Системы вентиляции на судах

Системы вентиляции предназначены для подачи в помещения судна наружного воздуха и удаления из них загрязненного с целью обеспечения заданного воздухообмена.

Условия вентилирования каждого помещения зависят от его назначения и принадлежности к одной из следующих основных групп помещений: жилые, общественные, медицинские, санитарные, машинные отделения, грузовые трюмы, кладовые судового снабжения и др.

В состав систем вентиляции входят следующие основные элементы: вентиляторы, фильтры, воздухораспределители, устройства для приема и выброса воздуха, глушители, трубопроводы с арматурой, приборы автоматического управления и контроля.

Системы вентиляции классифицируют: по принципу действия — естественная, искусственная и комбинированная; по назначению — приточная и вытяжная; по скорости воздуха в трубопроводах — низкоскоростная со скоростью воздуха в магистральных трубопроводах 15—17 м/с; среднескоростная 17—20 м/с; высокоскоростная 20—25 м/с; по полному давлению, развиваемому вентиляторами — низкого давления до 9,8•10² Па (100 кгс/м²), среднего давления до 24,5•10² Па (250 кгс/м²), высокого давления свыше 24,5•10² Па (250 кгс/м²); по виду тепловой обработки воздуха — с охлаждением, с подогревом, без тепловой обработки; по доле наружного и рециркуляционного воздуха — без рециркуляции, с частичной рециркуляцией, с полной рециркуляцией.

Естественной вентиляцией оборудуют кладовые судового снабжения и хозяйственного назначения, агрегатные и помещения со вспомогательным оборудованием без тепло- и газовыделений, а также другие вспомогательные помещения.

Воздухообмен при естественной вентиляции может осуществляться двумя путями: а) перемещением воздуха вследствие разности плотностей холодного и теплого воздуха; б) использованием скоростного напора наружного воздуха, набегающего на судно. В первом случае воздухообмен происходит до тех пор, пока имеется разность температур между наружным воздухом и воздухом в помещении.

Трубопровод вентиляции должен иметь минимально возможное аэродинамическое сопротивление. Его протяженность не должна превышать 5 м с количеством погибов не более двух под углом 45° к вертикали.

Воздухообмен, происходящий за счет динамического напора воздуха, набегающего на судно, осуществляется с помощью поворотных дефлекторов и эжекционных головок. Эта вентиляционная арматура устанавливается на открытых участках палуб, стенках рубок и надстроек и преобразует скоростной напор ветра в статическое давление, необходимое для движения воздуха по трубопроводам. Если дефлектор повернут отверстием навстречу потоку воздуха, в нем создается повышенное статическое давление, и воздух нагнетается в помещение. Если дефлектор повернут по потоку, в нем создается разрежение и осуществляется вытяжка воздуха. Более эффективное удаление воздуха из помещения производится с помощью эжекционных головок.

На современных судах естественная вентиляция имеет ограниченное применение.

При простоте устройства и отсутствии потребности в вентиляторах она отличается нестабильностью, зависимостью от метеоусловий, малыми напорами.

Наибольшее распространение на судах получила искусственная вентиляция. Применение вентиляторов обеспечивает необходимый воздухообмен независимо от метеорологичских условий с использованием как наружного, так и рециркуляционного воздуха или их смеси.

В зависимости от требуемых условий эксплуатации помещений применяют приточную, вытяжную или смешанную вентиляцию. Приточная вентиляция подает свежий наружный воздух в жилые, служебные, общественные и другие помещения, в которых нет вредных парогазовых выделений. Вытяжная вентиляция удаляет загрязненный воздух и обеспечивает тем самым поступление в помещения чистого воздуха из коридоров и тамбуров. Ее оборудуют в помещениях с вредными парогазовыми выделениями, таких, как санитарные, насосные отделения танкеров, мастерские, станции углекислотного и химического тушения и др. Для интенсификации воздухообмена применяют смешанную вентиляцию, представляющую собой сочетание приточной и вытяжной с преобладанием одной из них в зависимости от назначения помещения (машинные и рефрижераторные отделения, радиоагрегатные и др.). В жилых, служебных и общественных помещениях может сочетаться действие системы кондиционирования воздуха с работой вытяжной системы вентиляции.

Системы вентиляции разделяются на общесудовые, обслуживающие жилые, служебные, бытовые и медицинские помещения; системы вентиляции грузовых трюмов; машинных отделений; аккумуляторных, грузовых насосных отделений танкеров и др.

Система вентиляции, как правило, выполняется по групповому принципу, когда в группу объединяют однотипные по параметрам воздуха помещения, расположенные в пределах одной главной вертикальной противопожарной зоны и одного водонепроницаемого отсека.

Автономный принцип используется для систем вентиляции помещений большого объема (грузовые трюмы, машинные отделения), а также помещений с вредными выделениями (аккумуляторные, насосные отделения танкеров, пищеблоки и др.).

Жилые помещения оборудованы искусственной приточной и естественной вытяжной вентиляцией, санитарные — искусственной вытяжной и естественной приточной вентиляцией. Все оборудование систем размещают в пределах одного водонепроницаемого отсека. Проход каналов через водонепроницаемые переборки ниже палубы переборок не разрешается. Вертикальные каналы, проходящие через водонепроницаемые палубы ниже палубы переборок, должны быть водонепроницаемыми и равнопрочными местным конструкциям корпуса. Каналы, проходящие через главные огнестойкие переборки, должны иметь стальные противопожарные заслонки, снабженные приводами, действующими с обеих сторон переборки. Магистральные воздухопроводы, как правило, прокладывают в коридорах за зашивкой подволоков. На судах получили распространение трубы прямоугольного и круглого сечений, выполняемые из тонколистовой оцинкованной стали или сплава АМг толщиной 1—-Змм, применяют также пластмассовые трубы. Вентиляторы размещают в специальных выгородках, имеющих звуковую изоляцию. На судах, как правило, используют центробежные электровентиляторы серии ЦС и ЦСУ с производительностью 240—40 000 м³/ч при полном давлении 520—4600 Па и осевые — серии ЭВО и ОСО производительностью 890—40 000 м³/ч и полном давлении 123 — 1020 Па. В этих же выгородках размещают глушители шума и воздухонагреватели. В зимнее время системы вентиляции могут совмещать свои функции с функциями системы воздушного отопления.

Для приема и удаления воздуха в системе применяется водогазонепроницаемая концевая арматура: головки грибовидные, крышки и заслонки круглые и прямоугольные. Вентиляционные головки и приемные отверстия приточной вентиляции располагают таким образом, чтобы исключить возможность приема воздуха, загрязненного газами, парами нефтепродуктов и другими веществами, а также забортной воды. Удаление воздуха, содержащего вредные примеси, пары и газы, производят в места, исключающие возможность воздействия их на людей и приема приточной вентиляцией. Все наружные отверстия для приема и выброса воздуха должны иметь герметичные закрытия. Подачу воздуха в помещения осуществляют через поворотные шаровые воздухораспределители, позволяющие регулировать расход воздуха, и через решетки, сетки, перфорированные панели.

Системы общесудовой вентиляции могут иметь местное, дистанционное и автоматическое управления. В общем случае применяют ручное управление вентиляторами с места их установки и дистанционное групповое отключение их из ходовой рубки, производимое при пожарах. В настоящее время все шире применяют системы автоматического управления. В них используются автоматические программные устройства, с помощью которых осуществляется пуск и остановка вентиляторов в соответствии с судовым расписанием.

Системы вентиляции машинных отделений, грузовых трюмов, грузовых насосных отделений танкеров и других помещений должны отвечать как общим, так и специфическим требованиям, изложенным в отраслевых стандартах.

Требуемый расход вентиляционного воздуха определяют из уравнений теплового, влажностного и газового балансов. Эти балансы составляют для отдельных помещений с учетом всех факторов, влияющих на изменение состояния воздуха в них. Тепловлажностные расчеты позволяют, кроме того, определять параметры воздуха в помещениях с учетом технических возможностей систем вентиляции и осуществлять выбор основного оборудования (вентиляторов, фильтров, воздухораспределителей, теплообменных аппаратов и т. д.). В практике расчета систем для определения требуемого расхода воздуха иногда используют коэффициент кратности, представляющий собой отношение величины расхода воздуха к объему обслуживаемого помещения. Его значения устанавливаются на основании опыта эксплуатации различных типов судовых помещений и приводятся в справочной и нормативной литературе.

Целью гидравлического расчета системы вентиляции является определение параметров трубопроводов, а также требуемого напора вентилятора, установление параметров совместной работы вентилятора с трубопроводной сетью, подбор дроссельных устройств и проверка правильности воздухораспределения в помещениях. Гидравлический расчет систем вентиляции выполняют по обычной методике расчета сложного разветвленного трубопровода. Однако при расчете потерь напора в трубопроводах и нахождении рабочей точки системы необходимо учитывать, что воздух является средой сжимаемой, и его плотность зависит от давления и температуры. При совмещении характеристик трубопровода и вентилятора они должны быть приведены к одним условиям — действительным или стандартным. Использование в системе труб с прямоугольным поперечным сечением приводит к необходимости вводить в зависимости значения гидравлического диаметра.

С целью определения ожидаемых уровней шума в жилых и служебных помещениях производят акустический расчет систем вентиляции. Полученные в процессе расчета уровни шума сопоставляют с действующими нормами. В случае превышения установленных значений разрабатывают мероприятия по снижению полученных уровней шума до требуемых. Среди этих мероприятий можно отметить звукоизоляцию вентиляторных, установку вентиляторов на амортизаторы, включение в состав трубопроводов глушителей шума.