через ограждения и имеет теплоизоляцию. QИЛ 5 ярус = n5 ярус qp τp FИЛ 5 ярус + n5 ярус KИЛ FИЛ 5 ярус (tн – tп) = 11 × 750 × 0,843 × 1+ 13 × 1 × 1 × (34 – 26) =6972,9 Вт Q5 ярус = QF 5 ярус + QЛ 5 ярус + QИЛ 5 ярус = 2428 + 0 + 6972,9=9400,9 Вт - Общие теплопритоки через ограждения: QОГР = Qюта + Q2 ярус + Q3 ярус + Q4 ярус + Q5 ярус = 2155,34 + 4515,12 + 4515,12 + 4675,6 + 9400,9 = 25262 Вт - Теплопритоки от людей: Расчётную берем умеренную физическую работу человека с тепловыделением 222 Вт QЛД = Zn qn = 24 × 222 = 5328 Вт Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 53

- Теплопритоки от освещения: В соответствии с санитарными нормами освещенность в каюте должна быть не меньше 150 лк. Общая площадь освещаемой поверхности равна 846 м2, источник освещения берем люминесцентную лампу типа ЛБ QОСВ = ΣNОСВ = 150 лк × 846 = 126900 лм ≈ 3000 Вт - Теплопритоки от оборудования: В зависимости от количества и типа оборудования в каюте находится их теплоприток. Возьмём среднее значение в 1000 Вт QОБ = ΣNОБ = 1000 Вт - Теплопритоки от пищи: QПИЩИ = Zn qпищи = 24 × 60 = 1464 Вт - Теплоприток инфильтрации: QИНФ = МИНФ (НН – НП) = 0,00075 × (95 – 50) = 33 Вт где М ИНФ  Fwρсв τ n 0, 72  0, 25  5 1, 2  5   0, 00075 кг/с 7200 7200 - Прочие теплопритоки: QП = (1…1,15) (QОГР + QЛД + QОСВ + QПИЩИ + QИНФ + QОБ) - Общие теплопритоки в помещения: QП = QОГР + QЛД + QОСВ + QПИЩИ + QИНФ + QОБ + QПР = 25262 + 5328 + 3000 + 1000 + 1464 + 33 = 36054 × 1,1 = 39659 Вт Таблица 8.Теплопритоки в летний период. Палуба F, м2 QОГР, Вт Юта 87 -7896 2 ярус 186 -16864 3 ярус 186 -16864 4 ярус 186 -16896 5 ярус 176 -5247 Всего 821 -63767 QЛД, Вт QОСВ, Вт QПИЩИ, Вт QИНФ, Вт QОБ, Вт QП, Вт 5328 3000 1464 33 1000 -53026 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 54

2. Определение влагопритоков, Кг/с DП = DЛ + DПИЩИ + DИНФ + DПР - Влагоприток от людей: Расчётную берем умеренную физическую работу человека с влаговыделением 0,00005 кг/с DЛ = ZЛ ɡЛ = 0,00005 × 24 = 0,0012 кг/с - Влагоприток пищи: DПИЩИ = ZЛ ɡПИЩИ = 0,0000011 × 24 = 0,00026 кг/с - Влагоприток инфильтрации: DИНФ = МИНФ (dН – dП) = 0,00075 × (24 – 10) = 0,0000105 кг/с - Прочие влагопритоки: DП = (1,1…1,3) (DЛ + DПИЩИ + DИНФ) - Общие влагопритоки в помещения: DП = DЛ + DПИЩИ + DИНФ + DПР = 0,0012 + 0,00026 + 0,0000105 = 0,00147 × 1,3 = 0,00191 кг/с 2.4.3 Определение тепловлажностного отношения П  QП 39659   20763 DП 0, 00191 2.4.4 Тепловой расчёт и построение d – H диаграммы. - Количество приточного воздуха: М ПВ = QП 39659   4,957 кг/с Н П -Н С 53  45 - Количество наружного воздуха: МН = МСАН = 10 × 0,009 × 24 = 2 кг/с - Количество рециркуляционного воздуха: МРЕЦ = МПВ – МН = 4,957 – 2 = 2,957 кг/с - Коэффициент эжекции: Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 55

КЭ = Х'С M РЕЦ 2,957 =   1, 4 DC М Н 2 - Тепловая нагрузка вохдухоохладителя центрального кондиционера QH = MH (HН’ – HХ) = 2 × (99 – 44) = 110000 Вт - Тепловая нагрузка воздухоохладителя ВРДЭ QР = MРЕЦ (HП – HD) = 2,957 × (52 – 44) = 23000 Вт - Холодопотребность СКВ Q0 = QН + QР = 110000 + 23000 = 133000 Вт Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 56

Рисунок 25. Процесс обработки воздуха на d – H диаграмме в летний период плавания Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 57

4.2 Расчёт системы в зимний период плавания 1. Определение теплопритоков и теплопотерь, Вт. QП = QОГР + QЛД + QОСВ + QПИЩИ + QИНФ + QОБ + QПР - Теплопритоки через ограждения. Теплопотери ограждения является сумма теплопритоков и теплопотерь каждой жилой палубы. QОГР = Qюта + Q2 ярус + Q3 ярус + Q4 ярус + Q5 ярус - Теплопотери палубы юта: Qюта = QF юта + QЛ юта + QИЛ юта QF юта = Kюта Fюта (t0 – tп) = 0,6 × 87 × (-25 – 20) = -2349 Вт где t0 = tн QЛ юта = Kл юта Lюта (t0 – tп) = 0,6 × 204 × (-25 – 20) = -5508 Вт QИЛ юта = nюта KИЛ FИЛ юта (tн – tп) = 5 × 1 × 0,175 × (-25 – 20) = -39,3 Вт Qюта = QF юта + QЛ юта + QИЛ юта = -2349 + (-5508) + (-39,3) = -7896,3 Вт - Теплопотери палубы второго яруса: Q2 ярус = QF 2 ярус + QЛ 2 ярус + QИЛ 2 ярус QF 2 ярус = K2 ярус F2 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 182 × (-25 – 20) = -4914 Вт QЛ 2 ярус = Kл 2 ярус L2 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 440 × (-25 – 20) = -11880 Вт QИЛ 2 ярус = n2 ярус KИЛ FИЛ 2 ярус (tн – tп) = 9 × 1 × 0,175 × (-25 – 20) = -70 Вт Q2 ярус = QF 2 ярус + QЛ 2 ярус + QИЛ 2 ярус = -4914 + (-11880) + (-70) = -16864 Вт - Теплопотери палубы третьего яруса: Q3 ярус = QF 3 ярус + QЛ 3 ярус + QИЛ 3 ярус QF 3 ярус = K3 ярус F3 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 182 × (-25 – 20) = -4914 Вт QЛ 3 ярус = Kл 3 ярус L3 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 440 × (-25 – 20) = -11880 Вт QИЛ 3 ярус = n3 ярус KИЛ FИЛ 3 ярус (tн – tп) = 9 × 1 × 0,175 × (-25 – 20) = -70 Вт Q3 ярус = QF 3 ярус + QЛ 3 ярус + QИЛ 3 ярус = = -4914 + (-11880) + (-70) = -16864 Вт - Теплопритоки палубы четвертого яруса: Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 58

Q4 ярус = QF 4 ярус + QЛ 4 ярус + QИЛ 4 ярус QF 4 ярус = K4 ярус F4 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 182 × (-25 – 20) = -4914 Вт QЛ 4 ярус = Kл 4 ярус L4 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 440 × (-25 – 20) = -11880 Вт QИЛ 4 ярус = n4 ярус KИЛ FИЛ 4 ярус (tн – tп) = 13 × 1 × 0,175 (-25 – 20) = -102 Вт Q4 ярус = QF 4 ярус + QЛ 4 ярус + QИЛ 4 ярус = -4914 + (-11880) + (-102) = -16896 Вт - Теплопотери палубы пятого яруса: Q5 ярус = QF 5 ярус + QЛ 5 ярус + QИЛ 5 ярус QF 5 ярус = K5 ярус F5 ярус (t0 – tп) = 0,6 × 176 × (-25 – 20) = -4752 Вт где t0 = tн QЛ 5 ярус = Kл 5 ярус L5 ярус (t0 – tп) = 0 Вт, так как крыша яруса входит в расчёт теплопотерь через ограждения и имеет теплоизоляцию. QИЛ 5 ярус = n5 ярус KИЛ FИЛ 5 ярус (tн – tп) = 11 × 1 × 1 × (-25 – 20) = -495 Вт Q5 ярус = QF 5 ярус + QЛ 5 ярус + QИЛ 5 ярус = -4752 + 0 + (-495) = -5247 Вт - Общие теплопритоки через ограждения: QОГР = Qюта + Q2 ярус + Q3 ярус + Q4 ярус + Q5 ярус = -7896,3 + (-16864) + (-16864) + (16896) + (-5247) = -63767 Вт - Теплопритоки от людей: Расчётную берем умеренную физическую работу человека с тепловыделением 222 Вт QЛД = Zn qn = 24 × 222 = 5328 Вт - Теплопритоки от освещения: В соответствии с санитарными нормами освещенность в каюте должна быть не меньше 150 лк. Общая площадь освещаемой поверхности равна 846 м2, источник освещения берем люминесцентную лампу типа ЛБ QОСВ = ΣNОСВ = 150 лк × 846 = 126900 лм ≈ 3000 Вт - Теплопритоки от оборудования: В зависимости от количества и типа оборудования в каюте находится их теплоприток. Возьмём среднее значение в 1000 Вт Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 59

QОБ = ΣNОБ = 1000 Вт - Теплопритоки от пищи: QПИЩИ = Zn qпищи = 24 × 60 = 1464 Вт - Теплоприток инфильтрации: QИНФ = МИНФ (НН – НП) = 0,00075 × (-26 – 42) = -51 Вт где М ИНФ  Fwρсв τ n 0, 72  0, 25  5 1, 2  5   0, 00075 7200 7200 кг/с - Прочие теплопритоки: QП = (1…1,15) (QОГР + QЛД + QОСВ + QПИЩИ + QИНФ + QОБ) - Общие теплопритоки в помещения: QП = QОГР + QЛД + QОСВ + QПИЩИ + QИНФ + QОБ + QПР = -63767 + 5328 + 3000 + 1000 + 1464 – 51 = -53026 Вт – теплопотери без учета прочих теплопритоков. -53026 × 1,1 = -58328 Вт 58328 – 53026 = 5302 Вт – прочие теплопритоки -58328 + 5302 = -53026 Вт – общие теплопотери кают. Таблица 9.Теплопритоки в зимний период. Палуба F, м2 QОГР, Вт Юта 87 -7896 2 ярус 186 -16864 3 ярус 186 -16864 4 ярус 186 -16896 5 ярус 176 -5247 Всего 821 -63767 QЛД, Вт QОСВ, Вт QПИЩИ, Вт QИНФ, Вт QОБ, Вт QП, Вт 5328 3000 1464 33 1000 -53026 2. Определение влагопритоков, Кг/с DП = DЛ + DПИЩИ + DИНФ + DПР - Влагоприток от людей: Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 60

Расчётную берем умеренную влаговыделением 0,00005 кг/с физическую работу человека с DЛ = ZЛ ɡЛ = 0,00005 × 24 = 0,0012 кг/с - Влагоприток пищи: DПИЩИ = ZЛ ɡПИЩИ = 0,0000011 × 24 = 0,00026 кг/с - Влагоприток инфильтрации: DИНФ = МИНФ (dН – dП) = 0,00075 × (24 – 10) = 0,0000105 кг/с - Прочие влагопритоки: DП = (1,1…1,3) (DЛ + DПИЩИ + DИНФ) - Общие влагопритоки в помещения: DП = DЛ + DПИЩИ + DИНФ + DПР = 0,0012 + 0,00026 + 0,0000105 = 0,00147 × 1,3 = 0,00191 кг/с 2.5.3 Определение тепловлажностного отношения П  QП 53026   27000 DП 0,00191 2.5.3 Тепловой расчёт и построение d – H диаграммы. - Тепловая нагрузка канального нагревателя центрального кондиционера QH = MH с’РВ (t1 – tH) = 2 × 1,2 × (18 – (-25)) = 103000 Вт - Тепловая нагрузка воздухоподогревателя ВРДЭ QР = MРЕЦ с’РВ (tП’ – tП) = 2,957 × 1,2 × (45 – 20) = 88700 Вт - Холодопотребность СКВ Q0 = QН + QР = 103000 + 88700 = 191000 Вт - Расход пара DП =М П  d 2 -d1'  + Q0 191700  2  (7  0,5)   14 h"-h' 2777  761 кг/с Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 61

Рисунок 26. Процесс обработки воздуха на d – H диаграмме в зимний период плавания Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 62

4.3 Расчёт и подбор оборудования ССККВ 1. Геометрические параметры оребрённой трубки трубчато – ребристого воздухоохладителя. - диаметр трубок воздухоохладителя непосредственного испарения dН = 0,012 м; - шаг трубок zТР = 0,018 м - шаг ребра zP = 0,005 м и толщина δР = 0,0005 м. 2. Расчётные параметры ребристой поверхности. - Высота ребра, м, 1 1 h P = (z TP -d H )= (0, 018  0, 012)  0, 003 , 2 2 - Длина межреберного канала для двухрядной секции L = 2z’ТР = 0,036 - Эквивалентный диаметр, dЭ = 2(z TP -d H )(z P -δ P ) 2(0, 018  0, 012)(0, 005  0, 0005)   0, 0051м (z TP -d H )+(z P -δ P ) (0, 018  0, 012)  (0, 005  0, 0005) - Наружная поверхность метра трубки δP 2 πd H 2 0,0005 2 3,14  0,0122 f Н =πd H (1- )+ (z TP z TP ')=3,14  0,012(1) (0,018  0,018  )  0,117 м 2 zP zP 4 0,005 0,005 4 - Внутренняя поверхность метра трубки f ВН   dВН  3,14  0,011  0,034 - Площадь живого сечения метра трубки для прохода охлажденного воздуха f Ж =(z TP -d H )(1- δP 0, 0005 )=(0,018-0,012)(1)  0, 0054 м 2 zP 0, 005 - Степень оребрения β= f H 0,117  4 f BH 0, 034 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 63

- Площадь живого сечения метра трубки для приточного воздуха FЖ = M ПВ 2   0, 06 м 2 ρ ПВ w 1, 2  25 - Длина трубки в одном ряду секции LC = FЖ 0, 06   11м f Ж 0, 0054 - Линейный размер квадратного сечения секции a = LC zTP  11 0,018  0, 45м - Линейный размер прямоугольного сечения секции ab =LC zTP  0, 2м2 - Наружная площадь воздухоохладителя, FH = M ПВc'РB t1 -t X 2 1000 26  9 ln  ln  6 м2 αС t1 -t F 140 18  9 n  L  0,4 0,036 0,5 Nu=cRe  )  27,7   0, 28  8500 ( 0,0051  d ЭКВ  m где α C d ЭКВ λ 0, 0259  α C  Nu В  27, 7  140 ; λВ d ЭКВ 0, 0051 Nu= n=0,45+0,0066 L d ЭКВ  0, 45  0, 0066 0, 036  0,5 ; 0, 0051 c=A 1,36-24×10-5 Re   0, 412 1,36  24 105  8500  0, 28 Re= wd ЭКВ 25  0, 0051   8500 vВ 15, 06·106 Определяем число секций воздухоохладителя z BO = FH 6  5/ 2 3 LC f H 11 0,117 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 64

Габаритные размеры воздухоохладителя: А – 1 м; Б – 1,2 м; Д – 0,4 м. Габаритные размеры блока воздухоохладителя: А – 1 м; Б – 1,2 м; Д – 0,7 м Рисунок 27. Блок воздухоохладителя непосредственного испарения: 1 - теплообменник; 2 – каплеуловитель; 3 – поддон; 4 - подсоединительные патрубки; 5 - сливной патрубок 2. Вычислим температуру кипения холодильного агента t0. K H FH 149×6 - ' t1 -t Х c ξ M η= =1-e p H ПВ  1-e 1000×1,14×2  0,33 , t1 -t ОХЛ * t где =  20000   1,14   r0 s 20000  2501 где r0S = 2501 кДж/кг – теплота парообразования водяного пара. КН = Е= 1 1 β + αСξ Н Е αа  1 1 4  140 1,14 1 7900  149 th(mh P ψ) th(25×0,0015×0,67)  =1 mh P ψ 25×0,0015×0,67 m= 2α C ξ H 2×140×1,14  =55 λ PδP 204×0,0005 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 65

 z z ψ=( TP -1) 1+0,635ln(1,28 TP dH dH  '  0, 018   z TP 0, 018 -0,2)   (  1) 1  0, 635ln(1, 28  0, 2   0, 74 z TP 0, 012  0, 012   - Коэффициент теплоотдачи αа для фреонов внутри трубки определяем α а =A( Q0β 0,6 0,012 110000  4 0,6 0, 012 ) (wρ) 0,2  2,56  ( )  800,2   7700 FН d ВН 0, 034 0, 034 - Температура кипения t0 холодильного агента. t 0 =t1 - t1 -t X 26  18  26   2C ' ηt 0, 4 - Потребляемую мощность N ВЕН = G ВH 2×3000  =6кВт ρ В ηВ ηЭ 1,2×0,83 где Н – полный напор, ηв, ηэ – КПД вентилятора и электродвигателя соответственно. Рисунок 28.Вентилятор двухстороннего всасывания: 1 – корпус, 2 – рабочее колесо, 3 – рама, 4 – ограждение, 5 – паук, 6 – коллектор, 7 – электродвигатель, 8 – стойка, 9 – ремень РСС 63/25-1.1.1 – радиальные вентиляторы двухстороннего всасывания, используются в системах вентиляции. Имеет небольшой размер, высокую производительность и требуемое высокое давление. Таблица 9. Технические характеристики вентилятора. Расход Полное Установочная Частота Максимальный КПД Масса, кг воздуха, давление, мощность, кВт вращения, вентилятора м³/ч Па об/мин 8000 3400 7.5 3000 0,83 145 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 66

Выбор центрального кондиционера Судовой каркасно-панельный кондиционер в восьмиблочном стандартном исполнении с воздухопроизводительностью 7200 м3 /ч, со стороной обслуживания справа (рисунок()) Рисунок 28. Судовой центральный кондиционер. Технические характеристики Характеристика Исполнение агрегатов Значение общепромышленное, коррозионностойкое Вариант стороны обслуживания правая Рабочее давление теплоносителя, МПа 0,9 Температура теплоносителя, °С 50° Рабочая температура воздуха, °С 38 Полное избыточное давление, Па 3200 Воздухопроизводительность, м3 /ч 7200 Теплопроизводительность, кВт 103 Холодопроизводительность, кВт 110 Уровень шумоподавления, дБ 23 Класс очистки фильтров Панельный F9 Электродвигатель вентагрегата асинхронный, только исполнения морского Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 67

Конструкция Выбранный судовой кондиционер имеет модульную систему компоновки оборудования, позволяющую собирать установки любой сложности из блоков и секций, имеющих то или иное функциональное назначение в процессе воздухообработки. Конструкция установки имеет моноблочный вариант на основе каркаса из стального ригеля. Наружные стороны установки закрываются в каркасе наполненными панелями. Ригели и панели могут изготавливаться с использованием низколегированной стали с лакокрасочным покрытием или нержавеющей стали в зависимости от условий эксплуатации и требований заказа. Осмотр, обслуживание и (при необходимости) ремонт кондиционера осуществляется со стороны его обслуживания. Сторона обслуживания определяется направлением движения потока внутри кондиционера: «стороной обслуживания справа» считается та сторона, при взгляде с которой перемещаемый внутри кондиционера поток движется слева направо. И наоборот: «стороной обслуживания слева» считается сторона кондиционера, при взгляде которой перемещаемый внутри него поток движется справа налево. Также, при соответствующем указании в опросном листе, возможно предусмотреть обслуживание кондиционера снизу или сверху. Фреоновый теплообменный аппарат, входящий в состав кондиционера, имеют сварную или паяную конструкцию и обеспечивают самые жёсткие требования герметичности. Трубки теплообменных аппаратов могут изготавливаться из меди, медно-никелевого сплава (МНЖ5) или из нержавеющей стали. Оребрение теплообменников – алюминиевая фольга. Корпуса теплообменников изготавливаются из нержавеющей стали, а арматура – латунь или медные сплавы. В составе вентиляционного агрегата использоваться вентилятор двустороннего всасывания с клиноременной передачей. Вентилятор комплектуются двигателям для длительной постоянной работы, двигатель — односкоростные, 3-х фазные, асинхронный. Габариты блоков Позиция Ширина B, мм, на рис.() Высота H, мм, Длина L, мм, 1 Блоки фильтров, длина, мм 1000 1200 5130 380 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 68

Блок воздухонагревателя, длина, мм: Блок воздухоохладителя, длина, мм Блок-камера промежуточная, длина, мм Блок вентилятора с вентилятором двустороннего всасывания, длина, мм Блок шумоглушения, длина, мм Блок парового увлажнения, длина, мм 2 3 4 5 6 7 350 700 400 900 1400 1000 Рисунок 29. Общий вид судовых центрального кондиционера: Сторона обслуживания – правая, В – ширина установки, Н – высота установки, Н1 – высота опорной рамы, Ln – длины элементов установки Свойства корпуса кондиционера Класс Коэффициент Класс Уровень протечек Уровень протечек прочности теплопроводности протечек при -400Па, л*с- при +700Па, л*с1*м-2, не более 1*м-2, не более D1 T3 L1 0,15 0,22 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 69

Схема расположения блоков Рисунок 30. Принципиальная схема расположения элементов внутри ЦК. 4.4 Аэродинамический расчёт Определим расход воздуха, проходящий через определённую площадь поперечного сечения воздуховода. V = FwСР = 0,07 × 25 = 1,76 м3/с G = FwСРρ = 0,07 × 25 × 1,2 = 2,12 кг/c где F – площадь живого сечения трубопровода, wСР – средняя скорость потока, ρ – плотность среды. Для определения режима движения воздуха или воды используют число Рейнольдса. Re= w CP d 25  0,3   498000 v 15, 06·10 6 При помощи соотношением Дарси находим потери давления на трение ΔPТР =λ 2 l ρw СР 14 1, 2  252  0, 02  200 Па d0 2 0,3 2 Для шероховатых труб коэффициент сопротивления трения зависит от относительной шероховатости Δ/d = 300/0,1 = 3000 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 70

Рисунок 31. Диаграмма для определения коэффициента трения для шероховатых воздуховодов при турбулентном движении воздуха Согласно диаграмме λ = 0,02 Потери давления в местных сопротивлениях, Па ΔPМ =ξ 2 ρw СР 1, 2  252  0, 6  450 Па 2 2 где ξ = 0,6 в отводах воздуховодов 90°. Избыточное давление воздуха во всей системе ΔP= ΔPТР + ΔPМ  200  450  650Па Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 71

5 Автоматизация 5.1 Цели и задачи системы управления Автоматического регулирования необходимо для поддержания параметров воздушной среды в необходимых пределах относительно заданных значений, определяемых необходимыми технологическими требованиями, либо требованиями к комфорту. Такими параметрами могут быть: - температура приточного воздуха; - влажность приточного воздуха; - температура воздуха в обслуживаемом помещении; - влажность воздуха в обслуживаемом помещении; - качество воздуха в помещении (содержание CO2). Согласно современным подходам к построению систем регулирования, помимо поддержания заданных значений параметров должны решаться следующие задачи. 1. Отслеживание и предупреждение аварийных ситуаций, формирование сообщений локальному и удаленному наблюдателю о возникновении таких ситуаций (по сети интернет, с помощью SMS и т. д.), принятие мер к их устранению. 2. Ведение архивов выбранных параметров технологического процесса для подготовки отчетов и анализа эффективности функционирования установок. 3. Возможность взаимодействия с уровнем диспетчеризации для удаленного и наглядного контроля работы, своевременного отслеживания аварийных ситуаций; возможность объединения в единую информационную подсистему с автоматикой иного оборудования. 4. Обеспечение энергозатратами. выполнения задач регулирования с минимальными 5.2 Структура современных АСУ Решаемые цели и задачи скомпоновали облик современных систем управления в виде иерархической структуры, которую упрощенно можно описать следующим образом. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 72

Нижний уровень (уровень регулирования) представляет собой сочетание датчиков и исполнительных механизмов, необходимых для выполнения задач регулирования. Эти элементы объединяются информационными потоками с центральным звеном – контроллером, принимающим сигналы от датчиков и выдающим управляющие сигналы соответствующим исполнительным механизмам. Логика работы контроллера закладывается либо на этапе производства (жестко прошитые контроллеры), либо на этапе проектирования и наладки системы управления (свободно программируемые контроллеры). Последний вариант более универсален и предпочтителен в силу своей гибкости. В контроллере должна быть заложена возможность информационного обмена с верхним уровнем – уровнем диспетчеризации, на котором в настраиваемой, наглядной и удобной для наблюдения и анализа форме представлены параметры технологического процесса. Кроме того, этот уровень обычно оснащен инструментами для ведения архива параметров, звукового и графического сопровождения выводимых данных, отображения тревожных ситуаций, дополнительными коммуникационными возможностями (например, отсылка SMS) и т. д. В современном управлении используются в основном два типа управляющих сигналов, являющихся выходами по отношению к контроллеру. Дискретный (цифровой, бинарный, двоичный) типа включено/выключено (есть или нет управляющее напряжение) предназначен для коммутации управляющих устройств, ШИМ-управления (серии импульсов, закрывающих либо открывающих регулирующий орган) и т. д. Аналоговый (вещественный), являющийся изменяемой контроллером величиной из стандартного диапазона тока или напряжения, предназначен для указания управляющему устройству интенсивности его работы (например, степени открытия). Аналогичное разделение существует и для входных сигналов. Дискретные входы характеризуют наступление того или иного события, например, превышение какого-либо порога. Аналоговые входы применяются для измерения непрерывно меняющихся физических величин процесса – температуры, давления, уровня и т. д. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 73

Управление сводится к обработке в соответствии с целью и задачами регулирования входных сигналов и выдаче выходных сигналов исполнительным механизмам. 5.3 Автоматизация систем приточной и вытяжной вентиляции Система приточной вентиляции содержит следующие элементы: - привод отсекающей заслонки; - датчик температур наружного воздуха (TE); - датчик-реле перепада давления на фильтре (PDS); - регулирующий клапан на водяном нагревателе; - циркуляционный насос; - термостат угрозы замерзания воздухонагревателя по воде (TS); - термостат угрозы замерзания калорифера по воздуху (TS); - фреоновый воздухоохладитель; - термостат защиты электронагревателя от перегрева (TS); - вентилятор; - датчик-реле перепада давления на вентиляторе (PDS); - парогенератор; - датчик температуры удаляемого воздуха (TE); - датчик влажности удаляемого воздуха (ME). Система общеобменной вытяжной вентиляции содержит следующие элементы: - вентилятор; - датчик-реле перепада давления на вентиляторе (PDS); - привод отсекающей заслонки. Принцип работы систем приточной и вытяжной вентиляции. 1. Система имеет два режима запуска: Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 74

- местный (с электрического щита); - дистанционный (по команде оператора из диспетчерской с выносного пульта управления). 2. Система предусматривает три режима работы: - летний режим, когда воздух охлаждается и осушается в секциии фреонового охладителя и далее подогревается до приточной температуры в воздухонагревателе (ВН); - зимний режим, когда воздух нагревается в секции воздухонагревателя (ВН) и увлажняется благодаря парогенератору; - дежурный режим, когда переключатель "Пуск" в положении "Выкл" либо в положении "ДУ" при выключенной системе идет контроль от замораживания ВН. Включение вытяжной общеобменной системы вентиляции происходит от приточной вентиляции. При срабатывании внешнего датчика сигнализации "Пожар" система переходит в дежурный режим. 3. Система предусматривает управление и контроль следующих параметров: - контроль температуры обратного теплоносителя по термостату; - контроль температуры воздуха в зоне нагревателя ВН по термостату; - контроль температуры приточного воздуха; - контроль влажности приточного воздуха; - контроль засорения фильтра по датчику-реле перепада давления воздуха; - контроль работоспособности вентилятора по датчику-реле перепада давления воздуха; - контроль работоспособности вентилятора по токам короткого замыкания; - контроль перегрева нагревателя ВН по термостату; - управление воздушной заслонкой электроприводом; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 75

- управление регулирующим клапаном на теплоносителе; - управление работой компрессорно-конденсаторного блока; - управление работой вентилятора; - управление работой парогенератора; - управление работой насоса. Обеспечивается защита нагревателя ВН от замораживания в зависимости от выбранного режима работы: 1) Режим «Зима» — контроль температуры обратного теплоносителя и температуры воздуха в зоне нагревателя ВН по термостату (за теплообменником); 2) Режим «Лето» — контроль температуры воздуха в зоне нагревателя ВН по термостату. В настоящее время все выпускаемые стандартно шкафы САУ типа К-Ф-ТОХО-АВ имеют сухие контакты для пуска вытяжной установки одновременно с запуском вентилятора приточной установки. 4. Описание работы системы: Запуск производится переключателем «Пуск» в положение «Вкл», загорается индикатор «Пуск». Летний режим работы (переключатель на щите в положении «Лето»): запускается двигатель приточного вентилятора, привод открывает воздушную заслонку, при открытии заслонки загорается индикатор «Заслонка приточная», работает датчик-реле перепада давления на фильтре. Через определенный интервал времени включается датчик-реле перепада давления на приточном вентиляторе. При выходе, приточного вентилятора на рабочий режим загорается индикатор «Вентилятор приточный». Регулирующим клапаном охладителя происходит регулирование температуры воздуха и контроль по канальному датчику температуры приточного воздуха. На протяжении всего времени работы системы в «Летнем» режиме происходит контроль по термостату угрозы замерзания нагревателя ВН по воздуху. При сливе воды из системы рекомендуется отключить автомат защиты двигателя насоса или предохранитель во избежание пуска насоса с сухим ротором. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 76

Вытяжной вентилятор включается при пуске приточного вентилятора, привод открывает воздушную заслонку, при открытии заслонки загорается индикатор «Заслонка вытяжная». Через определенный интервал времени включается датчик-реле перепада давления на вытяжном вентиляторе. При выходе, приточного вентилятора на рабочий режим загорается индикатор «Вентилятор вытяжной». Зимний режим работы: а) (переключатель на щите в положении «Зима», переключатель «Насос» в положении «Выкл.»): система переходит в дежурный режим. б) (переключатель на щите в положении «Зима», переключатель «Насос» в положении «Вкл.»): открывается клапан по воде , включается насос происходит прогрев нагревателя ВН; запускается двигатель приточного вентилятора, привод открывает воздушную заслонку, при открытии заслонки загорается индикатор «Заслонка приточная», работает датчик-реле перепада давления на фильтре. Через определенный интервал времени включается датчик-реле перепада давления на приточном вентиляторе. При выходе приточного вентилятора на рабочий режим загорается индикатор «Вентилятор приточный». Вытяжной вентилятор включается при пуске приточного вентилятора, привод открывает воздушную заслонку, при открытии заслонки загорается индикатор «Заслонка вытяжная». Через определенный интервал времени включается датчик-реле перепада давления на вытяжном вентиляторе. При выходе, приточного вентилятора на рабочий режим загорается индикатор «Вентилятор вытяжной». Наружный воздух, проходя через открытую воздушную заслонку, попадает на воздушный фильтр. Если перепад давления на фильтре слишком велик, что определяется по датчику-реле, то на щите загорается индикатор «Фильтр». Отключение системы при этом не предусмотрено. Датчик-реле контролирует перепад давления воздуха на приточном (вытяжном) вентиляторе. Если при запуске системы через определенный интервал времени заданный перепад давления не появляется, система закрывает заслонки приточного и вытяжного вентиляторов и загорается сигнальная лампа «Авария. Вентилятор приточный» («Авария. Вентилятор вытяжной»), происходит отключение вытяжного и приточного вентиляторов. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 77

То же происходит, если указанный перепад давления исчезает, на приточном (вытяжном) вентиляторе, во время работы системы. Датчик температуры приточного воздуха предназначен для определения температуры воздуха в воздуховоде. Он передает электрический сигнал о температуре на контроллер, который, в свою очередь, управляет регулирующим клапаном подачи воды, в режиме «Зима», на теплоносителе нагревателя ВН. В режиме «Зима» при уменьшении измеренной температуры клапан открывается, при увеличении — закрывается, изменяя количество теплоносителя, поступающего в нагреватель ВН и, следовательно, изменяется нагрев воздуха в системе. Насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя в нагревателе ВН. Он работает в режиме «Зима» постоянно и автоматически запускается (если был выключен) по сигналу «Мороз». При работе насоса загорается индикатор «Насос». Сигнал «Угроза замораживания нагревателя ВН1» формируется при срабатывании одного из двух или обоих термостатов защиты от замерзания в режиме «Зима», в режиме «Лето» — только при срабатывании воздушного термостата. При этом загорается индикатор «Мороз». Установка замораживания по воздуху 6 - 10 °С, установка замораживания по воде 30 — 40 °С. По сигналу угрозы замерзания происходит следующее: - Выключается электродвигатели вентиляторов; - Включается циркуляционный насос, причем независимо от положения переключателя «Вкл./выкл.» насоса и от положения переключателя «Зима/Лето»; - Открывается на 100% регулирующий клапан на теплоносителе; - Закрываются заслонки вентиляторов. Автоматика реализует непрерывное поддержание заданной температуры приточного воздуха с одновременным контролем аварийных и предаварийных ситуаций. Численные характеристики процесса, всевозможные тревоги, отображаются на одном или нескольких рабочих местах диспетчера. Кроме того, происходит круглосуточное ведение архивов тревог и параметров, отображение их в графической форме, автоматическая отсылка SMS в случае возникновения аварийных ситуаций. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 78

Энергосбережение в данной установке реализуется путем снижения задания температуры (перевода в дежурный режим) ночью и в выходные дни. Примененный комплект автоматики реализует цели и задачи регулирования в полной мере, соответствуя строгим требованиям, предъявляемым к современным системам управления. Несмотря на это, не стоит забывать о том, что максимальная отдача от введения автоматики возможна лишь при объединении всех инженерных систем здания в единое информационное пространство. Только в этом случае работа отдельных устройств сливается в полную гармонию, приводящую к оптимизации и наибольшему комфорту применения средств автоматизации. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 79

6 Эксплуатация и ремонт ССККВ Эксплуатация Перед началом обслуживания ССККВ необходимо ознакомится с инструкциями оборудования и «Правилами технического эксплуатации судовых систем кондиционирования воздуха». На нашем судне установлена система круглогодичного кондиционирования воздуха и в зависимости от внешних условий и периода плавания работает в трёх режимах: летнем, зимнем и вентиляции. Переход из режима вентиляции в режим обработки воздуха зависит от температуры потока внутри вентилятора и в воздуховодах, а также от температуры наружного воздуха. Для перевода ССККВ в летний режим необходимо: - провести необходимые подготовительный манипуляции с холодильным оборудование; - проверить положение воздушных заслонок; - провести запуск вытяжной системы; - запустить вентилятор центрального кондиционера. Картерным электронагревателем, необходимо его включить за 1 ч до пуска компрессора. Так как при остановке компрессора происходит падение температуры в картере. Это способствует насыщению масла хладоном и в результате чего появляется пена. Поэтому при запуске компрессора существует опасность срыва всасывания масляного насоса и срабатывания реле контроля смазки на аварийное отключение компрессора. Но при включении картерного электронагревателя происходит возгонка хладона из масла. Перед пуском холодильного компрессора необходимо убедиться, что открыты нагревательный и закрыт всасывающий вентиль, далее запустив компрессор необходимо не спеша открывать всасывающий вентиль. В этот момент нужно внимательно слушать и при появлении в цилиндре стуков нужно быстро перекрыть всасывающий вентиль. Этот стук означает, что жидкий фреон попал в компрессор. После открытия всасывающего вентиля нужно открыть запорный вентиль и переводим установку на автоматический режим. Со временем необходимо проверить воздухоохладитель на наличие снеговой шубы. Таким образом происходит проверка давления кипения Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 80

фреона. Если снеговая шуба присутствует, то необходимо её удалить и временно отключить подачу холодоносителя в воздухоохладитель. Для перевода ССККВ в зимний режим необходимо: - включить воздухонагреватель на ВРВЭ; - подать теплоноситель на воздухонагреватель центрального кондиционера; - проверить положение воздушных заслонок; - провести запуск вытяжной системы; - запустить вентилятор центрального кондиционера. Переводим систему в автоматический режим в включаем увлажнитель. Для выключения системы необходимо выполнить обратную последовательность. Для избежание замерзания конденсата нужно открыть краны продувания, вывернуть пробки в нижней части конденсатоотводчиков и спустить конденсат. Осмотр ССККВ производится при смене вахт на судне. При проверке вентилятора проверяют температуру подшипников и его смазку, а один раз в год его полный осмотр и чистка. Если наблюдается повышенная вибрация и шум, то следует провести полную диагностику всех элементов вентилятора. Необходимо ежедневно проверять температуру и относительную влажность воздуха на входе в кондиционер и на выходе из него, температуру воздуха, поступающего в помещения, и температуры в помещениях. При помощи тягонапоромета производится проверка на загрязнение воздушных фильтров, но при отсутствии прибора проверка осуществляется при визуальном осмотре не реже одного раза в месяц. Если фильтр сильно запылен, то необходимо его вынуть и провести очистку. Фильтр из синтетического материала очищают струёй воды, направленную на чистую сторону фильтра, при высокой степени загрязнения следует использовать различные моющие средства и горячую воду. Далее высушиваем фильтры и укладываем в корпус, параллельно проверяя состояния герметизирующих прокладок. Для очистки масляных фильтров необходимо аккуратно вынуть кассету из корпуса, встряхнуть и тщательно смести грязь. Далее промыть в 10%-ном горячем содовом растворе или одой температурой 70—80°С. Высушиваем и Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 81

покрываем фильтра маслом и оставляем в вертикальном положении на 12 часов. Каютный воздухораспределитель необходимо осматривать на наличие пыли на внутренних поверхностях и делать очистку, проверять ход привода. Ремонт Современные универсальные суда являются сложным комплексом инженерных сооружений, которые не в равной степени подвержены износу и требуют индивидуальных подходу к их ремонту. Для обеспечения организованности при ремонте ССККВ применяют систему планово – предупредительного ремонта (ППР). По данной системе производится ремонт и осмотр при нормальной работе системы и в соответствии с положением о ремонте судов. Система ППР включает: 1.Подготовка к ремонту, а именно сбор необходимой технической документации, определение объёма работ, подготовка необходимых материалов и т.д. Объём работы оценивается в процессе осмотра всей системы и составлению типовой ремонтной ведомости. Далее судовладелец приводит судно в состояние, необходимого для безопасного ремонта в соответствии с требованиями правил пожарной безопасности на судах. 2. Непосредственный ремонт с соблюдением положения о ремонте ССККВ и договором на ремонт. Непрерывная система технического обслуживания (НСТО) форма ремонта необходима для внедрения новых технологий, позволяющие увеличить продолжительность работы системы при минимальных материальных затратах. Её проводят на базах технического обслуживания, находящиеся в различных морских портах. Согласно положению о ремонте различных систем на судне, в том числе и ССККВ, выделяют: - ремонт по системе ППР; - гарантийный; - внеплановый ремонт. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 82

Согласно ГОСТ 18322 – 78 система ППР включает несколько классов ремонта: текущий, средний, капитальный и аварийный. Разберем каждый вид ремонта. 1. Текущий ремонт состоит из периодического ремонта от ежегодного до еженедельного для поддержания элементов ССККВ в исправном состоянии. Это может быть устранение различных неплотностей и мелких повреждений путем осмотра и разбору элементов системы силами судовладельца. 2. Средний ремонт характерен большим объёмом работ и предназначен для восстановления технического состояния элемента до очередного ремонта. Производится на судоремонтных заводах. 3. Капитальный ремонт характеризуется доскональным ремонтом всей ССККВ, характеристики которого, после ремонта, должны быть схожи с новой системой. При капитальном ремонте производится замена деталей на следующий ремонтный размер. Средства на данный тип работы берутся из амортизационных отчислений. 4. Аварийный ремонт необходим при вынужденном отклонении по временному графику ремонта или аварии, связанным с выходом из строя элемента ССККВ. Ремонт может быть индивидуальным и узловым. При индивидуальном методе ремонтная бригада производит разбор оборудования на составляющие узлы и после на детали, что занимает продолжительное время ремонта. При узловом методе ремонт оборудования осуществляется заменой составляющий его узлов. Неисправные узлы отправляются в ремонт и после ставят на другие машины. Это значительно ускоряет ремонтные работы и снижает их стоимость. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 83

7 Безопасность и экологичность проекта 7.1 Анализ установленного оборудования для определения опасных и вредный производственных факторов. Согласно ГОСТ 12.0.003-91 различают следующие вредные факторы: - физически опасные и вредные факторы. В при работе с ССККВ это могут быть: движущиеся элементы в центральном кондиционере, высокий уровень шума и вибрации от электровентилятора и высокоскоростного потока воздуха в воздуховодах, повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования. На рабочем месте различают: повышенную или пониженную влажность воздуха в каюте, повышенную запыленность и загазованность воздуха, высокий уровень шума в каюте от работы ССККВ, повышенное напряжение в электрической цепи, высокая или низкая освещенность рабочей зоны и его расположение относительно технических посещений. - психофизиологические опасным и вредные факторы – физические перегрузки, связанные с нарушением параметров микроклимата и нервнопсихологически перегрузки. - биологически опасные и вредные факторы – различные патогенные микроорганизмы. - химически опасные и вредные факторы. В системах ССККВ возможна утечка холодильного агента при работе системы кондиционирования. ССККВ использует в качестве хладагента R407C. Он имеет нулевой потенциал разрушения озона ODP=0 и низкий потенциал глобального потепления HGWP=0,45; GWP=1890. Представляет собой тройную зеотропную смесь: - R32 для увеличения производительности - R125 для предотвращения возгорания - R134а для конроля рабочего довления Хладагент R32 (CF3H) – горючий газ с температурой самовоспламенения 5040С. Оказывает слабое коррозионное действие при температуре до 1500С на металлы: Ст 3, 20Х13, 08Х18Г8Н2Т, 12Х18Н10Т, никелевый сплав ХН78Т, алюминий АДОМ, АД1, алюминиевые сплавы Д16, АМц, титан ВТ1. Экологические характеристики: ODP=0; HGWP=5,7; GWP=12100. Класс опасности 4. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 84

Хладагент R125 (CHF2CF3) – бесцветный негорючий газ. Экологические характеристики: ODP=0; HGWP=0,84; GWP=3200, ПДКр.з=1000мг/м3. Класс опасности 4. При соприкосновении с пламенем и горячими поверхностями разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. Хладагент R134a (CF3CFH2) – бесцветный негорючий газ с температурой кипения -29 °С. Экологические характеристики ODP=0; HGWP=0,28; GWP=1300. Класс опасности 4. При вдыхании малого количества хладагента R407C с воздухом на протяжении 12 часов негативного влияния на здоровье человека не будет, но при больших концентрация приводит к угнетению деятельности нервной и сердечно сосудистой систем. Для рабочего места характерны следующие вредные химические факторы, которые делятся на четыре класса и зависят от вида перевозимого груза или работоспособности оборудования: 1 класс – чрезвычайно опасные (свинец, ртуть и др.) 2 класс – высокоопасные (щелочи, кислоты и др.) 3 класс – уверенно опасные (камфара, чай и др.) 4 класс – малоопасные (аммиак, ацетон и др.) 7.2 Производственная санитария Производственная санитария – комплекс организационных, гигиенических и санитарно – технических мероприятий для предотвращения вредных воздействий на человека (ССБТ. ГОСТ 12.0.002.). На микроклимат в каюте морского судна предъявляются высокие требования комфорта. Согласно ГОСТ 12.1.005 – 88 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно – гигиенические требования» необходимо принять следующие параметры микроклимата в соответствии с категорией тяжести труда и местом работы: Теплый период года: Холодный период года: tв.т.=18 – 270С tв.х.=15 – 230С в.т.=55 – 75% в.х.=15 – 75%. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 85

В данной ССККВ скорость потока воздуха 25 – 30 м/с, что приводит к возникновению шума и вибрации в системе вентиляции, мешающей нормальной работе человека. К источникам шума и вибрации в системах вентиляции и кондиционирования воздуха являются, компрессоры холодильных установок и электродвигатель центрального кондиционера. Кроме того, шум и вибрация образуются при движении воздуха в воздуховодах. Допустимый уровень шума в жилых помещениях регламентируются согласно ССБТ. «Шум. Общие требования безопасности» и СН 2.24/2.1.8.562-96. Для снижения уровня шума применятся: -пластинчатый шумоглушитель приточной установки, -подсоединение к воздухораспределительным шумоглушительные элементы. устройствам различные Поскольку электровентилятор имеет высокие обороты (3000 об/мин), то возможно появление вибрации. Для снижения вибрации используют на виброгасящее основание. Между вентилятором и воздуховодами устанавливают гибкие вставки. Все это позволяет снизить вибрацию на высоких и низких частотах. Освещение относится к одному из основных внешних факторов, постоянно воздействующих на человека в процессе труда. В вентиляционной камере предусмотрено рабочее и дежурное освещение, но естественное освещение отсутствует. Искусственное освещение создается светильниками, освещенность Е = 200 л.к. Запыленность должна не превышать 2 мг/м³. 7.3 Техника безопасности при монтаже оборудования Для выполнения монтажных и ремонтных работ необходимо соблюдать требования СниП III – 4 – 80 «Техника безопасности в строительстве». К монтажу оборудования и трубопроводов разрешается приступать только после того, как монтажная организация получит утверждённый проект производства работ. Для монтажа оборудования допускаются рабочие не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и имеющие документ об окончании специального учебного заведения. Допущенный к работе персонал должен быть проинструктирован об опасных последствиях повреждения элементов систем кондиционирования, о недопустимости использования оборудования и труб в качестве опор для Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 86

рабочих площадок, лестниц и средств подъема материалов и о запрещении курения в помещениях. Трубопроводы должны монтироваться на специальных опорах или подвесках, которые должны быть рассчитаны на определенную массу трубопровода, массу хладагента и тепловой изоляции, принятых с коэффициентом запаса 1,2. 7.4 Противопожарные мероприятия Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара. Пожар в системе вентиляции и кондиционирования может возникнуть при неправильной эксплуатации элементов системы. По воздуховодам могут перемещаться горючие вещества и пыль, которые при наличии теплового источника могут загораться, что приведет к пожару по системе вентиляции и кондиционирования воздуха и далее по всему судну. Концентрация пыли и других веществ в воздуховодах местных вытяжных систем не должна превышать 50%. Источником воспламенения при этом может быть искрение от вентилятора, статическое электричество, самовозгорание пыли и других источников возгорания. Так же стоит соблюдать основные правила пожарной безопасности на судне. Перед началом работы на судне необходимо провести противопожарный инструктаж всей команды. Пользоваться исправными выключателями, розетками, вилками, патронами и другой электроарматурой. Не оставлять без присмотра включенное оборудование и электроприборы, отключать электрическое освещение (кроме аварийного) по окончании работы. Курить только в специально отведенных и оборудованных местах. При использовании в работе горючих и легковоспламеняющихся веществ убирать их в безопасное в пожарном отношении место. Не оставлять использованный обтирочный материал в помещении по окончании работы. Соблюдать действующие Правила пожарной безопасности. При обнаружении пожара или признаков горения (задымление, запах гари, повышение температуры и т.п.) необходимо: прекратить работу и отключить систему в электрораспределительной каюте. Далее найти источник возгорания и использовать ручной огнетушитель ОУ – 5 или химический пенный огнетушитель ОХП – 10. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 87

В холодильной системе в качестве хладагента в основном используется фреон-R470с. Согласно требованиям Монреальского протокола (1987г.) этот хладагент относится к разряду соединений, не имеющих экологическую опасность. В процессе эксплуатации рекомендуется не допускать утечек, а при их образовании принять меры к устранению. Выброс фреона в окружающую среду выполняется только в аварийном случае, когда невозможно принять другие меры, В этом случае срабатывают предохранительные клапаны, установленные на оборудовании, работающем при повышенном давлении. Второй основной причиной загрязнения окружающей среды является загрязнение маслом. Необходимо при проведении ремонтных работ и при эксплуатации холодильной установки производить работы таким образом, чтобы исключить попадание отработанного масла в грунт или в грунтовые воды. Отработанное масло должно идти на регенерацию, а затем на последующее повторное использование в качестве добавок (до 30%) к новому маслу. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 88

8 Экономические показатели проекта В качестве местной системы кондиционирования рассмотрим 2 варианта: 1. Система кондиционирования с ВДВЭ 2. Система кондиционирования без дополнительной обработки воздуха в ВДВЭ. Задачей является сравнение двух предложенных вариантов по приведенным затратам. Вариант, у которого приведенные затраты будут минимальны, считается наилучшим. 1. Годовая потребность в холоде. Qг = Qо · τ [кВт], (8.1) Qо – общая потребность в холоде, кВт, Qо = 133 кВт = 1333600 = 478800 кВт; τ – часы работы компрессора в год, Холодильная машина работает 6 месяцев (130 дней) по 12 часов в сутки, τ=1560 часов; Qг. 1в = 478800 · 1560 = 747 МВт; Qг. 2в = 478800 · 1560 =747 МВт . 2. Капитальные затраты. Капитальные затраты на внедрение ССККВ воздуха включают: К = Собор + Сдост + Смонт [руб.], (8.2) Собор, Сдост, Смонт, – стоимость за оборудование, доставку, монтаж. 2.1 Стоимость оборудования: Собор = Сосн. об + Скомп, (8.3) Сосн. об – стоимость основного оборудования; Ском – стоимость комплектующих к системе кондиционирования; Собор1=Сосн. об1+Скомп1 = 800 000 + 2 700 000 = 3 500 000 руб. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 89

Собор2 =Сосн. об2+Скомп2 = 1 800 000+ 2 000 000=3 800 000 руб. 2.2 Стоимость доставки (5% от стоимости оборудования): Сдост1 = 0,05· Собор1= 0,05 · 3 500 000 = 175 000 руб. Сдост2 = 0,05· Собор2= 0,05 · 3 800 000 = 190 000 руб. 2.3 Стоимость монтажных и пусконаладочных работ: Смонт1 = 0,1· Собор1 = 0,1 · 3 500 000 = 350 000 руб. Смонт2 = 0,25· Собор2 = 0,25 · 3 800 000 = 950 000 руб. Коэффициент 0,1 для первого варианта, обусловлен установкой воздуховодов меньшего диаметра и меньшего длины коммуникаций. К1 = 3 500 000 + 175 000 + 350 000 = 4 025 000 руб. К2 = 3 800 000 + 190 000 + 950 000 = 4 940 000 руб. 3. Удельные капитальные затраты: Определяются отношением их общей величины на годовой объем производства холода. Ку = К / Qг [руб/кВт], (8.4) Ку1 = 4 025 000 / 747 = 5 400 руб/ МВт; Ку2 = 4 940 000 / 747 = 6600 руб/ МВт. 4. Расчет себестоимости продукции Расчет холодильных затрат ведется по следующим статьям затрат:  электроэнергия;  затраты на содержание и эксплуатацию оборудования. 4.1 Затраты на электроэнергию. Расход электроэнергии, кВт: Рэ = Nэ · b , (8.5) Nэ – установочная мощность электродвигателя, кВт; b – коэффициент использования мощности электродвигателя; Рэ1 = 7 · 0,8 = 5,6 кВт; Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 90

Рэ2 = 4 · 0,8= 3,2 кВт. Затраты на электроэнергию в год, руб: Зэ = Рэ · Тэ · n · 130, (8.6) Тэ – стоимость 1 кВт · час электроэнергии (2,5 руб.); n – часы работы системы; 130 – число рабочих дней; Зэ1 = 5,6 · 2,5 · 12 · 130 = 21 840 руб. Зэ2 = 3,2 · 2,5 · 12 · 130 = 12 480 руб. 4.2 Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования в год, руб: К  A  С обор  Н рем Зсод = 100 (8.7) , К – капитальные затраты (стоимость оборудования с учетом затрат на доставку и монтаж), руб.; A – амортизационные отчисления, руб., зависит от срока полезного использования оборудования (принимаем 10 лет), A 10%; Нрем – норма расходов на содержание и текущий ремонт (10% от стоимости оборудования). 4025000 10  3500000 10 100 Зсод1 = = 752 500 руб. 4 940 000 10  3800 000 10 100 Зсод2 = = 874 000 руб. 4.3 Общая себестоимость продукции , руб: (8.8) С = Зэ + Зсод; C1 = Зэ1 + Зсод1 = 21 840 + 752 500= 774 340 руб. C2 = Зэ2 + Зсод2 = 12 480 + 874 000 = 886 480 руб. 5. Расчет финансовых результатов. 5.1 Расчет приведенных затрат, руб: П = С + E  К, (8.9) Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 91

E – нормативный коэффициент эффективности (принимаем 0,5); П1 = 774 340 + 0,5  4 025 000 = 2 786 840 руб. П2 = 886 480 + 0,5  4 940 000 = 3 356 480 руб. 5.2 Расчет годового экономического эффекта, руб: П = П1 – П2, (8.10) П = 3 356 480 - 2 786 840 = 569640 руб. Полученные результаты заносим в таблицу 6.6.1. Таблица 10. Итоговые показатели. Показатели Ед. изм. Сравниваемые варианты систем Отклонение С ВДВЭ Без ВДВЭ 3 4 5 1.Холодопроизводительность кВт системы 110 140 - 2.Годовая холоде МВт 747 747 - руб. 4 025 000 4 940 000 - 915 000 руб. 21 840 12 480 9360 5. Годовые затраты на содержание и эксплуатацию руб. оборудования 752 500 874 000 - 121 500 6.Приведенные затраты руб. 2 786 840 3 356 480 - 769 640 7.Годовой эффект руб. 1 2 потребность в 3.Капитальные затраты 4.Годовые затраты электроэнергию на экономический (+/-) - 769 640 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 92

Вывод: Рассмотрев и проанализировав два варианта, можно сделать вывод, что вариант 1 является экономически выгодным по капитальным и приведенным затратам, т.е. экономия составляет соответственно 915 000 руб. и 769 640 руб. Применение ССККВ с ВДВЭ в каютных помещениях целесообразно и выгодно, чем применение ССККВ без ВДВЭ (в основном за счёт стоимости оборудования и монтажа). Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 93

Заключение В данном дипломном проекте была разработана одноканальная местно – центральная система кондиционирования воздуха с дополнительной обработкой воздуха путём его нагрева и охлаждения в доводочных воздухораспределителях, которая является оптимальным техническим решением кондиционирования воздуха в каютных помещениях. Достоинствами данной системы кондиционирования воздуха являются: - производительность канальных установок по воздуху меньше, т.к. определяется минимально необходимым количеством наружного воздуха; - лучшие эксплуатационные показатели (расход холода, теплоты и воды на обработку воздуха); - малые габариты системы; - простота монтажа; - возможность индивидуального регулирования параметров микроклимата; - гибкость системы. В качестве местной системы кондиционирования воздуха был установлен ВДВЭ, которая соединила в себе многие черты традиционных систем центрального кондиционирования с удобством и легкостью монтажа. Центральный блок - сравнительно небольшой агрегат. Его габариты (5130х1200х1000, мм) легко позволяет найти подходящее место для установки внутри судна. Шум и вибрация, за счёт массивного шумоглушителя и специальной судового компенсатора, при работе ЦК практически не заметны. Малые размеры воздуховодов позволяют легко проводить монтажные работы, а простота всей системы в целом обеспечивает простое обслуживание и ремонт. Следовательно, по всем перечисленным причинам, в выборе схемного решения ССККВ для моего дипломного проекта «Проект корабельной холодильной установки системы кондиционирования воздуха» я отдаю предпочтение центрально-местной СКВ с ВДВЭ. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 94

Список используемой литературы 1. Загоруйко В.А., Голиков А.А. «Судовая холодильная техника», - 2000. – 490 с. 2. Ладин Н.В., Абдульманов Х.А. «Судовые рефрижераторные установки», - 1993. – 244 с. 3. Захаров Ю.В., «Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины», - 1972. – 556 с. 4. Швецов Г.М., Ладин Н.В. «Судовые холодильные установки», - 1986. – 229 с. 5. Изотов О.А., Соляков О.В., Бадалов М.А. «Специальные судовые устройства, часть 3», - 2018. – 386 с. 6. Селиверстов В.М. «Расчеты судовых систем кондиционирования воздуха», - 1971. – 260 с. 7. Бронников А.В., «Морские транспортные суда. Основы проектирования», - 1984. – 347 с. 8. Персиянов В.В. «Шумоглушение в системах вентиляции кондиционирования воздуха. Учебно-методическое пособие курсовому и дипломному проектированию». Москва 1998. и к 9. Краснов Ю.С. «Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию, испытаниям, наладке». – М.: Термокул 2004. 10. СанПиН 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». 11. СанПиН 2.5.2-703-98 «суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания санитарные правила и нормы» Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата . ТОСЖ 05 00.00.00 ПЗ 95

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв

11.64

Герус Виктор

ШИКАРНО