Монтаж судовых холодильных установок

1. Общепроектная часть

1.1 Обоснование выбора энергетической установки фрегата

1.2 Состав маршевой части энергетической установки

1.2.1 Система сжатого воздуха

1.2.2 Топливная система

1.2.3 Масляная система

1.2.4 Система пресной охлаждающей воды

1.2.5 Система забортной охлаждающей воды

1.2.6 Система газовыпуска

1.2.7 Система наддува

1.3 Тепловой расчет ДВС

1.3.1 Определение суммарной мощности маршевых двигателей

1.3.2 Процесс наполнения

1.3.3 Процесс сжатия

1.3.4 Процесс сгорания

1.3.5 Процесс расширения

1.3.6 Процесс выпуска

1.3.7 Построение расчётной индикаторной диаграммы

1.3.8 Параметры, характеризующие рабочий цикл

1.3.9 Динамический расчет двигателя

1.3.10 Диаграмма касательных усилий

1.3.11 Суммарная диаграмма касательных усилий

1.3.12 Определение махового момента и главных размеров маховика

1.3.13 Определение уравновешенности ДВС

1.4 Состав и расположение энергетической установки

2. Специальная часть

2.1 Задачи системы кондиционирования воздуха

2.2 Выбор оптимальной системы кондиционирования

2.3 Описания тепловой схемы и принципа работы мобильной установки кондиционирования

2.4 Расчет теплопритоков в помещениях

2.5 Подбор оборудования системы кондиционирования

2.5.1 Технические характеристики воздухоохладителя типа ОВВМ

2.5.2 Технические характеристики воздухоохладительной установки типа УВО

2.5.3 Чиллеры с водяным охлаждением

2.6 Гидравлический расчёт

3. Технологическая часть

3.1 Технологически процесс монтажа холодильной машины в контейнер

3.2 Подготовка к монтажу холодильной машины

3.3 Монтаж холодильной машины

3.4 Испытание холодильной машины после монтажа

4. Технико-экономическое обоснование проекта

4.1 Расчет численности монтажной бригады

4.2 Технологический процесс монтажа холодильной машины

4.3 Расчет полной себестоимости монтажа холодильной машины

5. Охрана труда. Охрана окружающей среды

5.1 Общие требования безопасности

5.2 Указание мер безопасности при эксплуатации холодильной установки

5.3 Требования по охране окружающей среды при выполнении монтажа холодильной машины

5.3.1 Охрана окружающей среды при промывке деталей арматуры

5.3.2 Охрана окружающей среды при эксплуатации холодильной машины Список литературы

1. Общепроектная часть

1.1 Обоснование выбора энергетической установки фрегата Современные СЭУ различают по следующим признакам:

по роду топлива — установки, в которых используется органическое топливо (продукты переработки нефти), и установки, работающие на ядерном топливе;

по роду рабочего тела — установки паровые и газовые; в первых рабочим телом является водяной пар, во вторых — газы (воздух, продукты сгорания органического топлива, азот, гелий и др.);

— по типу главных двигателей — установки с турбинными и поршневыми двигателями (в последнее время особое внимание начинают привлекать комбинированные установки, в которых используются одновременно два вида рабочего тела и различные типы главных двигателей);

по характеру цикла — установки, работающие по замкнутому контуру (закрытый цикл) и по открытому контуру (открытый цикл); в последних рабочее тело, совершив полезную работу, удаляется в атмосферу;

по способу передачи мощности — установки с прямой, зубчатой, электрической и гидравлической передачами;

по количеству валопроводов — установки одновальные и многовальные; в многовальных число валов не превышает пяти.

Паровые установки, работающие на органическом топливе, подразделяются на паротурбинные установки (ПТУ), установки с паровыми поршневыми машинами и комбинированные, состоящие из поршневой машины и турбины. Паротурбинные установки могут быть с зубчатой и электрической передачами. Все современные паровые установки работают по закрытому циклу. Установки с паровыми поршневыми машинами и комбинированные, ввиду их низкой экономичности, в настоящее время встречаются в основном на судах старой постройки.

Установки с двигателями внутреннего сгорания, или, как их сокращенно принято называть дизельные установки (ДУ) работают по открытым циклам. Дизельные установки применяют с прямой, зубчатой, электрической и гидравлической передачами.

Газотурбинные установки (ГТУ) в зависимости от способа сжигания топлива подразделяются на установки с камерами сгорания, которые могут работать по открытым и закрытым циклам, и установки со свободно-поршневыми генераторами газа (ГТУ с СПГГ), которые работают по открытым циклам. Газотурбинные установки могут иметь зубчатую, гидравлическую или электрическую передачу. Примером комбинированных установок могут служить установки с паровыми и газовыми турбинами, с двигателями внутреннего сгорания и паровыми турбинами, с двигателями внутреннего сгорания и газовыми турбинами.

Судовые ядерные установки (СЯУ) в зависимости от вида рабочего тела делятся на паровые, в которых в качестве рабочего тела в турбинах применяется водяной пар, и газовые, в турбинах которых рабочим телом являются газы. В настоящее время в основном применяют паротурбинные СЯУ с зубчатой или электрической передачей.

Для фрегата лучше применить комбинированную энергетическую установку с газотурбинной форсажной частью и дизельной маршевой частью. Это позволит иметь высокую скорость, а также повысить маневренность и экономичность на марше и работе в прибрежной зоне.

Судовые ДВС по сравнению с другими видами тепловых двигателей обладают рядом технико-экономических и эксплуатационных преимуществ:

— постоянной готовностью к действию благодаря минимальному времени, необходимому для подготовки двигателя к пуску;

— высокой степенью использования теплоты топлива — эффективный КПД лежит в пределах от 40 до 45%.

возможностью длительной работы без пополнения запасов топлива на корабле;

В зависимости от способа осуществления рабочего цикла ДВС могут быть четырехтактными и двухтактными. Различают двигатели без наддува, в цилиндры которых поступает воздух атмосферного или близкого к нему давления, и двигатели с наддувом, у которых в цилиндры подается воздух повышенного давления. Большинство энергетических установок (ЭУ) с ДВС в настоящее время выполняется с наддувом.

Преимущества ЭУ с МОД:

— обладают высокой экономичностью;

— большие мощности и моторесурс;

— возможность работы на тяжелых сортах топлива;

— имеют низкие эксплуатационные расходы на профилактическое обслуживание;

— конструктивная простота передачи;

Главным недостатком МОД является большая масса и габариты установки.

Наиболее широкое применение нашли установки с СОД. Мощность таких установок приближается к мощности установок с МОД. При использовании СОД с частотой вращения 350 750 об/мин и скоростями 68,9 м/с вместо МОД такой же мощности — масса установки уменьшается в 1,52 раза, а занимаемый при этом объем уменьшается в 1,41,7 раза.

К преимуществам ЭУ с СОД также можно отнести:

широкие возможности расположения в машинном отделении;

высокая экономичность при работе на промежуточных режимах;

надежность работы;

меньшая масса и габариты по сравнению с МОД позволяет увеличить количество перевозимого груза.

Недостатками установок с СОД являются:

— невозможность работы двигателя на тяжелом топливе (мазуте);

— большое количество цилиндров, требующих обслуживания при проведении плановых осмотров и ремонтов;

— несколько увеличенный расход смазочного материала;

— повышенная шумность;

— необходимость применения редуктора.

Быстроходные двигатели с частотой вращения до 2500 об/мин и скоростями поршня >9 м/с устанавливаются на судах, для которых первостепенное значение имеют малая масса установки и ее небольшие габариты. 2]

Преимущества установок с ВОД:

— малая масса и габариты;

— компактность.

Создание установок с ВОД большой агрегатной мощности требует применения сложных многоцилиндровых конструкций с V-, Wи звездообразным расположением цилиндров. К недостаткам установок с ВОД можно отнести вышеописанные недостатки СОД, а также значительно меньший ресурс, чем у СОД.

Проанализировав описанные выше достоинства и недостатки всех типов ДВС, а также учитывая тип и назначение корабля данного проекта, для которого доминирующими факторами являются: массогабаритные показатели и надежность в эксплуатации, выбираем в качестве двигателя для маршевой части ГЭУ высокооборотный двигатель.

Технические характеристики двигателя:

— мощность — 2890 кВт (4000 е.л.с.)

— частота вращения коленчатого вала — 1000 об/мин;

— диаметр цилиндра — 260 мм;

1.2 Состав маршевой части энергетической установки

1.2.1 Система сжатого воздуха Система сжатого воздуха необходима для получения, хранения и подачи сжатого воздуха к потребителям: главному двигателю, дизель-генераторам, тифонам, на хознужды.

Требования по комплектации системы сжатого воздуха для ЭУ с ДВС регламентированы Правилами Регистра РФ:

— один из воздухоохранителей должен быть резервным и предназначаться только для обслуживания главных двигателей с емкостью, достаточной для обеспечения не менее половины пусков; воздухоохранители для обслуживания вспомогательных механизмов должны оставаться резервными и воздух из них не должен расходоваться на другие цели;

— пополнение расходуемого воздуха общего воздухоохранителя должно производиться автоматически; при этом до включения компрессора в воздухоохранителе должен всегда сохраняться запас пускового воздуха, обеспечивающий половину общего числа пусков главного и полное число пусков вспомогательных двигателей.

Особенностями разработанной схемы системы сжатого воздуха является то, что баллоны (поз. 6) главных двигателей являются воздухоохранителями для всех потребителей. Схема состоит из двух главных компрессоров (поз. 9), одного первичного компрессора (аварийного) (поз. 5), двух баллонов главных двигателей, одного баллона вспомогательных двигателей (поз. 4), водомаслоотделителя (поз. 7), трубопроводов и арматуры, а также подкачивающего компрессора (поз. 8). Аварийный компрессор обслуживает только баллоны вспомогательных двигателей. Для работы тифона служит только воздух высокого давления. Подкачивающий компрессор нужен потому, что частый пуск главных компрессоров для подкачки баллонов нецелесообразен из-за увеличенного износа цилиндропоршневой группы, глубоких провалов напряжения вследствие пуска электродвигателей большой мощности. Подкачивающий компрессор, имеющий умеренную производительность, может работать с большим коэффициентом рабочего времени, поэтому его тепловой режим практически является установившимся, что уменьшает износ, а провалы напряжения невелики по абсолютной величине и редки по времени. Применение подкачивающего компрессора также позволяет значительно уменьшить интервал давлений, в которых расходуется воздух в баллонах между подкачками, и благодаря этому, иметь в баллонах больший запас воздуха.

1.2.2 Топливная система Топливная система предназначена для приема, хранения, перекачки, очистки, подогрева и подачи топлива к двигателям внутреннего сгорания, а также для передачи топлива на берег или на другие суда.

Основные требования к топливной системе главных двигателей, изложенные в Правилах Регистра РФ, сводятся к следующему:

— установке резервного топливоподкачивающего насоса (рекомендуется в качестве резерва использовать топливоперекачивающий насос);

— установке фильтров перед главным двигателем.

Топливную систему можно разделить на ряд подсистем:

— погрузки и перекачки топлива;

— сепарации топлива;

— подачи топлива к главному двигателю;

— охлаждения форсунок.

Система погрузки и перекачки топлива предназначена для приема топлива с берега, перекачку его из одних емкостей в другие и выдачу на берег. В аварийном случае перекачивающий насос (не показан) может подавать топливо непосредственно в расходные цистерны главных двигателей. Перекачка топлива производится электроприводным винтовым насосом. Отстойные цистерны отсутствуют .

Система сепарации предусматривает сепарацию топлива, поступающего непосредственно из танков, и подачу очищенного топлива в расходные цистерны. Для обеспечения надежного всасывания топлива из междудонных танков применен автономный приемный насос (поз. 12) сепаратора, который устанавливается ближе и ниже по отношению к топливным танкам. В непосредственной близости от сепаратора располагается грязевая цистерна, удаление шлама из которой производится сжатым воздухом.

Система подачи топлива к главному двигателю обеспечивает также его фильтрацию и возврат излишков в расходную цистерну топлива (поз. 15).

Система охлаждения топливных форсунок главных двигателей выполнена автономной. Все оборудование располагается на уровне крышек главного двигателя и собрано в единый блок, включающий два насоса, теплообменник, фильтры и цистерну.

Система подачи топлива к вспомогательным двигателям обычно включает только расходную цистерну и трубопровод к двигателю и поэтому не требует рассмотрения.

1.2.3 Масляная система Масляная система предназначена для приёма, перекачивания, хранения, очистки и подачи масла к местам охлаждения и смазки трущихся деталей главных двигателей, редукторов и других агрегатов .

Требования Правил Регистра РФ к масляной системе касаются вопросов комплектации ее насосами и фильтрами:

— в системе главного двигателя должны устанавливаться два насоса, один из которых может быть навешенным;

— допускается объединение систем двух главных двигателей при наличии как автономных, так и навешенных насосов, при этом навешенных насосов должно быть не менее двух (один из них резервный); фильтры должны устанавливаться на нагнетательной стороне и на приемном трубопроводе (сетки);

— фильтры должны быть спарены для возможности очистки на ходу, а конструкция их должна обеспечивать механизированную очистку без разборки.

При проектировании масляной системы должны быть обеспечены: работоспособность системы при всех возможных условиях эксплуатации, живучесть, резервирование, ремонтопригодность и удобство эксплуатации, технологичность, унификация и агрегатирование механизмов, оборудования, труб и арматуры и т. д.

Применение этой схемы позволило уменьшить число маслоохладителей, масляных сепараторов, отказаться от установки маслоперекачивающего насоса.

В системе установлены два циркуляционных масляных насоса (поз. 28) одинаковой производительности, дублирующие друг друга. Это винтовые насосы с циклоидальным зацеплением. Заполнение системы маслом осуществляется самотеком, а выкачка и перекачка — с помощью циркуляционных насосов, предусмотрено также резервное перекачивание масла масляным сепаратором.

В схеме предусматривается один самоочищающийся сепаратор масла (поз. 52). Для предохранения винтов главных циркуляционных насосов установлены сетки на их приеме (поз. 24). На участке системы между насосами и теплообменниками устанавливаются сдвоенные сетчатые (поз. 25) и магнитный (поз. 26) фильтры, автоматически очищаемые воздухом.

Масляная циркуляционная система главного двигателя включает две междудонные маслосточные цистерны и одну вкладную цистерну запаса масла (поз. 20).

В системе устанавливается один маслоохладитель (поз. 27). В качестве основного типа маслоохладителей могут быть рекомендованы надежные в эксплуатации, доступные для осмотра и ремонта кожухотрубные аппараты с высокоэффективной поверхностью теплообмена, очистка которых со стороны масла должна производиться химическим путем.

Одно из основных требований, которое следует учитывать при проектировании масляной системы, состоит в том, что давление масла в охладителе должно быть больше, чем давление воды. Это необходимо для того, чтобы при нарушении герметичности теплообменного аппарата вода не попала в смазочное масло.

Каждый дизель-генератор обслуживается отдельным маслоперекачивающим насосом (не показан), который наполняет циркуляционную цистерну дизель-генератора свежим маслом из цистерны запаса и удаляет загрязненное масло в цистерну отработавшего масла.

1.2.4 Система пресной охлаждающей воды Система пресной охлаждающей воды предназначена для охлаждения деталей главного двигателя: цилиндров, поршней, форсунок и цилиндров дизельгенераторов.

Требования к системам пресной охлаждающей воды по Правилам Регистра:

— прогрев главных двигателей перед пуском должен производиться теплой водой, подогретой в поверхностных подогревателях или от системы охлаждения вспомогательных двигателей, подогрев паром не допускается;

— допускается установка общей расширительной цистерны для группы двигателей;

— насосы водяного охлаждения главных двигателей должны иметь резервные средства, допускается установка одного резервного насоса пресной и забортной воды при условии применения устройств, исключающих смешение пресной и забортной воды;

— допускается объединение систем охлаждения главных и вспомогательных двигателей.

В этом контуре пресная вода, охлаждающая рабочие цилиндры главного двигателя, циркулирует от водоводяных охладителей (поз. 33), размещенных на выходе воды из главного насоса, к главному двигателю. В системе установлен резервный насос пресной (поз. 31) воды.

На стоянке портовый насос (поз. 32), включенный параллельно главному насосу, прокачивает воду в направлении: насос — водоводяные охладители — вспомогательные двигатели. Температура пресной воды, поступающей в главный и вспомогательные двигатели, автоматически регулируется термостатом путем изменения перепуска воды мимо водоводяных охладителей. Регулирование осуществляется по импульсу температуры перед главным и вспомогательными двигателями от датчиков.

Производительность главного насоса и поверхность теплообмена водо-водяных охладителей рассчитаны из условия одновременного охлаждения главного и одного вспомогательного двигателей. Расширительный бак — общий для всей системы охлаждения.

Поддержание главного двигателя в «горячем резерве», т. е. возможность его прогрева перед пуском достигается за счет теплоты охлаждающей воды вспомогательных двигателей. В этом случае портовый насос подает воду мимо водо-водяных охладителей по перемычке к вспомогательным двигателям. Отобрав тепло от вспомогательных двигателей, нагретая вода поступает к главному двигателю, откуда минуя испарительную установку (поз. 40), подводиться к насосу. Кроме того, обеспечен взаимоподогрев вспомогательных двигателей.

Такая объединенная система является оптимальной с точки зрения наименьшего количества комплектующих ее механизмов и оборудования, а, следовательно, и с точки зрения простоты и надежности эксплуатации.

Система охлаждения оснащена контрольно-измерительными приборами для измерения температуры, давления, а также для предупреждения падения давления воды в системе.

1.2.5 Система забортной охлаждающей воды Основным назначением системы забортной охлаждающей воды является охлаждение наддувочного воздуха, масла и пресной воды главного двигателя и дизель-генераторов, вспомогательного оборудования машинного отделения (компрессоров, конденсаторов, испарителей, рефрижераторных установок), подшипников гребного вала, дейдвуда и др.

Требования Правил Регистра РФ запрещают использование насосов охлаждения двигателей для осушения трюмов или перекачки балластной воды. Разрешается использовать главные насосы для аварийного осушения машинного отделения.

Схема внешнего контура забортной охлаждающей воды представлена на рис. 1.2. Забортная вода забирается их кингстона главным насосом (поз. 36), таким же, как главный насос пресной воды, и подается последовательно в воздухоохладители главного двигателя (поз. 3), в испарительную установку, водомасляные охладители (поз. 27) и водо-водяные охладители (поз. 33), откуда сливается за борт. Забортная вода в количестве 10−15% от производительности главного насоса подается к водомасляным охладителям вспомогательных двигателей, охладителям топлива форсунок, вспомогательному конденсатору и валопроводу.

Такая схема с последовательным расположением наиболее мощных теплообменников по ходу забортной воды более эффективна, чем параллельно-последовательная схема, у которой мощные теплообменники включены параллельно по забортной воде, а водо-водяные охладители расположены за водомасляными охладителями.

При одинаковой мощности установки производительность главного насоса забортной охлаждающей воды в схеме с последовательным расположением основных потребителей приблизительно в 1,5 раза меньше, чем в схеме с параллельной раздачей. При практически одинаковом напоре насосов это обуславливает меньшую мощность привода насоса, но приблизительно в 1,4 раза большую поверхность теплообмена водо-водяных охладителей. Следствием меньшей производительности насоса является уменьшение диаметра трубопроводов (при примерно одинаковых скоростях забортной воды).

На стоянке забортная вода к водо-водяным охладителям и вспомогательным двигателям подается портовым насосом (поз. 38) забортной воды, таким же, как для пресной воды. Водомасляные охладители при этом отключены.

Предусмотрена возможность рециркуляции забортной охлаждающей воды при ее низкой температуре. Контур оборудован сигнализацией, включающейся при падении давления воды ниже допустимого.

Резервирование главных насосов осуществляется одним резервным насосом забортной и пресной воды, таким же, как главный. Резервирование портового насоса на стоянке может быть обеспечено включением либо главного насоса, либо одного из двух насосов охлаждения холодильной установки. В исключительных (аварийных) случаях имеется возможность охлаждения главных и вспомогательных двигателей забортной водой.

1.2.6 Система газовыпуска Система газовыпуска служит для отвода продуктов сгорания от главных и вспомогательных двигателей. В ее состав входят утилизационный котел (поз. 42), газовыпускные трубопроводы, компенсаторы температурных расширений и другие элементы. Утилизационный котел одновременно выполняет функции искрогасителя и глушителя шума двигателя.

Схема системы газовыпуска определяется типом ГЭУ и назначением судна. Она предназначена для транспортировки газов, имеющих высокую температуру (150−500⁰С), обладающих токсичностью и несущих несгоревшие частицы топлива в виде искр, которые могут вызвать пожар. Это заставляет предъявлять ряд специальных требований к газовыпускным системам при их проектировании.

Согласно Правилам Регистра РФ каждый двигатель должен иметь отдельный газовыпускной трубопровод. Допускается объединение этих трубопроводов при наличии надежных устройств, отключающих неработающий двигатель.

Дымоходы (газовыпускные трубопроводы) главных двигателей изготовляют из стальных труб стандартных размеров небольшой длины (3−5 м), соединяемых между собой с помощью фланцев. Между фланцами ставят паронитовые прокладки для газонепроницаемости стыков.

Для компенсации тепловых удлинений в газовыпускной трубопровод необходимо встраивать специальный эластичный элемент — компенсатор, который не только компенсирует температурные удлинения, но и снижает уровень шума и вибрации. Применяют сальниковые и линзовые компенсаторы. Их устанавливают на длинных прямых участках труб, а также у газовыпускных коллекторов или у выпускных патрубков воздухонагнетателей.

Трубы крепят при помощи жестких опор и упругих пружинных подвесок. Места расположения опор и подвесок определяют так, чтобы масса трубопровода передавалась на корпус судна, а не воспринималась двигателем.

1.2.7 Система наддува К основным способам увеличения массового заряда воздуха относятся повышение: плотности заряда за счет возрастания давления (наддув), плотности воздуха в результате снижения его температуры (после компрессора) и коэффициента наполнения за счет продувки камеры сгорания и дозарядки цилиндра.

Первый способ (наддув) является основным и наиболее эффективным, второй и третий — дополнительными; охлаждение воздуха применяется практически во всех типах двигателей, а дозарядка — главным образом в ВОД. Наибольшее распространение в настоящее время получили системы газотурбинного наддува (ГТН), а также комбинированные системы наддува.

На данном судне для наддува двигателя применяется новый механизм — наддувочный агрегат турбообъемного типа или сокращенно ТОА (турбообъемный агрегат). Конструкция этого ТОА предложена А. Я. Альпиным и А. В. Бобровым.

В новом ТОА отсутствуют как таковые турбина и компрессор, применяемые в обычных наддувочных установках. Процессы расширения выхлопных газов (как в турбине) и сжатия воздуха (как в компрессоре) происходят в одном агрегате, но на разных дугах поворота ротора ТОА.

Совместная работа двигателя с новым ТОА осуществляется следующим образом. Отработавшие в двигателе газы поступают из выпускного коллектора в ТОА и приводят его во вращение, расширяясь на дуге расширения. Воздух, засасываемый из окружающей среды, сжимается в ТОА на дуге сжатия до требуемого давления наддува, затем охлаждается в воздухоохладителе, направляется в ресивер наддувочного воздуха и далее к впускному окну двигателя.

1.3 Тепловой расчет ДВС

1.3.1 Определение суммарной мощности маршевых двигателей Ориентировочно значение эффективной мощности (Nе) можно получить при помощи обратного адмиралтейского коэффициента:

(1)

где DB — водоизмещение судна, т.

В приближённых расчетах, пренебрегающих формулой корпуса и КПД передачи, этим выражением пользуются для оценки суммарной мощности маршевых двигателей.

Значение Ne, можно определить при помощи коэффициента энергонасыщенности:

(2)

Примерные значения коэффициента энергонасыщенности для фрегата равны: 1,4−1,6.

Выбираем для нашего типа судна:

Находим эффективную мощность по формуле (2):

Ne=1.5?4035=6053 кВт =8232 л.с.

Сравниваем полученное значение Ne, со значением оценочной эффективной мощности по формуле (1):

По полученным данным выбираем марку маршевого двигателя.

Принимаем два дизеля 16ЧН26/26

4000 л.с.

1000 об/мин Сm=8,67 м/с

s/D=1

=250 л.с.

где i — число цилиндров,

i = 16

Габариты

L=3.42 м В=1,6 м Н=2,58 м

m=17 050 кг

z — коэффициент тактности равен 0,5 для четырёхтактного двигателя.

1.3.2 Процесс наполнения Основными параметрами, характеризующими процесс наполнения, являются:

Н — коэффициент наполнения;

Г — коэффициент остаточных газов;

Ре — давление в конце наполнения;

ТА — температура рабочей смеси;

РГ — давление остаточных газов;

ТГ — температура остаточных газов.

Расчёт процесса наполнения заключается в определении значений этих параметров. [1]

Давление в конце наполнения:

где С2 — наибольшая скорость протекания свежего заряда при открытии выпускных клапанов.

Для определения С2 необходимо знать скорость поступающего заряда C1 через живые сечения клапана:

где F — площадь поршня;

f — площадь сечения полностью открытых впускных клапанов.

Величина k = F/f равна для двигателей средней быстроходности 6−9.

Принимаем k = 8

С1=8,67*8=69,36 м/с С2=1,57*69,36=108,9 м/с Коэффициент остаточных газов для расчёта четырёхтактных двигателей с наддувом определяется по формуле:

где: t — повышение температуры воздуха вследствие нагрева его в системе двигателя составляет по опытным данным для четырехтактных дизелей с наддувом 510 °C. Принимаем t = 7;

t1 — повышение температуры заряда в следствии сжатия в нагнетательном насосе:

где n — показатель политропы сжатия в нагнетателе. Величина показателя политропы сжатия для ротационных нагнетателей 1,5−1,7.

Принимаем n = 1,5;

Коэффициент степени сжатия = 15.

Значение температуры ТГ остаточных газов для двигателей средней быстроходности равно 750 800 К.

Принимаем TГ = 770 К.

При расчёте принимается давление остаточных газов РГ = 1,051,06 кг/см².

Температура смеси в конце наполнения определяется по уравнению:

Коэффициент наполнения через коэффициент остаточных газов определяется следующим образом:

1.3.3 Процесс сжатия Основными параметрами, определяющими процесс сжатия, являются:

РА — давление начала сжатия;

ТА — температура начала сжатия;

— степень сжатия;

n1 — показатель политропы сжатия;

ТC — температура конца сжатия;

РC — давление конца сжатия.

Так как процесс сжатия политропный, то величины, характеризующие начало и окончание его, связаны уравнениями:

Показатель политропы n1=1,37. Выбирается из условия, что для дизелей средней быстроходности n1=1,351,4.

1.3.4 Процесс сгорания Прежде всего, необходимо определить количество воздуха, теоретически необходимого для сгорания 1 кг топлива:

Отношение количества воздуха, поступившего в цилиндр, к количеству воздуха, теоретически необходимому, называется коэффициентом избытка воздуха при горении и обозначается .

Действительное количество воздуха:

Величина для СОД с наддувом равна 1,62,2.

Принимаем =1,5.

Мольное количество смеси воздуха и остаточных газов, находящихся в цилиндре до горения:

Количество молей продуктов сгорания:

Действительный коэффициент молекулярного изменения:

Количество СО2=0,1441

0,069 — ХСО2

ХСО2=0,48=48%

Количество Н2О=0,1441

0,075 — ХН2О ХН2О=0,52=52%

МГ=СО2+Н2О

100%=48%+52%

0,06=0,028+0,032

Теплоемкости смеси газов определяют по формулам:

где ri — мольная концентрация отдельных газов:

и — мольные теплоемкости отдельных газов при постоянных объемах и давлениях.

Температура TZ определяется из уравнения сгорания.

Уравнение сгорания для смешанного цикла имеет вид:

где — коэффициент использования тепла;

— степень повышения давления.

Коэффициент использования тепла учитывает потери тепла, связанные с догоранием части топлива в процессе расширения, теплообмен со стенками камеры сгорания, диссоциацию.

Для СОД =0,750,92.

Принимаем = 0,9.

Для судовых среднеоборотных дизелей значение степени повышения давления = 1,351,55. Принимаем = 1,5.

Степень предварительного расширения определяется зависимостью:

Степень последующего расширения:

По опытным данным значения и для цикла смешанного сгорания должны находиться в пределах = 1,41,7 и = 811.

1.3.5 Процесс расширения Основными параметрами определяющими процесс расширения, являются:

TZ — температура начала расширения;

РZ — давление начала расширения;

n2 — показатель политропы расширения;

Tb — температура конца расширения;

Рb — давление конца расширения.

Давление начала расширения равно:

Давление и температура конца расширения:

У выполненных СОД при работе на номинальных режимах показатель политропы расширения n2 =1,21,3. Принимаем n2=1,3.

1.3.6 Процесс выпуска В связи с тем, что в момент открытия выпускного клапана давление в цилиндре сравнительно высокое, приходится выпускной клапан открывать с некоторым опережением, несколько ранее прихода поршня в НМТ, чтобы избежать большого противодавления на поршень и, кроме того, чтобы ускорить и улучшить очистку цилиндра от остаточных газов.

Ввиду того, что характер колебаний давления газов при выпуске не поддается точному теоретическому подсчету, в расчетах обычно вместо переменного давления используют среднее постоянное давление газов в период выпуска PГ.

Это давление выше давления в выпускной трубе .

По практическим данным можно принять:

Средняя температура отработавших газов для четырёхтактных ДВС — 350 600 °C.

1.3.7 Построение расчётной индикаторной диаграммы Теоретическую диаграмму строят по параметрам расчетного цикла, поэтому ее называют также расчетной или проектной.

Построение диаграммы начинают с выбора масштабов Р и V.

По оси абсцисс откладывают объёмы (м³), а по оси ординат — давление (Мн/м²).

Обозначим где, А — объём в точке а, выраженный в мм.

Значения VС, VS и VZ, найдем как Аналитический способ построения диаграммы:

Точка, а — РА=0,0835 Мпа VA=29,35 м³/кг ТА=328,8 К;

Точка с — РС=3,4 МПа VC=2,189 м³/кг ТС=895 К;

Точка z — PZ=4,97 МПа VZ=3,3 м³/кг ТZ=1991 K;

Точка z' - PZ'=4,97МПа VZ'=2,189 м³/кг;

Точка b — Pb=0,256 Мпа Vb=29,35 м³/кг;

Точка b' - Pb'=0,11 Мпа Vb'=29,35 м³/кг;

Точка r — Pr=0,11 Мпа Vr=2,189 м³/кг;

Точка r' - Pr'=0,0832 Мпа Vr'=2,189 м³/кг.

Для нормальных соотношений длины высоты диаграмм следует принять величину VS/PZ (в масштабе) в пределах:

=1,5

Далее проводят ось давлений, атмосферную линию и линию выпуска. Политропу сжатия можно построить аналитическим или графическим способом. Аналитический способ основан на использовании уравнения политропы сжатия:

отсюда Если принятьVa=1, то Р=Ра/Vn1

При построении диаграммы цикла смешанного сгорания положение точки z' определяется координатами (VC; b; PZ).

Кривую расширения строят аналогично кривой сжатия.

Из уравнения политропы расширения получают:

Vb=Va=1; P=Pb/Vn2

Вычислив ряд значений Рi, строим кривую политропы расширения. Далее, выбрав Рr, откладываем его в масштабе и проводим линию выпуска.

Спланиметрировав участок acz’zba диаграммы, получим ее площадь F=8525 мм², по которой найдем среднее теоретическое индикаторное давление:

Аналитически определим среднее теоретическое индикаторное давление для цикла смешанного сгорания:

Сопоставляем значения, вычисленные по формулам, приведенным ранее.

Расхождение не должно превышать 4%.

Среднее индикаторное давление с учётом поправки на полноту диаграммы:

где =0,950,98. Принимаем =0,98.

1.3.8 Параметры, характеризующие рабочий цикл К параметрам, характеризующим действительный рабочий цикл двигателя, относятся давление в конце сжатия, давление в конце горения, среднее индикаторное давление, среднее эффективное давление РС эффективный расход топлива gе, эффективный КПД е, а также приводятся диаметр цилиндра D и ход поршня.

Среднее эффективное давление РС найдём так:

Согласно опытным данным, механический КПД М при работе на номинальной мощности для судовых четырехтактных ДВС равен 0,890,91. Принимаем М=0,9.

Удельный индикаторный расход топлива определим следующим образом:

=0,251 кг/кВт ч Удельный эффективный расход топлива:

Индикаторный КПД:

Эффективный КПД:

1.3.9 Динамический расчет двигателя Удельные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) и отнесенные к единице площади поршня Р (Н/м²), можно подразделить на четыре группы:

— удельные силы, образующиеся от давления газов на поршень PГ,

— удельные силы тяжести движущихся частей РВ,

— удельные силы инерции поступательно движущихся частей In,

— удельные силы трения в механизме двигателя РT.

Давление газов на поршень РГ — величина переменная и при любом положении мотыля может быть определена по развернутой индикаторной диаграмме.

Силу тяжести РВ можем определить по формуле:

где т — масса поступательно движущихся частей (определяется по опытным данным);

F — площадь поршня.

Удельные силы инерции поступательно движущихся масс определяют как произведение удельной массы поступательно движущихся частей, отнесенной к единице пощади поршня mn (кг/м²) на их ускорение, а (м/с²).

Удельные значения массы поступательно движущихся частей для предварительных расчетов mn = (8 001 000), принимаем mn=900 кг/см². [3]

При построении диаграммы движущих усилий в качестве оси абсцисс принимают атмосферную линию и строят развернутую индикаторную диаграмму.

Вниз от атмосферной линии откладывают удельную силу тяжести движущихся частей и проводят пунктирную линию.

Вычислив по формуле ряд значений In, откладывают их от пунктирной линии с сохранением направления, то есть при направлении силы удельной инерции вверх, ординату In также откладывают вверх, и наоборот. Соединив концы ординат, получим кривую сил инерции.

С достаточной степенью точности кривую удельных сил инерции можно построить по способу Толле, для чего следует отложить расстояние АВ в масштабе абсцисс развернутой индикаторной диаграммы, а затем из точки, А в масштабе ординат развернутой диаграммы отложить удельную силу инерции в ВМТ (верхней мертвой точке) Ino равную:

где: R — радиус мотыля;

Величина находится в пределах 1/3,51/5,5. Принимаем =¼.

Средняя угловая скорость вращения коленчатого вала равна:

где n — число оборотов в минуту, 1000 об/мин.

В том же масштабе из точки В вниз откладывают удельную силу инерции в НМТ:

Точки С и D соединяют прямой. Из точки пересечения CD с АВ откладывают вниз в принятом масштабе ординат величину EF, равную ВD.

Точку F соединяют прямыми с точками С и D. Линии CF и FD делят на одинаковое число равных частей и соединяют точки одного и того же номера прямыми. Через точки С и D по касательным и прямым, соединяющим одинаковые номера, проводят главную огибающую линию, которая и будет кривой удельных сил инерции.

1.3.10 Диаграмма касательных усилий Удельная сила, действующая на 1 м² площади поршня, будет равна соответствующей ординате из диаграммы движущих сил, умноженной на масштаб ординат.

Удельную силу Р раскладывают на две составляющие — нормальную РН и по оси шатуна РШ:

Удельную силу, действующую по оси шатуна, так же раскладывают на две составляющие: радиальную РР и касательную РК:

Объединив эти формулы получим:

Значение величины для различных углов поворота мотыля и отношений R/L= представлены в таблице 1.

Таблица 1

При построении диаграммы касательных усилий по оси абсцисс откладывают углы поворота радиуса мотыля, а по оси ординат значения РK, соответствующим этим углам.

Отрезок, равный основанию диаграммы движущих усилий, разбивают на участки по 15°. Для учета поправки Брикса берут отрезок АВ, равный одному ходу поршня в масштабе чертежа развернутой индикаторной диаграммы. Проводят полуокружность радиусом R=0,13 м и вправо от центра О откладывают поправку Брикса:

где L — длина шатуна:

Рисунок 1 — К аналитическому определению касательных усилий

Из точки О' через каждые 15° проводят прямые до пересечения с полуокружностью. Спроецировав полученные точки пересечения на основание АВ, получим различные положения поршня с учетом влияния конечной длины шатуна, которые наносим на диаграмму движущих усилий. Для участков сжатия и выпуска величину ОO' откладывают влево от ВМТ.

Далее снимают с диаграммы движущих усилий величины Р для 15°, 30°, 45° и т. д.

Затем, вычисляют значения РК и откладывают их в масштабе по вертикали на отрезке оси ОХ из точек, соответствующих тем же углам поворота радиуса мотыля.

Ординату наивысшей точки диаграммы, соответствующей концу горения, определяют следующим образом. Из точки Z опускают перпендикуляр на ось абсцисс, который продолжают до пересечения с полуокружностью. Затем полученную точку соединяют с центром О' и измеряют угол 1. Далее значение РК для угла 1 определяют обычным способом. Для дизелей наибольшее значение PК достигает при 1=1826° за ВМТ.

Соединив концы отмеченных ординат плавной кривой, получим диаграмму удельных касательных усилий. Знак удельной силы РК считается положительным, если направление РК совпадает с направлением движения поршня, и отрицательным, если РК направлена в сторону, противоположную его перемещению. При положительном значении РК силы, действующие в механизме, будут являться движущими, а при отрицательном — силами сопротивления.

Площадь диаграммы удельных касательных усилий есть величина, пропорциональная работе касательной силы за один цикл. Силы инерции изменяют только форму диаграммы, а площадь ее остается неизменной, так как работа этих сил за полный цикл равна нулю.

1.3.11 Суммарная диаграмма касательных усилий Изменение касательного усилия всего двигателя представляется суммарной диаграммой касательных усилий, которая для всех цилиндров может быть построена путем суммирования ординат кривых касательных усилий от всех цилиндров, сдвинутых по отношению друг к другу на угол 0 — угол поворота радиуса мотыля между двумя последовательными вспышками.

Угол 0 из условия равномерности вращения коленчатого вала принимается для четырёхтактных двигателей равным 720^о/i.

Для построения суммарной диаграммы основание диаграммы касательных усилий делят на участки, соответствующие углу оборота мотыля между двумя последовательными вспышками.

Далее каждый участок делят на одинаковое число равных отрезков и нумеруют их.

Ординаты кривой, соответствующие одним и тем же номерам точек, графически суммируют, в результате чего находят ординаты суммарной кривой касательных усилий.

Соединив концы ординат, получим кривую одного участка. На остальных участках кривая будет повторяться.

На суммарную диаграмму касательных усилий наносят линию сопротивления приводимого в действие агрегата (гребной винт, электрогенератор). Постоянная удельная сила сопротивления tС находится из уравнения:

Значение tC можно найти так же, как отношение разности положительных и отрицательных площадок суммарной диаграммы касательных усилий рабочих цилиндров к длине диаграммы.

1.3.12 Определение махового момента и главных размеров маховика Из диаграммы касательных усилий видно, что в каждый момент прохождения цикла суммарное значение касательного усилия будет изменяться как по величине, так и по направлению. Следовательно и вызванный этим усилием крутящий момент так же не останется постоянным. Это означает, что коленчатый вал вращается неравномерно.

Неравномерности вращения характеризуются степенью неравномерности:

где max — максимальная угловая скорость за цикл, с-1;

min — минимальная угловая скорость за цикл, с-1;

cp — средняя угловая скорость, равная:

Рекомендуемые значения степенью неравномерности при номинальном режиме работы двигателей лежат в следующих пределах =(1/100…1/300). Принимаем =1/300.

Вес и размеры маховика можно определить из выражения махового момента двигателя:

m — масса маховика, кг;

dm — диаметр окружности, проходящий через центр тяжести маховика;

JМ — момент инерции вращения маховика.

=16,9−2,58=14,3 кг м2

где J — момент инерции массы всех вращающихся частей шатунно-мотылевого механизма, приведенный к шейке мотыля;

JДВ — момент инерции массы движущихся частей двигателя.

Значение J может быть определено из выражения:

кг/м²

Момент инерции массы движущихся частей двигателя оценивается следующим образом:

=0,2?764?0,132=2,58 кг/м²

где Мп=mn?F?i=764 кг/м²

R — радиус мотыля.

Диаметр DМ определяется из уравнения:

=2,8?0,26=0,76 м Диаметр должен быть выбран из расчета, чтобы окружная скорость на внешней окружности обода чугунного маховика не превышала 25−30 м/с, а стального — 4045 м/с.

=44 м/с Масса маховика

кг Масса обода:

кг Полная масса маховика:

=150 кг

1.3.13 Определение уравновешенности ДВС Под внешней неуравновешенностью ДВС понимается наличие в нем периодических сил или моментов сил, передающихся на фундамент. Причиной внешней неуравновешенности ДВС являются силы инерции приведенных поступательно движущихся масс (ПДМ) и неуравновешенных вращающихся масс КШМ всех цилиндров, а также опрокидывающие моменты (определяется характером диаграммы суммарных тангенциальных сил).

Порядок аналитического способа расчета уравновешенности ДВС следующий:

1. Строится в произвольном масштабе схема вала, определяется центр тяжести ДВС и расстояния от центра тяжести до осей всех цилиндров. Обозначим условно массу одного цилиндра за 1. Координату центра масс Х можно определить из уравнения

X=7.5H

2. Принимается величина условной центробежной силы РУ=1 Н.

3. Находятся углы развала мотылей для всех цилиндров ДВС при положении мотыля первого цилиндра в ВМТ.

4. Строится схема мотылей, и каждый мотыль нагружается условной центробежной силой РУ=1 Н.

5. Определяются силы инерции 1-го порядка, как составляющие условных центробежных сил инерции:

в вертикальной плоскости

в горизонтальной плоскости б. Определяется момент сил инерции относительно центра тяжести двигателя в вертикальной и горизонтальной плоскостях:

где РУ — условная центробежная сила;

— угол развала мотылей;

h — расстояние от центра тяжести двигателя до оси соответствующего цилиндра.

Принято, что величина h имеет знак плюс, если расположена слева относительно центра тяжести, и знак минус, если расположена справа относительно центра тяжести. Знак момента определяется знаком h.

7. Находятся неуравновешенные силы и моменты сил инерции как алгебраическая сумма сил и моментов сил инерции всех цилиндров. Результаты сводятся в таблицу

Затем определяется:

Положение вектора моментов на диаграмме мотылей относительно мотыля первого цилиндра, расположенного в ВМТ, определяется углом 1 из выражения:

8. Аналогично определяются неуравновешенные силы инерции и моменты сил инерции 2-го порядка:

строится схема мотылей 2-го порядка

—определяются угол 2, силы инерции 2-го порядка и моменты сил инерции 2-го порядка;

данные расчетов заносятся в таблицу

определяются:

9. Определяются неуравновешенные силы и моменты от системы сил вращающихся масс. Неуравновешенные силы и моменты сил инерции определяются при положении мотыля в ВМТ. Методика определения аналогична методике определения неуравновешенных сил и моментов инерции 1-го порядка. Строится схема мотыля 1-го порядка, определяются углы. Каждый мотыль нагружается условной центробежной силой РУ=1 Н, которая переносится в точку О на оси коленчатого вала и каждая из перенесенных сил раскладывается на две составляющие, которые находятся по уравнениям:

Неуравновешенный момент в вертикальной и горизонтальной плоскостях находится по зависимостям:

горизонтальной плоскостях находится по зависимостям:

Результаты расчетов заносятся в таблицу максимально неуравновешенный момент равен:

=0

=0

1.4 Состав и расположение энергетической установки Энергетическая установка размещена в трех смежных отсеках:

— отделении вспомогательных механизмов;

— носовом машинном отделении;

— кормовом машинном отделении.

Расположение основного оборудования в отделении вспомогательных механизмов, в носовом машинном отделении и кормовом машинном отделении показано на рисунке 2.

Каждое машинное отделение и отделение вспомогательных механизмов имеет один главный и один запасной вход и выход.

Для обслуживания механизмов и аппаратов в машинных отделениях и в отделении вспомогательных механизмов предусмотрены площадки, настилы, переходные трапы и ограждения.

Главная энергетическая установка с маршевыми и форсажными двигателями, двухвальная, с винтами фиксированного шага, работающая по схеме CODAG.

На каждую линию вала работает один маршевый и один форсажный двигатель своего борта вместе или по раздельности:

— маршевый дизельный двигатель — через двухскоростной нереверсивный редуктор и звукоизолирующую муфту;

— форсажный газотурбинный двигатель — через односкоростной нереверсивный редуктор и шинно-пневматическую муфту.

Предусмотрена возможность работы одним из маршевых двигателей на обе линии вала.

На каждом из маршевых редукторов установлено валоповоротное устройство для проворачивания линии вала своего борта.

На каждом из форсажных редукторов установлено устройство для стопорения линии вала своего борта.

Состав и схема компоновки главной энергетической установки показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 — Состав и схема компоновки главного газотурбинного агрегата

1 — Маршевый дизельный двигатель

2 — Фрикционно-кулачковая муфта (двигатель-редуктор)

3 — Фрикционно-кулачковая муфта (редуктор-приставка)

4 — Маршевый редуктор

5 — Маршевая редукторная приставка

6 — Звукоизолирующая муфта

7 — Форсажный газотурбинный двигатель

8 — Форсажный редуктор

9 — Шинно-пневматическая муфта В состав ГЭУ входят:

— маршевая часть, включающая два маршевых двигателя (1), два маршевых редуктора (4) и маршевую редукторную приставку (5);

— форсажная часть, включающая два форсажных реверсивных двигателя (7), два односкоростных редуктора (8) и две шинно-пневматические муфты (9);

— локальные системы автоматического управления, защиты, регулирования и контроля.

Маршевые двигатели (1) подключены к своим редукторам (4) фрикционно-кулачковыми муфтами (2). Между форсажными двигателями (7) и их редукторами (8) разобщительных муфт нет.

Линия вала каждого борта проходит через расточку большого колеса форсажного редуктора и соединена с маршевым редуктором звукоизолирующей муфтой (6).

При наполнении сжатым воздухом воздушных баллонов шинно-пневматических муфт (9) форсажные редукторы подключаются к валопроводу.

При опорожненных баллонах шинно-пневматических муфт валопровод и форсажные редукторы друг с другом не связаны.

Помимо маршевых и форсажных редукторов в состав ГЭУ входит маршевая редукторная приставка (5), подключаемая к маршевым редукторам фрикционно-кулачковыми муфтами (3).

При включенных фрикционно-кулачковых муфтах (3) любой маршевый двигатель может работать на оба гребных винта, чем обеспечивается повышенная экономичность установки. Неработающий маршевый двигатель при этом отключается от редуктора своей фрикционно-кулачковой муфтой (2), а форсажные редукторы отсоединяются от валопровода шинно-пневматическими муфтами (9).

2. Специальная часть

2.1 Задачи системы кондиционирования воздуха Основная задача мобильной установки кондиционирования воздуха — создание комфортного микроклимата в жилых и служебных помещениях судна при неработающих, по тем или иным причинам, штатных системах кондиционирования и вентиляции. Под микроклиматом понимают совокупность физико-химических свойств воздушной среды и тепловых излучений в помещениях.

На судах колебания содержания кислорода в воздухе помещений незначительны и практически не влияют на самочувствие людей. Загрязнение воздуха пылью, дымом и другими вредными веществами, а также поступление тепла (холода), вызывающее изменение физических параметров воздуха (температуры и относительной влажности), оказывают неблагоприятное воздействие на человека. Воздух, подаваемый в помещения системой кондиционирования, должен ассимилировать эти вредные примеси, причем количество и параметры воздуха должны обеспечивать ассимиляцию преобладающей вредности.

Содержание углекислого газа в воздухе в небольших количествах практически безвредно для человека. Однако одновременно с выделением СО2 через дыхательные органы человека выделяются аммиак, сероводород и т. п. Вследствие длительного пребывания людей в закрытых помещениях появляются также запахи человеческого тела, табачного дыма, приготовляемой пищи. Из-за невозможности точного определения вредных выделений людьми принимается, что все загрязнения воздуха человеком пропорциональны выделениям углекислоты, и расчет количества наружного воздуха, подаваемого в помещения, производится по некоторой допустимой норме ее концентрации. Это количество воздуха является минимальным, обеспечивающим необходимый химический состав воздуха в помещениях, и подача его, как правило, не вызывает затруднений.

Значительно сложнее обеспечить в судовых помещениях определенное сочетание физических параметров воздуха — температуры и относительной влажности, — которые вместе с подвижностью воздуха и температурой ограждений характеризуют метеорологические условия в помещении. 9]

Теплообмен организма человека с окружающей средой происходит в основном тремя путями: конвекцией, излучением и испарением влаги с поверхности кожи. Количество тепла, выделяемого человеком, непостоянно и зависит от возраста, физической нагрузки, параметров окружающей среды и т. д.

Человек чувствует себя хорошо, когда в установившемся режиме организм отдает столько тепла и влаги в окружающую среду, сколько вырабатывает. Нарушение тепловлажностного равновесия между человеком и окружающей средой приводит к переохлаждению или перегреву тела. При этих условиях организм человека становится более восприимчивым к заболеваниям. Нарушение функций организма лучше всего восстанавливается при температуре воздуха 25 °C, относительной его влажности 45—65% и скорости движения 0,2—0,4 м/сек.

Интенсивность передачи тепла конвекцией и излучением зависит от перепада температур между поверхностью тела человека и окружающей средой, включая внутренние ограждения помещений. С повышением температуры окружающей среды этот перепад температур уменьшается, а следовательно, уменьшается и количество тепла, отводимого от тела человека конвекцией и излучением. Тепло, отводимое от человека этим путем, называется сухим, или явным qявн.

Если температура воздуха равна или выше температуры тела человека, то отвод тепла происходит только путем испарения влаги с поверхности кожи при относительной влажности менее 100% и с выдыхаемым воздухом. Тепло, отводимое от человека, путем испарения, называется влажным, или скрытым, qскр.

На рис. 2.1 показано изменение количества ощутимого и скрытого тепла, отводимого от человека, находящегося в спокойном состоянии, в зависимости от температуры окружающего воздуха. Из графика видно, что при температуре воздуха ниже 15 °C теплоотдача испарением играет незначительную роль. При температуре выше 28 °C основная часть тепла отводится путем испарения. При этом существенное значение будет иметь степень подвижности воздуха.

Рис. 2.1. График изменения количества ощутимого и скрытого тепла, отводимого от человека, в зависимости от температуры окружающего воздуха.

При увеличении физической нагрузки на человека происходит перераспределение статей теплового баланса в сторону увеличения доли тепла, отводимого с испарением влаги. На судах, плавающих в южных и тропических районах, температура в жилых помещениях часто превышает температуру тела человека. В этих широтах атмосферный воздух обычно высокой влажности, что ухудшает отвод тепла от тела человека испарением. Все это приводит к снижению работоспособности, появлению чувства подавленности и т. д.

Таким образом, для создания микроклимата требуемых параметров система кондиционирования воздуха должна обеспечивать:

1. Подачу в помещение воздуха в количестве, необходимом для ассимиляции вредных примесей.

2. Очистку подаваемого в помещение воздуха от пыли, дыма и других загрязнений.

3. Охлаждение и осушение или подогрев и увлажнение подаваемого воздуха для поддержания в помещении заданной температуры и относительной влажности.

4. Необходимую подвижность воздуха в обитаемой зоне помещения.

Системой комфортного кондиционирования воздуха называется комплекс средств и устройств, обеспечивающих создание и поддержание в судовых помещениях микроклимата заданной кондиции при различных параметрах наружной среды и внутренних теплои влаговыделениях.

2.2 Выбор оптимальной системы кондиционирования Системы кондиционирования воздуха можно классифицировать по следующим основным признакам:

1. Сезонности работы (сезонные, круглогодичные).

2. Назначению (комфортные и технологические).

3. Месту получения холода и тепла и месту обработки воздуха:

а) центральные — производство холода (тепла) и обработка всего количества вентилирующего воздуха централизованы (рис. 2.2, а); центральные системы применяются для обслуживания нескольких одинаковых по тепловлажностному режиму помещений (на судах может быть установлено несколько центральных систем кондиционирования воздуха);

б) местные — централизовано только производство холода и тепла, а воздух обрабатывается в каждом помещении отдельно или в одном месте — для небольшой группы смежных помещений (рис. 2.2, б); хладоноситель и теплоноситель от центральной установки подаются по трубопроводам к местным кондиционерам;

в) местно-центральные — производство холода и тепла централизовано, а обработка воздуха осуществляется частично в центральном кондиционере, где обычно обрабатывается свежий воздух, и в местных эжекционных кондиционерах, где обрабатывается рециркуляционный воздух (рис. 2.2, в);

г) групповые, отличающиеся от местных только тем, что обработка воздуха осуществляется в групповых кондиционерах, обслуживающих большие группы смежных и несмежных помещений (рис. 2.2, г);

д) местно-групповые — предварительная обработка свежего (или свежего с рециркулируемым) воздуха производится в групповом кондиционере, а доведение его параметров до требуемых значений осуществляется в местных кондиционерах (рис. 2.2, д); хладоносители и теплоносители обрабатываются в центральной установке и подаются к соответствующим кондиционерам;

е) автономные — производство холода (тепла) и обработка воздуха осуществляются в отдельных автономных кондиционерах, располагаемых непосредственно в кондиционируемых помещениях (рис. 2.2, е); применяются также групповые автономные кондиционеры, обслуживающие несколько близлежащих судовых помещений.

Рисунок 2.2- Принципиальные схемы систем кондиционирования воздуха Классификации по месту получения холода (тепла) и способу обработки воздуха: а — центральные; б — местные; в — местно-центральные; г — групповые; д — местно-групповые; е — автономные.

1 — холодильная машина; 2 — центральный кондиционер; 3 — местный кондиционер; 4 — групповой кондиционер; 5 — автономный кондиционер.

Системы кондиционирования воздуха можно классифицировать только по месту обработки воздуха. В этом случае они будут подразделяться на следующие:

— центральные — обработка всего вентилирующего воздуха для ряда помещений осуществляется в центральном или групповом кондиционерах;

— местные или автономные — воздух обрабатывается в небольших местных кондиционерах, размещаемых в самих помещениях;

— местно-центральные — осуществляется двухступенчатая обработка воздуха сначала в центральном, а затем в местном кондиционере.

При такой классификации указанные выше групповые системы будут относиться к центральным, автономные — к местным и местно-групповые — к местно-центральным.

В практике кондиционирования системы часто классифицируют по давлению, создаваемому вентилятором, и подразделяют на низконапорные и высоконапорные. К низконапорным относят системы со скоростями движения воздуха в воздуховодах менее 15 м/сек, а к высоконапорным — с более высокими скоростями.

Напор, развиваемый вентилятором, зависит не только от скорости движения воздуха, но и от требуемой величины давления перед воздухораспределительным устройством, конструкции и длины воздуховодов. Величина давления перед воздухораспределителем зависит от его конструкции (с эжектированием или без него). Поэтому правильнее классифицировать системы по скорости движения воздуха и наличию эжекционных устройств в воздухораспределителях.

4. По скорости движения воздуха в воздуховодах системы кондиционирования подразделяются на низкоскоростные (скорость воздуха в магистральных воздуховодах составляет 15−17 м/с, в отводах 6−8 м/с), среднескоростные (соответственно 17−22 и 8−12 м/с) и высокоскоростные (22−30 и 12−20 м/с). [6, стр. 146].

Основное конструктивное преимущество высокоскоростных систем по сравнению с низкоскоростными — меньшее сечение воздуховодов. Однако с повышением скорости возрастают гидравлические сопротивления, в связи с чем увеличиваются затраты мощности на привод вентилятора и значительно нагревается воздух (на 4−7С⁰). Последнее обусловливает увеличение требуемой холодопроизводительности системы. Высокоскоростные системы при скоростях около 20 м/сек имеют повышенный уровень шума. [9, стр. 9]

5. По числу магистральных воздуховодов системы кондиционирования подразделяются на одноканальные, двухканальные и бесканальные. В одноканальных системах весь воздух в кондиционерах обрабатывается до заданных параметров и поступает в обслуживаемые помещения по одному каналу. В двухканальных воздух подается в помещение по двум параллельным воздуховодам. Параметры воздуха в каждом канале имеют свои заданные значения. В помещениях воздух смешивается в необходимых количествах, в результате чего обеспечиваются его требуемые параметры. Бесканальные системы применяются при установке в помещениях местных или автономных кондиционеров.

6. По составу обрабатываемого в центральном кондиционере воздуха системы подразделяются на:

а) прямоточные — тепловлажностной обработке подвергается только наружный воздух;

б) рециркуляционные — обрабатывается смесь наружного воздуха и воздуха из помещений.

Кроме центрального кондиционера, рециркуляция воздуха может осуществляться также в специальных эжекционных воздухораспределителях, установленных в судовых помещениях.

7. По способу индивидуального регулирования температуры воздуха в обитаемых помещениях различают системы кондиционирования с регулированием:

а) количества подаваемого воздуха;

б) температуры подаваемого воздуха;

в) количества и температуры подаваемого воздуха одновременно.

Возможность индивидуального регулирования параметров воздуха в помещениях в соответствии с условиями эксплуатации помещений и индивидуальными физиологическими особенностями пассажиров и членов команды — одно из основных условий обеспечения заданного уровня комфорта.

Выбор того или иного метода индивидуального регулирования обусловливается возможностью поддержания заданных температур во всех помещениях при их различной тепловой нагрузке.

8. По типу холодильных машин различают системы кондиционирования воздуха с машинами:

а) парокомпрессорными (парокомпрессионными);

б) воздушными;

в) пароэжекторными;

г) абсорбционными;

д) термоэлектрическими.

В зависимости от вида энергии, используемой в холодильных машинах, различают машины, потребляющие механическую и тепловую энергию. К машинам, потребляющим механическую энергию, относятся парокомпрессорные и воздушные. Остальные машины потребляют тепловую энергию.

Для целей кондиционирования воздуха в отечественном судостроении применяются исключительно парокомпрессорные холодильные машины, потребляющие дорогостоящую механическую энергию. Несмотря на то, что наиболее доступным и дешевым видом энергии на судах является бросовое тепло от главных двигателей, использование его для холодильных машин еще не получило широкого распространения в судовой практике.

9. По роду применяемого агента различают системы кондиционирования:

а) с рассольным охлаждением (т.е. охлаждением с помощью промежуточного хладоносителя);

б) с непосредственным охлаждением.

В первом случае хладоносителями в системе служат вода или водные растворы солей, называемые рассолом. Во втором — специальные жидкости (хладагенты), которые испаряются непосредственно в воздухоохладителях.

Поскольку окончательно установившейся классификации систем кондиционирования воздуха пока еще нет, в ее основу могут быть положены также и другие признаки, здесь не рассмотренные.

В данной работе в основу положена классификация систем кондиционирования по сезонности работы, месту обработки воздуха, скорости его движения, степени регулирования параметров воздуха, количеству магистральных воздуховодов и составу воздуха, обрабатываемого в центральном кондиционере.

На рис. 2.3 приведена схема классификации систем кондиционирования воздуха, в соответствии с которой можно определить наименование системы кондиционирования в нашем случае.

Рисунок 2.3 — Классификация схем кондиционирования воздуха Из анализа вышерассмотренного материала можно сделать следующие выводы:

1. В каютах и других небольших судовых помещениях, обслуживаемых групповыми или центральными кондиционерами, удовлетворительное поддержание температурного режима может быть обеспечено только при индивидуальном регулировании параметров подаваемого воздуха.

2. Индивидуальное регулирование температуры в помещениях может осуществляться одним из следующих методов:

а) изменением количества подаваемого воздуха;

б) одновременным изменением температуры и количества подаваемого воздуха;

в) изменением температуры подаваемого воздуха.

Регулирование температуры в помещении изменением количества подаваемого воздуха может привести к подаче свежего воздуха ниже санитарной нормы. Кроме того, при этом методе регулирования могут быть нарушены параметры воздуха в других помещениях. Поэтому регулирование температуры воздуха в помещениях изменением температуры подаваемого воздуха — наиболее удобный способ. В этом случае температуру подаваемого воздуха можно изменять его охлаждением в концевых теплообменниках. При охлаждении воздуха в доводочных кондиционерах необходимо применять рассольное охлаждение, что увеличивает вес, габариты, мощность и стоимость системы кондиционирования. В этом случае, необходимо изолировать трубопроводы во избежание выпадения конденсата на них и для уменьшения тепловых потерь. А также необходимо применять шпигаты, элиминаторы для отвода сконденсированной влаги, конденсирующейся при охлаждении воздуха в охладителях. [6, стр. 183]

Один из основных факторов, определяющих качество системы — способ воздухораспределения. Правильный выбор типа и моста расположения воздухораспределителя, а также соответствующий перепад температур обеспечивают хорошее самочувствие людей. Благодаря рациональному выбору воздухораспределения обеспечивается оптимальный перепад температур между воздухом в помещении и приточным и соответственно уменьшается количество подаваемого воздуха.

Когда судно стоит на ремонте, его судовая энергетическая установка, камбуз и другие объекты, выделяющие тепло не работают, основными источниками теплои влаговыделений являются теплообмен с воздухом и водой через борт судна, люди, кабельные трассы и лампы ремонтного освещения. Так что помещения на судне являются близкими по теплововлажностному балансу. Следовательно для нашей системы применима центрально-местная система кондиционирования воздуха.

Охлаждение воздуха в центральных системах кондиционирования целесообразно осуществлять в воздухоохладителях непосредственного охлаждения, что упрощает, облегчает и удешевляет холодильную установку и сокращает расходы электроэнергии.

Однако в нашем случае оправдано применение рассольного охлаждения, так как прокладка магистральных воздуховодов на большое расстояние представляет значительные трудности, а разместить центральные кондиционеры с отдельными холодильными машинами непосредственного охлаждения вблизи обслуживаемых помещений невозможно из-за отсутствия места. Следовательно необходима транспортировка хладоносителя на значительное расстояние (в центрально-местных системах). В этом случае хладоноситель, охлаждаемый в центральной холодильной установке, подается к воздухоохладителям с рассольным охлаждением, расположенным в обслуживаемых помещениях.

Центральные кондиционеры в большинстве случаев размещают вблизи обслуживаемых помещений. Одним центральным кондиционером обслуживаются помещения, близкие по тепловлажностному балансу.

Выбор скорости воздуха в магистральных воздуховодах определяется возможностями их размещения на судне. Однако не следует стремиться к предельному увеличению скорости воздуха (30—40 м/сек), так как это приводит к увеличению потери напора в воздуховодах, росту мощности вентиляторов и холодильной машины и значительному увеличению шумности системы. На судах небольшого водоизмещения, где разместить двухканальную систему затруднительно, следует применять центрально-местную среднескоростную систему, в которой в качестве концевых охладителей воздуха выступают локальные поверхностные воздухоохладители.

Как показывает анализ существующих систем кондиционирования воздуха, их энерговооруженность и расход холода на одного человека соответственно составляют: для центральных одноканальных низкоскоростных 1000—2500 ккал/ч (0,5—1,2 кВт); для центрально-местных одноканальных высокоскоростных 2000—3200 ккал/ч (1,4—1,6 кВт); для центральных двухканальных высокоскоростных 1700—3000 ккал/ч (1,3—1,8 кВт). Меньшие значения этих показателей, очевидно, могут быть приняты за основу при проектировании систем комфортного кондиционирования воздуха. [9, стр. 43]

Холодильные установки — агрегаты для поддержания в охлажденном объекте температуры ниже температуры окружающей среды. Например, они служат для создания пониженной температуры в системах кондиционирования.

Судовые холодильные установки классифицируют по принципу действия на паровые, газовые и термоэлектрические.

Паровые холодильные установки — установки, в которых охлаждающий эффект достигается главным образом за счет парообразования рабочего тела — хладагента в процессе его кипения при низких температурах.

В газовых (воздушных) холодильных установках эффект охлаждения достигается путем расширения предварительно сжатого в компрессоре газа (воздуха). В этих установках хладагент в процессе совершения цикла не меняет своего агрегатного состояния.

Термоэлектрические холодильные установки — установки, принцип действия которых основан на том, что в спаях разнородных полупроводников под влиянием проходящего через них электрического тока возникает разность температур. Эти установки используются в основном в качестве рефрижераторных холодильных установок и установок автономных кондиционеров.

По способу сжатия хладагента судовые паровые холодильные установки делят на компрессорные, пароэжекторные и абсорбционные.

В компрессорных холодильных установках пары хладагента сжимаются с помощью компрессора.

В пароэжекторных установках пары хладагента сжимаются с помощью парового эжектора.

В абсорбционных холодильных установках пары хладагента сжимаются в так называемом термохимическом компрессоре. В качестве хладагента в них используется вода, а в качестве абсорбента (поглотителя паров хладагента) — бромистый литий. Пары хладагента в абсорбере поглощаются крепким раствором бромистого лития в воде (всасывание компрессора) и выпариваются из слабого раствора в генераторе (нагнетание компрессора). Абсорбер, насос и генератор образуют термохимический компрессор.

По применяемому в качестве хладагента веществу различают компрессорные установки: (фреоновые, воздушные и аммиачные), пароэжекторные холодильные установки (водяные или пароводяные и фреоновые), абсорбционные (бромистолитиевые и водоаммиачные).

По назначению судовые холодильные установки делят на установки системы кондиционирования воздуха, рефрижераторные установки, установки технического кондиционирования.

Холодильные установки системы кондиционирования воздуха подразделяют на установки, обслуживающие центральные, групповые, местные и автономные кондиционеры. Установки, обслуживающие центральные и групповые кондиционеры, предназначены для охлаждения воздушной среды большой (в масштабе судна) группы помещений или помещений всего корабля в целом. К таким установкам относятся пароводяные эжекторные, бромистолитиевые абсорбционные и компрессорные фреоновые холодильные установки большой холодопроизводительности. Установки, обслуживающие местные и автономные кондиционеры, предназначены для охлаждения воздушной среды одного или нескольких корабельных помещений. К таким установкам относятся фреоновые компрессорные или термоэлектрические установки малой холодопроизводительности.

Системы кондиционирования воздуха (СКВ) на базе воздушных турбокомпрессорных холодильных машин ВТКХМ имеют некоторые преимущества по сравнению с другими системами, благодаря которым они перспективны в тех случаях, когда энергозатраты не являются определяющим фактором. Основной недостаток этих систем кондиционирования — повышенные энергозатраты, трудность подбора безредукторного привода компрессора на 10−100 тыс. об/мин и шумность.

Парокомпрессорная холодильная машина (ПКХМ) отличается высокой экономичностью (действительный холодильный коэффициент малых машин Qo?15 кВт и средних Qo=15−120 кВт при tс= -30−0°С и tк= 40−30°С составляет ее=1,8−4,7), малыми габаритами и компактностью в сравнении с другими холодильными машинами.

Тепловой коэффициент водоаммиачных, фреоновых и судовых бромисто-литиевых абсорбционных машин в режиме кондиционирования составляет приблизительно 0,4−0,5. Однако в бромисто-литиевых машинах наблюдается существенный недостатокэто необходимость поддержания глубокого вакуума в испарителе и адсорбере, и умеренного вакуума в генераторе и конденсаторе, так как хладагентом в этих машинах служит вода.

Общий недостаток адсорбционных холодильных машин, в отличие от ПКХМ, — наличие большого числа теплообменных аппаратов с повышенными тепловыми нагрузками, а следовательно, — большие масса и габариты этих машин.

Водяная эжекторная холодильная машина ВЭХМ выгодно отличается от других машин простотой конструкции, надежностью в эксплуатации, относительно низкой стоимостью и тем, что в качестве рабочего тела в них используется вода. Но они имеют низкую эффективность, большую массу и габаритные размеры вследствие больших тепловых нагрузок на аппараты и объемов водяного пара. Необходимость поддержания глубокого вакуума в испарителе и в конденсаторе также является существенным недостатком ВЭХМ.

Компоновка современных ВЭХМ обеспечивает некоторое уменьшение их габаритов за счет совмещения в одном блоке, например, испарителя и эжекторов и взаимного расположения испарителей и конденсаторов.

Фреоновые эжекторные холодильные машины ФЭХМ, обладая всеми достоинствами ВЭХМ (за исключением того, что хладон все же менее удобное рабочее тело, чем вода: дороже, более текучий), выгодно отличаются от водяных отсутствием вакуума, возможностью получения низких температур, большей простотой и компактностью, более высокой экономичностью работы.

Фреоновый парогенератор обогревается водяным паром или отходящими от двигателя газами, водой и т. п.

Эффективность работы ФЭХМ зависит от режима работы и от свойств хладона, применяемого в качестве рабочего тела. Также можно увеличить эффективность машины введением в схему ФЭХМ пароперегревателя и регенеративного теплообменника. Еще большей эффективности можно добиться введением двойной регенерации. Теплообменник РТО, устанавливаемый на «всасе» эжектора, обеспечивает переохлаждение конденсата перед регулирующим клапаном и, следовательно, увеличение холодопроизводительности машины.

Наиболее существенный недостаток турбокомпрессорной холодильной машины ТКХМ — относительная и, следовательно, повышенная стоимость турбоагрегата. Это в значительной степени связано с высоко скоростными опорными узлами, которые должны обеспечивать надежную работу ротора компрессора при частотах его вращения n=20 000−60 000об/мин.

Большой плюс такой машины заключается в малых габаритах и массе.

В мобильной установке используется парокомпрессорная холодильная машина — как наиболее оптимальный вариант.

Электровентиляторы и основное оборудование (теплообменные аппараты и регулировочная арматура) на судах устанавливают преимущественно в специальных выгородках, называемых вентиляторными. Очень часто эти выгородки служат для совместного размещения оборудования общесудовой вентиляции и системы кондиционирования воздуха. Вентиляторные могут быть автономными и централизованными. Автономные вентиляторные располагаются вблизи обслуживаемых помещений, имеют небольшую площадь и предназначены для вентиляторов, обслуживающих одно или несколько однородных помещений. Централизованные вентиляторные служат для размещения большого количества оборудования нескольких вентиляционных систем, обслуживающих большое количество помещений, иногда нескольких отсеков. Вентагрегаты использованные в схеме мобильной установки установлены на тамбур-шлюзах (приточный установлен на носовом, вытяжной — на кормовом). Они прогоняют воздух через все судно, следовательно система вентиляции, используемая в МУКВ считается централизованной. Как автономные, так и централизованные вентиляторные имеют свои преимущества и недостатки.

Централизованные вентиляторные выгодны с точки зрения подвода электроэнергии и охлаждающей воды. Суммарные площади, занимаемые ими, довольно малы. Весьма удобным является, и размещение устройств приема и выброса воздуха для централизованных вентиляторных. Недостатком централизованных вентиляторных можно считать большую (иногда значительную) длину трубопроводов от вентиляторных до обслуживаемых помещений, но в нашем случае трубопроводов нет, следовательно, этот недостаток отсутствует.

На судах с небольшим составом обслуживаемых помещений и ограниченным парком вентиляторов и центральных кондиционеров вентиляторные, как правило, являются небольшими по объему, а их расположение подчиняется общему расположению основных помещений судна.

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха проектируют с применением, ограниченного количества типов оборудования. С этой целью проводят анализ всех помещений с точки зрения требований по вентиляции и характеру работы в них, рассчитывают потребные количества воздуха, а затем объединяют помещения в группы, каждая из которых обслуживается самостоятельным вентилятором (кондиционером). Объединение в группы производят с таким расчетом, чтобы вентиляторы (кондиционеры) имели производительность, равную одному из принятых для проекта типоразмеров указанного оборудования.

Размещение оборудования в вентиляторных производится с учетом обеспечения свободного доступа к нему и проходов для обслуживания и ремонта. Оно должно быть рациональным и подчиняться определенной закономерности. Центральные кондиционеры, агрегаты и отдельные вентиляторы целесообразно группировать в стройный ряд, электрооборудование сосредоточивать в одном месте. Фундаменты, трубопроводы, вентиляторы и другие устройства следует выбирать из числа типовых конструкций.

В общем случае системы общесудовой вентиляции должны иметь ручное управление электровентиляторами с места их установки и дистанционное (групповое) отключение электровентиляторов из поста управления, производимое при пожарах или по тревогам.

Для вентиляции блока холодильной машины в нем дополнительно должна быть предусмотрена кнопка пуска электровентилятора. Для электровентилятора приточной вентиляции выходных коридоров и шахт из помещения парокомпрессорных холодильных машин также необходимо применять дополнительные кнопки пуска, устанавливаемые снаружи и внутри помещений, в непосредственной близости от выходной двери.

Блок холодильной машины оборудуется автономной комбинированной вентиляцией: искусственной вытяжной и естественной приточной. Система вентиляции в помещении холодильной машины должна обеспечивать: 20-кратный обмен воздуха — для фреоновых холодильных машин. Каналы вытяжной вентиляции в блоке прокладывают с тем расчетом, чтобы воздух отводился из нижней зоны.

Проектом единых технических требований на судовые установки кондиционирования воздуха, разработанным по решению СЭВ для судов с неограниченным районом плавания, предусматриваются расчетные параметры воздуха в кондиционируемых помещениях более близкие к американским и немецким данным, чем к отечественным (табл. 2.1). [9, стр. 62]

Табл. 2.1 — Рекомендуемые расчетные параметры наружного воздуха и воздуха в помещениях

Верхний предел температуры воздуха и судовых помещениях по этим данным не превышает температуру потообразования отдыхающего человека, равную приблизительно 40 °C.

Санитарными правилами рекомендуются скорости воздуха в помещении 0,3—0,5 м/сек, при скоростях больших чем указанные у человека появляется неприятное ощущение.

При проектировании систем кондиционирования необходимо учитывать, что перепады температур между наружным воздухом и воздухом в помещении и между подаваемым воздухом и воздухом в помещении не могут быть выбраны произвольно. В летний период разница в температурах наружного воздуха и воздуха внутри помещений температур не должна превышать 12° С (во избежание переохлаждения организма человека).

Максимально допустимый перепад температур между наружным воздухом и воздухом в помещениях в летний период до 11 °C в тропическом климате. При температурном перепаде выше 12 °C рекомендуется предусматривать ступенчатое изменение температуры путем частичного охлаждения воздуха в коридорах.

В связи с климатическими особенностями тропического климата (повышенная влажностьдо 95%), для работы в которой предназначается мобильная установка, наружный воздух НВ, подаваемый на судно необходимо не только охлаждать, но и подсушивать. Это делается с помощью контактных и поверхностных теплообменных аппаратов.

Существуют различные схемы осушения воздуха. Схема осушения воздуха с помощью ВТКХМ может быть условно названа схемой «сжатие—расширение». Она обеспечивает получение холодного осушенного воздуха. Осушение, осуществляется за счет выпадения влаги при расширении воздуха в турбодетандере с совершением внешней — механической работы, сопровождающейся охлаждением воздуха.

Осушение воздуха может быть осуществлено при охлаждении его ниже температуры точки росы.

В мобильной установке кондиционирования осушение воздуха можно производить фреоновой холодильной машиной при охлаждении его в поверхностных теплообменниках с температурой поверхности ниже температуры точки росы (см. рис. 2.4,а). Процессы применительно к этой схеме в диаграмме I-d представлены на рис. 2.4,б.

Рис. 2.4. Принципиальная технологическая блок-схема (а) воздухоосушительной установки с применением фреоновой холодильной машины и графики (б) изменения температуры tв и влагосодержания d воздуха.

ЭВ — электровентилятор; И-ВО — испаритель-воздухоохладитель; К. Н-ВН — конденсатор — воздухонагреватель; ВО — охладитель воздуха забортной водой; ОК. — отвод конденсата из поддона; К — фреоновый компрессор; РК. — регулирующий (дроссельный) клапан.

2.3 Описания тепловой схемы и принципа работы мобильной установки кондиционирования Холодильная установка системы кондиционирования смонтирована в виде единого модуля (блока) охлаждения в универсальном транспортном контейнере (см. рис. 2.5).

Для транспортировки кранами установка имеет грузоподъемные обухи (рымы) и схему строповки. Крыша и корпус контейнера теплоизолированы фенолформальдегидными плитами ФС — 7. [4, стр. 8] Контейнер с мобильной установкой кондиционирования стоит на берегу.

В корпусе контейнера 1 на фундаментах смонтированы: парокомпрессорная холодильная машина (ПКХМ) 2, электронасосы 3 и 4, два циркуляционных бака 5, арматура, трубопроводы, гибкие шланги, электроаппаратура. Фундаменты крепятся к настилу электросваркой.

Механизмы, трубопроводы, арматура и электроаппараты холодильной установки позволяют производить следующие операции:

1. прием забортной воды и прокачивание ее через конденсатор холодильной машины для конденсации паров фреона насосом НЦ — 100/10;

2. прием пресной воды из противопожарной магистрали и подачу ее в конденсатор холодильной машины или непосредственно на заказ в качестве хладоносителя (рассола) при более низких температурах окружающей среды и температуре воды не выше 16⁰С;

3. прием пресной воды — хладоносителя из циркуляционного бака, прокачку его через испаритель холодильной машины для охлаждения, подачу на судно, прокачку через систему судна, воздухоохладители (локальные и приточного вентагрегата) и возврат в циркуляционный бак пресной воды насосом НЦ — 100/10;

4. прокачку хладоносителя из циркуляционного бака через испаритель холодильной машины и обратно в циркуляционный бак пресной воды — «работа на себя» .

Рисунок 2.5 — Блок охлаждения Емкость циркуляционного бака пресной воды рассчитана на суммарный объем рассола, находящегося в трубках воздухоохладителей (локальных и приточного вентагрегата). В днище циркуляционного бака вмонтирован электронный сигнализатор уровня, который автоматически отключает электоциркуляционный насос подачи хладоносителя при понижении уровня сверх допустимого, чем обеспечивается защита от срыва работы насоса в результате «сухого всаса» .

Защита компрессора холодильной машины и непосредственно самой машины предусмотрена их конструкцией и наличием автоматики по давлению фреона, температуре хладоносителя, температуре забортной воды.

Автоматика холодильной машины обеспечивает ее безаварийную работу, при этом предусмотрено ручное управление работой ХМ.

Пуск и остановка насосов установки производится кнопками пускателей, открытие и закрытие арматуры — ручным вращением маховиков, невозвратный клапан напора электроциркуляционного насоса неуправляемый. Все операции по управлению блоком холодильной машины производит один оператор.

Модуль холодильной установки оборудован автономной комбинированной вентиляцией: искусственной вытяжной и естественной приточной, обеспечивающей 20-кратный обмен воздуха, с тем расчетом, чтобы воздух отводился из нижней зоны. Для системы вентиляции модуля в нем предусмотрена кнопка пуска электровентилятора. Кроме того, имеется дополнительная кнопка пуска, установленная снаружи блока, в непосредственной близости от выходной двери.

Непосредственно на верхней палубе судна ставятся кормовой и носовой тамбур — шлюзы на специальных основаниях, оборудованные светильниками местного освещения, леерными ограждениями, поручнями и люками для входа — выхода из заказа. В кормовой тамбур-шлюз ставится приточный вентагрегат, в носовой — вытяжной вентагрегат, смонтированные на амортизаторах и снабженные пускателями. Для транспортировки и установки кранами тамбур — шлюзы имеют приваренные рымы и схему строповки. В корпусе кормового тамбур — шлюза (см. рис. 2.6) крепятся на фундаменты: приточный вентагрегат, патрубок подачи приточного воздуха (крепится на подвесках), поверхностный неорошаемый рассольный воздухоохладитель с приемным и отливным патрубками хладоносителя, элиминатор воздухоохладителя для отвода выпавшего из охлаждаемого воздуха конденсата в коллектор, коллектор, конусно-кольцевой лабиринтный конденсатоотводчик для сброса конденсата за борт (крепится на подвесках). Патрубок подачи приточного воздуха оборудован дроссельной заслонкой для регулирования или полного перекрытия подачи воздуха в помещения и соединен с напорным патрубком вентилятора через амортизационный резиновый патрубок. В корпусе носового тамбур — шлюза крепится на фундамент на амортизаторах типа АКСС вытяжной вентагрегат.

Внутри судна в труднодоступных для приточно — вытяжной вентиляции местах помещений устанавливаются местные локальные воздухоохладители на всех настилах, там, где это предусмотрено схемой установки. Они оснащены побудителем — центробежным корабельным вентилятором с длинным ротором. Воздухопроизводительность регулируется путем изменения частоты вращения вала электровентилятора.

Воздухоохладители (приточного вентагрегата и локальные) снабжаются хладоносителем по трубопроводной системе хладоносителя. Трубопроводы покрыты теплоизоляцией из матов АТМ с целью уменьшения теплопотерь во время транспортировки хладоносителя. Можно также использовать термоизоляцию из вспененного каучука, производимую фирмой Armaflex, л=0,035 Вт/(м· ⁰С) (см. рис. 2.7). Заканчивается приемный трубопровод заглушкой, чтобы была возможность присоединить дополнительные потребители. Отливной трубопровод хладоносителя также имеет заглушку для той же цели.

В установке кондиционирования предусмотрено подключение к штатной системе вентиляции.

Рис. 2.6 — Кормовой тамбур — шлюз Рисунок 2.7 -Термоизоляция фирмы Armaflex: а — изоляция тройников; б — изоляция труб; в, г — арматуры; д — фланцевых соединений Принцип работы мобильной установки кондиционирования основан на охлаждении хладоносителя в холодильной машине, подачи его на судно к потребителям (воздухоохладителям) и возврате в циркуляционный бак пресной воды.

В конденсаторе ХМ пары фреона охлаждаются забортной (пресной) водой, подаваемой насосом НЦ-100/10, конденсируются на наружной поверхности трубок, отдавая при этом тепло забортной воде.

Из конденсатора жидкий фреон поступает в змеевики теплообменников, где происходит переохлаждение фреона за счет теплообмена с парами, отсасываемыми компрессором из испарителя через теплообменник.

После теплообменника переохлажденный жидкий фреон проходит через фильтр — осушитель, где освобождается от влаги, механических примесей и через соленоидные вентили поступает к терморегулирующим вентилям, где дросселируется с давления конденсации до давления испарения и поступает в межтрубное пространство испарителей.

В межтрубном пространстве испарителей фреон кипит, отнимая при этом тепло от хладоносителя, подаваемого электронасосом НЦ-100/10.

Перегретые пары фреона от испарителей поступают на всасывание компрессоров и цикл холодильной машины повторяется.

Из циркуляционного бака хладоноситель забирается электроциркуляционным насосом НЦ-100/10 и подается в испаритель холодильной машины.

Хладоноситель, охлажденный в испарителе фреоновой ХМ по трубопроводу хладоносителя последовательно подается по приемным патрубкам: сначала к воздухоохладителю приточного вентагрегата, затем к локальным воздухоохладителям от кормы к носу. Хладоноситель в трубках воздухоохладителя охлаждает проходящий между ними воздух до температуры ниже точки росы начального состояния воздуха. Кроме охлаждения этим достигается осушение воздуха в результате выпадения конденсата водяных паров на трубках воздухоохладителя.

Нагретый воздухом в воздухоохладителе хладоноситель так же последовательно забирается по отливным патрубкам: сначала от локальных воздухоохладителей от носа к корме, затем от воздухоохладителя приточного вентагрегата.

Отепленный хладоноситель по трубопроводу идет на берег — к блоку холодильной установки и попадает в циркуляционный бак хладоносителя, откуда забирается насосом НЦ-100/10.

Воздух приточно — вытяжной вентиляции забирается из атмосферы приточным вентагрегатом. Охлажденный и подсушенный в воздухоохладителе приточного вентагрегата, воздух подается в помещения для борьбы с тепло — и влагоизбытками, и обновления состава воздуха помещений, а удаляется вытяжным вентагрегатом в окружающую среду. Так как холодный воздух тяжелее теплого, то он вытесняет его с нижних настилов, оседая там. Таким образом вентилируются верхние и нижние настилы. В местах, труднодоступных для вентилирования установлены локальные воздухоохладители, местно охлаждающие воздух помещений.

2.4 Расчет теплопритоков в помещениях Исходные данные для расчета.

Параметры наружного воздуха и забортной воды:

— температура наружного воздуха — 45⁰С;

— относительная влажность — 85%;

— температура забортной воды — 35⁰С;

Параметры воздуха в помещении:

— температура наружного воздуха — 24⁰С;

— относительная влажность — 70%.

Теплопритоки в помещения рассчитываются по формуле:

Qполн = Qявн + Qскр, (2.1)

где: Qявн — явные теплопритоки, Вт;

Qскр — скрытые теплопритоки, Вт.

Явные теплопритоки в помещение определяются по формуле:

Qявн = Qогр + Qс р + Qл явн + Qосв + Qобор, (2.2)

где: Qогр — теплопритоки через поверхности ограждения, Вт;

Qс р — теплопритоки через поверхности ограждения от солнечной радиации, Вт;

Qл явн — явные теплопритоки от работающих людей, Вт;

Qосв — теплопритоки от приборов освещения, Вт

Qобор — теплопритоки от работающего оборудования, Вт.

Тепловой поток через ограждающие поверхности определяются по формуле:

Qогр = k*F*(tн-tп), (2.3)

где: Qогр — тепловой поток через поверхности ограждения, Вт;

k — коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²*⁰С);

F — площадь поверхности ограждения, м²;

tн — температура воздуха или воздуха в смежном помещении, ⁰С;

tп — температура воздуха в обслуживаемом помещении, ⁰С.

Значение температуры наружного воздуха и температуры воздуха в обслуживаемом помещении принимаем согласно данных для расчета, значения k выбираем по РД5.5584−89. Значения k, F, и полученные в результате расчета для каждого отсека представлены в таблице 2.2.

Табл. 2.2 — Теплопритоки через поверхности ограждения

Теплопритоки через поверхности ограждения от солнечной радиации (см. табл. 2.3) находим по формуле:

Qс р = k/бн* qp*еp * Fp, (2.4)

где: бн — коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к поверхности ограждения, Вт/(м²*⁰С), бн = 8,14 Вт/(м²*⁰С). [4]

qp — расчетное значение плотности потока солнечной энергии, Вт/(м²), принимаем qp = 1040 Вт/(м²) [4, стр. 226];

еp — коэффициент поглощения солнечной радиации, для черной поверхности еp = 0,9;

Fp — площадь поверхности ограждения, подверженная действию солнечной радиации, м².

Табл. 2.3 — Теплопритоки через поверхности ограждения от солнечной радиации

Явные теплопритоки от людей определяем по формуле:

Qл явн = n* qл, (2.5)

где: n — количество человек, работающих в помещении;

qл — явный пепловой поток, выделяемый одним человеком, Вт.

Согласно РД5.5584−89 принимаем qл =72 Вт. В каждом отсеке работает десять человек, т. е. n = 10. Таким образом, в каждом отсеке Qл явн =720 Вт.

Теплопритоки от приборов освещения определяем по формуле

Qосв= n*N, (2.6)

где: n — количество светильников, в среднем на одно помещение приходится n = 54 шт.;

N — потребляемая мощность одного светильника, Вт (принимаем N = 60 Вт).

Теплопритоки от работающего в помещении оборудования складываются из теплопритоков от кабелей и вентиляторов воздухоохладителей. Остальное оборудование, электрические сети не работают, т.к. во время ремонта ГЭУ не работает.

Теплопритоки от кабелей находятся по формуле:

Qобор= Qкаб =I2*R*l, (2.7)

где:

I — сила тока в кабеле, А. I ~ 9 А;

R — сопротивление одного погонного метра кабеля, Ом. R ~ 0,005 Ом;

l — длина кабеля, м. Примем длину кабеля равной десяти длинам отсека.

Скрытые теплопритоки в помещение определяются по формуле:

Qскр = Qскр п + Qскр пн + Qскр пу, (2.8)

где:

Qскр п — скрытый тепловой поток, вносимый в обслуживаемое помещение в виде водяного пара, Вт;

Qскрпн — скрытый тепловой поток, вносимый паром, выделяющимся через неплотности, Вт;

Qскр пу — скрытый тепловой поток, вносимый в помещение с утечками пара, Вт.

В нашем случае в скрытый тепловой поток поступает в помещение от людей, точнее, от влаги, которую выделяют работающие в отсеке люди.

Таким образом, количество холода, требуемого на ассимиляцию влаги, поступающей в помещение от людей, определяются по формуле:

Qскр п = n*Wi*iл, (2.9)

где: Wi — количество влаги, поступающей в помещение от одного человека, кг/с. Wi = 0,11 кг/ч [16];

n — количество людей в помещении;

iл — теплосодержание водяного пара при температуре помещения, Дж/кг.

Результаты расчетов Qявн, Wсум, Qскр, Qполн для каждого отсека отображены в таблице 2.4.

Табл. 2.4 — Результаты расчетов теплопритоков для каждого помещения

2.5 Подбор оборудования системы кондиционирования

2.5.1 Технические характеристики воздухоохладителя типа ОВВМ Воздухоохладитель поверхностного типа воздухоохладитель ОВВМ63,0−2 (см. рис. 2.10) предназначен для охлаждения воздуха в системах кондиционирования на судах.

Климатическое исполнение, категория размещения и условия эксплуатации воздухоохладителя в части воздействия климатических факторов соответствуют ГОСТ 15 150.

Воздухоохладитель может поставляться для комплектации экспортных заказов.

Расшифровка условного обозначения:

ОВВМ63,0−2 — воздухоохладитель водяной магистральный;

63,0 — расход воздуха, уменьшенный в 100 раз, м³/ч;

2 — хладоноситель — пресная или дистиллированная вода ГОСТ 6709.

Параметры воздухоохладителя на номинальном режиме применительно к условиям и режимам их эксплуатации и испытаний, материалоемкость, энергоемкость, масса в сухом и рабочем состоянии приведены в табл. 2.5.

Присоединительные размеры и уплотнительные поверхности фланцев входа и выхода воды должны соответствовать ГОСТ 1536.

Воздухоохладитель состоит из теплообменной батареи и корпуса. Теплообменная батарея выполнена в виде унифицированных оребренных труб, соединенных калачами. Подвод и отвод охлаждающей воды осуществляется с помощью коллекторов. Корпус воздухоохладителя выполнен газоплотным.

Конструкция воздухоохладителя предусматривает жесткое палубное и подволочное крепление. Для крепления воздухоохладителей к фундаменту должны быть применены болты по ГОСТ 7805 из стали марки 45 ГОСТ 1050.

Воздухоохладитель должен работать по противотоку. Воздушная полость воздухоохладителя должна обеспечивать плотность при избыточном давлении воздуха 2,0 кПа (0,02 кгс/см²). 18]

Рисунок 2.10 - Воздухоохладитель ОВВМ — 63,0−2

Табл. 2.5 — Параметры воздухоохладителя.

Воздухоохладитель отвечает действующим требованиям по маломагнитности.

Рабочее давление хладоносителя должно быть не более 9,8· 105 Па (10 кгс/см²).

Регулирование температуры воздуха на выходе из воздухоохладителя должно осуществляться изменением расхода хладоносителя.

Для предотвращения уноса влаги, образующейся при охлаждении воздуха, за воздухоохладителем должен быть установлен отделитель влаги.

Выполнение тепловой изоляции воздухоохладителя должно производиться при монтаже на объекте согласно РД 5.9037.

Воздухоохладитель работает при температуре воздуха на входе до плюс 50⁰С и температуре охлаждающей пресной воды, очищенной от механических примесей, от плюс 2⁰С до плюс 30⁰С. Безотказная работа воздухоохладителя обеспечивается без непосредственного обслуживания и контроля периодами по 5000 часов на любых, из оговоренных ТУ, режимах непрерывно или с необходимыми по условиям нормальной эксплуатации объекта остановками, пусками и переключениями.

Показатели и нормы надежности воздухоохладителя:

— полный назначенный ресурс до списания — 60 000 ч;

— полный назначенный срок службы — 10 лет;

— вероятность безотказной работы за заданное время работы — 0,983;

— срок сохраняемости — 5 лет.

Для воздухоохладителя, работающего на пресной воде, допускается работа на морской воде или рассоле не более 5000 ч. за весь срок службы.

Критерием полного отказа воздухоохладителя является нарушение герметичности теплообменной батареи, которое определяется по выносу охлаждающей воды в воздуховод.

Критерием предельного состояния воздухоохладителя являются язвенные разрушения труб теплообменной батареи до появления свища.

Необходимость поставки ремонтного комплекта ЗИП отсутствует.

Габаритные размеры воздухоохладителя составляют не более:

— длина, мм — 858 мм;

— ширина, мм — 1010 мм;

— высота, мм — 290 мм.

Материалы составных частей воздухоохладителя соответствуют стандартам, действующим в отрасли. Материалы основных составных частей ОВВМ приведены в табл. 2.6.

судовой фрегат холодильный машина

Табл. 2.6 — Материалы составных частей ОВВМ

В комплект поставки входит:

— воздухоохладитель — 1шт.;

— этикетка — 1экземпляр на каждый воздухоохладитель;

— групповой комплект ЗИП, поставляется по отдельному заказу.

Воздухоохладитель поставляется законсервированным, при этом обеспечивается хранение без переконсервации в течение 5 лет. Для консервации используется масло консервационное К-17 ГОСТ 10 877. Применяемый способ консервации обеспечивает возможность производить расконсервацию и возобновлять ее в условиях объекта без полной разборки.

2.5.2 Технические характеристики воздухоохладительной установки типа УВО

Установка воздухоохладительная УВО-12Б-2 предназначена для местного охлаждения и осушения воздуха в помещениях, не содержащих взрывоопасных и агрессивных сред. 17]

Индекс УВО-12Б-2 означает:

УВО — установка воздухоохладительная;

12 — производительность по воздуху, м³/ч, уменьшенная в 100 раз;

Б — тип батареи, обеспечивающий перепад температур по воздуху около 10 0С;

2 — повышенный ресурс и срок службы.

Основные параметры воздухоохладительной установки на номинальном режиме показаны в табл. 2.7.

Воздухоохладительная установка выполняется в палубном и подволочном исполнении, с автоматическим, дистанционным или ручным управлением. Воздухоохладительная установка устанавливается на фундамент через амортизаторы типа АКСС в количестве 6 шт. Амортизаторы в объем поставки не входят. Рабочее колесо вентилятора до сборки с двигателем отбалансировано. Электродвигатель выполнен в брызгозащитном исполнении. Конструкция воздухоохладительной установки позволяет производить их частичную разборку для погрузки в люк диаметром 594 мм в свету, для чего корпуса выполнены разъемными.

Подсоединение трубопроводов хладоносителя к установке должно производиться только через гибкие рукава или амортизационные патрубки.

Должна быть обеспечена плотность воздушной полости установки при работающем электровентиляторе. Воздухоохладительная установка отвечает действующим требованиям по маломагнитности.

Табл. 2.7 — Параметры воздухоохладительной установки

Безотказность действия воздухоохладительных установок обеспечивается без непосредственного местного обслуживания и контроля периодами по 3000 часов на любых из оговоренных режимов непрерывно или с необходимыми по условиям эксплуатации остановками и пусками.

В промежутках между указанными периодами допускается выполнение планово предупредительных осмотров и работ без демонтажа, потери герметичности, расцентровки и последующей регулировки.

Вероятность безотказного действия, отнесенная ко времени непрерывной работы, не ниже 0,95.

Назначенный ресурс воздухоохладительной установки до заводского ремонта должен составлять 20−25 тыс. часов, полный назначенный ресурс 40−50 тыс. часов. Срок службы 10 лет.

Воздухоохладительная установка УВО-12Б-2 предназначена для работы на пресной воде, имеющей давление до 3 920 000 Па (40 кгс/см²) и температуру от плюс 2 до плюс 30⁰С.

Тепловыделения аппаратуры воздухоохладительной установки незначительны и не требуют специального охлаждения.

Детали и сборочные единицы воздухоохладительной установки, выполненные из алюминиевых сплавов оксидируются, затем грунтуются и окрашиваются. Каплеулавливающие элементы, изготовленные из алюминиевого сплава эматалируются по ГОСТ 5.9506−80.

Теплообменная поверхность батареи лудится припоем ПС45. Крепеж покрывается защитным покрытием по ОСТ 5.9048−85.

Материалы основных деталей и сборочных единиц приведены в табл. 2.8. Все материалы соответствуют применяемым в судостроении стандартам.

В комплект поставки входит:

— воздухоохладительная установка УВО-12Б-2 с ручным управлением — 1шт.;

— магнитный пускатель ПММ-Д 1212;

— одиночный комплект ЗИП;

— комплект инструмента и приспособлений, поставляемый на объект (1 комплект на 10 воздухоохладительных установок);

— эксплуатационная документация.

Ремонтный комплект запасных частей поставляется по отдельному договору. Стоимость ремонтного комплекта запасных частей в стоимость воздухоохладительной установки не входит.

Групповой комплект запасных частей поставляется по отдельному договору. Стоимость группового комплекта запасных частей в стоимость воздухоохладительной установки не входит.

Табл. 2.8 — Материалы основных деталей и сборочных единиц УВО-12Б-2

Консервация наружных и внутренних неокрашенных металлических поверхностей производится маслом консервационным К-17 ГОСТ 10 877. Выбранный способ консервации обеспечивает возможность производить расконсервацию и возобновлять ее в условиях объекта без полной разборки и нарушения регулировки.

Законсервированная воздухоохладительная установка хранится без переконсервации в течение 12 месяцев со дня отгрузки поставщиком.

2.5.3 Чиллеры с водяным охлаждением

Чиллеры охватывают большой диапазон мощностей от нескольких единиц до нескольких тысяч киловатт и различаются по конструктивному исполнению (со встроенным или выносным конденсатором), типу охлаждения конденсатора (воздушное или водяное), схемам подключения и т. п.

Чиллеры могут выполняться с тепловым насосом, что позволяет получать не только холодную, но и горячую воду.

Фирмой CLIVET выпускается большое количество чиллеров различной мощности и модификаций — с воздушным, водяным или выносным конденсатором. Некоторые чиллеры имеют встроенную гидравлическую группу с циркуляционными насосами, баками и необходимой аппаратурой. В настоящее время выпускаются чиллеры нового поколения с винтовыми компрессорами. Все они оснащены встроенными микропроцессорными системами управления, упрощающими монтаж, запуск и эксплуатацию оборудования.

Чиллеры с воздушным охлаждением могут быть в моноблочном исполнении или с выносным конденсатором.

В первом случае чиллер представляет собой автономную холодильную машину, включающую все необходимые элементы холодильного цикла — компрессор, конденсатор, испаритель, запорную аппаратуру, элементы защиты и автоматику. К чиллеру подключаются только трубопроводы с теплоносителем.

Во втором случае конденсатор устанавливается на улице, а сам чиллер располагается в помещении.

В свою очередь моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением разделяются на чиллеры с осевыми и центробежными вентиляторами.

Чиллеры с осевыми вентиляторами предназначены для установки на открытом месте, например, на открытой площадке, на крыше, наружной стене и т. д.

В этом случае необходимо обеспечить беспрепятственный вход и выход воздуха, поскольку осевые вентиляторы создают очень малый напор.

Необходимо также исключить возможность попадания воздуха с выхода на вход вентилятора и обеспечить свободный доступ для проведения монтажных, пусконаладочных и эксплуатационных работ. Следует также учесть, что при работе в режиме охлаждения конденсаторный блок «сбрасывает» в окружающую среду большое количество тепла.

Применение осевых вентиляторов позволяет снизить стоимость чиллера.

Чиллеры серии WRAT предназначены для работы только в режиме охлаждения и имеют мощность до 1346 кВт.

Чиллеры серии WRAN предназначены для работы как в режиме охлаждения, так и в режиме теплового насоса, и имеют мощность до 709 кВт.

Работа в режиме теплового насоса чиллеров серии WRAN обеспечивается реверсированием холодильного цикла. Чиллеры серии WRAT-P и WRAN-P имеют встроенную насосную группу (циркуляционный насос, расширительный бак, предохранительный клапан, дифференциальное реле по давлению и пр.). Чиллеры серии WRAT-А и WRAN-A имеют встроенную насосную группу и аккумулирующий бак.

Выносные конденсаторы этой серии оборудованы низкооборотными малошумными вентиляторами с регулируемой скоростью вращения.

В настоящее время разработаны и могут поставляться выносные конденсаторы мощностью до 500 кВт. Поскольку они имеют несколько контуров охлаждения, то указанного диапазона мощности конденсаторов вполне достаточно для комплектации всего ряда чиллеров серии ME.

Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора более просты по конструкции и имеют гораздо меньшую стоимость, чем чиллеры с воздушным охлаждением. Однако для их применения необходимы использование либо артезианской (проточной) воды, либо установка градирен (систем оборотного водоснабжения), что затрудняет применение таких чиллеров. Для охлаждения воды, выходящей из конденсатора чиллера, иногда используются специальные выносные теплообменники, продуваемые специальными вентиляторами. [11]

Рисунок 2.11 — Чиллеры

Подбором определяем количество кондиционеров УВО-12Б-2, требуемых для установки в каждом отсеке таким образом, чтобы суммарная их производительность превышала определенные ранее теплопритоки в этих отсеках (см. табл. 2.9).

Табл. 2.9 — Холодопроизводительность системы локальных кондиционеров

Из подбора видно, что количество воздухоохладителей, требуемых для удаления теплопритоков в отсеках заказа равно 21 шт.

2.6 Гидравлический расчёт Расчёт произведён с использованием формул, приведённых, в методике и [20]

Табл. 2.10 — Гидравлический расчёт

Из расчёта видно, что насосная станция чиллера должна обеспечивать напор не менее 143,5 кПа и расход не менее 44 600 кг/ч.

3. Технологическая часть

3.1 Технологически процесс монтажа холодильной машины в контейнер Поступающая на предприятие холодильная машина должна проходить входной контроль.

При выполнении работ по монтажу холодильной машины в контейнер необходимо руководствоваться монтажным чертежом.

Рабочие вещества холодильной установки:

хладагент хладон — 22 ГОСТ 19 212;

масло ХС 40 по ТУ 3 840 151;

хладоноситель — дистиллированная вода ГОСТ 6709;

охлаждение конденсатора — морская забортная вода.

В холодильную машину заправляется по 160−170 кг хладона Ф22 и по 26 кг масла ХФ 12−16 (с учетом заправленного в компрессор масла в количестве 5 кг).

Выполнение работ по раскреплению холодильной машины на транспортных средствах, в таре, в контейнере блока охлаждения и контрольные операции по монтажу холодильной машины регистрировать в журнале пооперационной приемки.

Холодильная машина поставляется опломбированной в законсервированном состоянии. Срок консервации не должен истекать до начала испытаний. При поставке холодильных машин опломбированию подлежат:

1) предохранительные клапаны;

2) укладки ЗИП;

3) баллоны с хладоном.

Предохранительные клапаны регулируются:

1) на конденсаторе — на 1,4 МПа (14 кгс/см²);

2) на испарителе — на 1,05 МПа (10,5 кгс/см²).

Погрузку в контейнер и выгрузку из контейнера холодильной машины выполнять в собранном виде.

К выполнению по подготовке и демонтажу, монтажу и испытаниям холодильной машины допускать квалифицированных рабочих под руководством опытного мастера (бригадира), знающих конструкцию холодильных машин, прошедших специальную подготовку по эксплуатации холодильных машин.

Подготовку холодильных машин к монтажу выполнять на специализированных участках предприятия, занимающихся монтажом и наладкой холодильных машин, работающих на хладоне Ф22.

Помещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией, достаточным электроосвещением, грузоподъемными средствами, телефоном, системами водоснабжения и воздуха низкого давления. Участки должны быть снабжены необходимыми СТО.

При выполнении работ пользоваться чистыми исправными приспособлениями и инструментом. Внутренние полости машин не оставлять открытыми.

Монтаж холодильной машины выполняется под наблюдением представителя завода — изготовителя.

Отходы производства, грязную ветошь после выполнения работ собирать и относить в специально отведенные для этой цели места в цехе.

3.2 Подготовка к монтажу холодильной машины Получить холодильную машину, распаковать ее.

Проверить целостность, комплектность, наличие пломб на предохранительных клапанах и баллонах с хладоном, наличие избыточного давления по мановакуумметрам.

При наличии повреждений холодильной машины, оформить акт в произвольной форме за подписью ОТК для выпуска исполнительной документации на устранение повреждений.

По результатам осмотра для устранения дефектов может быть вызван представитель завода — изготовителя, или может быть направлена рекламация заводу — изготовителю.

После осмотра холодильной машины и устранения дефектов (если таковые были обнаружены) провести испытание машины избыточным давлением.

Коробки соединительные, звонки, блоки управления и блоки приборов осмотреть визуально на предмет обнаружения механических повреждений и направить в соответствующий цех (участок) для монтажа на заказе.

При сорванных пломбах или при регулировании предохранительных клапанов произвести регулировку их следующим образом:

1) свинтить с предохранительного клапана колпак;

2) снять пломбу с пробки нажимной;

3) навинчиванием или свинчиванием пробки нажимной отрегулировать подрыв клапанов:

— на конденсаторе — 1,4 МПа (14 кгс/см²),

— на испарителе — 1,05 МПа (10,5 кгс/см²);

4) опломбировать клапаны.

3.3 Монтаж холодильной машины К началу монтажа должен быть смонтирован, покрашен и принят ОТК фундамент под холодильную машину, каналы для прокладки трубопроводов. Установку фундамента относительно базовых плоскостей проверить измерениями с помощью рулетки, метра.

Расконсервировать холодильную машину. Производственному мастеру проверить расконсервацию.

Используемые при монтаже комплектующие изделия и материалы должны соответствовать указанным в монтажных чертежах и отвечать требованиям, действующих нормативных документов на поставку.

При загрузке на заказ и при перемещении по заказу пользоваться грузоподъемными средствами грузоподъемностью не менее 4500 кг.

Транспортирование, погрузку и выгрузку холодильного агрегата в неупакованном виде производить, предварительно освободив крышки испарителя от изоляции. Производственному мастеру проверить снятие изоляции.

Перед погрузкой машины в контейнер с опорных поверхностей фундамента снять защитные и консервирующие покрытия.

При монтаже соблюдать требования ОСТ 5.4110 и монтажного чертежа.

Монтаж холодильной машины производить на амортизаторах. Для амортизатора типа АКСС между поверхностью планки и подошвой амортизатора не должен проходить щуп 0,2 мм. Предъявить ОТК.

После установки холодильного агрегата изоляцию крышек испарителя установить на место. Производственному мастеру проверить установку.

Трубопроводы монтировать после монтажа механизмов:

1) установить путевую и концевую арматуру;

2) проконтролировать по базовым линиям правильность установки деталей крепления и арматуры;

3) произвести разноску труб по трассе и сборку, временно укрепляя их на болтах и подвесках;

4) у собранного трубопровода проверить параллельность, смещение фланцев и зазоры между ними;

5) проверить зазор между трубами и поверхностями контейнера (после изоляции труб он должен быть не менее 15−20 мм);

6) трубы в местах пересечений должны находиться (после установки изоляции) на расстоянии 15−20 мм друг от друга;

7) после устранения всех недостатков трубопроводы окончательно собрать с установкой прокладок в соединениях труб (паронитовые прокладки перед сборкой фланцев смазать машинным маслом с посыпкой графитом);

8) после монтажа систему трубопроводов испытать на пробное давление.

Производственному мастеру проверить монтаж трубопроводов. Сдать ОТК монтаж трубопроводов.

Подсоединение трубопроводов к амортизированному оборудованию производить с помощью гибких шлангов.

Расширитель подсоединить одним патрубком к нижнему патрубку крышки испарителя, а другим — к трубопроводу подачи охлажденного хладоносителя в систему кондиционирования воздуха.

Верхний патрубок крышки испарителя подсоединить к трубопроводу отепленного хладоносителя из системы кондиционирования воздуха.

Водяные трубопроводы подсоединить к конденсатору холодильного агрегата, обеспечив подачу воды со стороны нижнего патрубка крышки конденсатора.

Производственному мастеру проверить правильность соединения патрубков.

Трубопроводы хладоносителя должны быть испытаны, промыты и заизолированы.

Холодильный агрегат подсоединить к контуру заземления объекта. Подсоединение к контуру заземления производить в специально указанных местах. Сдать ОТК установку заземления.

Сдать ОТК монтаж холодильной машины.

3.4 Испытание холодильной машины после монтажа Холодильную машину после монтажа подвергнуть следующим испытаниям:

1) испытанию на герметичность избыточным давлением 1,25 МПа (12,5 кгс/см²);

2) испытанию вакуумом.

Испытание на герметичность избыточным давлением выполнить в соответствии с технологической картой руководства по эксплуатации холодильной машины.

После испытания избыточным давлением через клапан заполнения снизить давление в машине до 0,2 МПа (2 кгс/см2) и клапан заглушить.

Испытание вакуумом выполнить в период подготовки холодильной машины к пуску в соответствии с технологической картой руководства по эксплуатации.

Сдать ОТК и заказчику испытание на герметичность и испытание вакуумом.

Контрольному мастеру проверить испытание в соответствии с требованиями техпроцесса. [22]

4. Технико-экономическое обоснование проекта

4.1 Расчет численности монтажной бригады Рбр. = Т/(П • fсм • Кн), (4.1)

где: Т — трудоемкость монтажа механизма, н/ч;

П — период монтажа механизма, дни;

fсм — длительность рабочей смены, час.;

Кн — коэффициент выполнения норм.

Трудоемкость монтажа механизма устанавливается на основе разработанной технолого-нормированной карты:

Т = 750 н/ч.

Период монтажа механизма устанавливается технологическим графиком постройки:

П = 18 дней.

Коэффициент выполнения работ принимаем:

Кн = 1,1.

Длительность рабочей смены:

fсм = 8 часов.

Тогда:

Рбр. = 766/(18 • 8 • 1,1) = 4,73. (4.2)

Принимаем численность комплексной бригады монтажников в количестве 5 человек.

4.2 Технологический процесс монтажа холодильной машины Табл. 4.1 — Технологический процесс монтажа холодильной машины

Рисунок 4.1 — Сетевой график монтажа холодильной машины

4.3 Расчет полной себестоимости монтажа холодильной машины Данные для расчета берутся из согласованного и утвержденного генеральным директором предприятия справочника: «Укрупненные нормативы времени на монтаж вспомогательных механизмов и оборудования». Совокупность материальных и трудовых затрат в денежном выражении необходимых для производства и реализации продукции называется себестоимостью. [23]

Сц=См+Спд+Зпр+Цр Где Сц — цеховая себестоимость монтажа См — стоимость основных материалов своего производства;

Спд — стоимость покупных комплектующих деталей;

Зпр — прямая заработная плата основных рабочих;

Цр — цеховые расходы на монтаж.

стоимость основных материалов своего производства на монтаж:

крепеж — 1000 руб.

фундамент — 3000 руб.

рама — 4500 руб.

итого 8500 руб.

стоимость покупных комплектующих деталей: амортизаторы АКСС — 2500 руб.

расчет фонда заработной платы 5 монтажников.

Средний разряд монтажников — 3,5

Трудоемкость работ — 766 нч

Средняя стоимость одного нормо-часа основной зарплаты рабочего — 18,16 руб.

ОЗП — основная заработная плата

ОЗП=С+Д+П,

Где С — сдельный заработок;

С=Т· S=766·18,16=13 910 руб.

Д — доплаты;

Д=0,1· С=0,1·13 910=1391 руб.

П — премия;

П=0,25· С=0,25·13 910=3478 руб.

ОЗП=13 910+1391+3478=18 780 руб.

ОЗПрк — основная заработная плата с учетом районного коэффициента.

ОЗПрк=1,4· ОЗП=1,4·18 780=26290 руб.

ДЗП — дополнительная заработная плата

ДЗП=1,35· ОЗП=1,35·18 780=25350 руб.

Отчисления на социальные нужды, пенсионный фонд — 28%, медстрахование — 3,6%, в фонд занятости — 1,5%, в социальное страхование — 5,4%.

ОСН=0,385· (ОЗПрк+ДЗП)=0,385·(26 290+25350)= 19 880 руб.

Фонд зарплаты 5 монтажников.

ФЗ/П= 5(ОЗПрк+ДЗП-Осн)=5(26 290+25350−19 880) =158 800 руб.

цеховые расходы на монтаж

Цр=3,21· ОЗП=3,21·18 780=60280 руб.

цеховая себестоимость монтажа

Сц=8500+2500+158 800+60280=230 100 руб.

расходы на содержание и эксплуатацию оборудования: затраты на текущий ремонт производственного и подъемо-транспортного оборудования, рабочих мест, амортизация оборудования, транспортных средств.

РСО — 161% от ОЗПрк

РСО=1,61· 26 290=42330 руб.

общезаводские расходы

Ор=403% от ОЗПрк

Ор = 4,03· 26 290=105900 руб.

производственная себестоимость

Пс= Сц+РСО+Ор=230 100+42330+105 900=378300 руб.

непроизводственные расходы:

стоимость тары, отчисление на социальное страхование работников складов, амортизация содержания складских помещений Нр=0,1· Пс=0,1·378 300=37830 руб.

полная себестоимость.

Сп= Пс+ Нр=378 300+37830=416 100 руб.

5. Охрана труда. Охрана окружающей среды

5.1 Общие требования безопасности При изготовлении, эксплуатации, ремонте и техническом обслуживании холодильной машины могут возникнуть следующие опасные и вредные производственные факторы:

— поражение электрическим током;

— разрушение трубопроводов при гидравлических испытаниях;

— травмы головы и других частей тела при работе в условиях затесненности;

— травмы при погрузке и монтаже, при транспортировании крановым оборудованием и дорожным транспортом в связи с большими габаритами и весом холодильной машины;

— токсичные лакокрасочные материалы и хладагент, действующие на работающих через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожные покровы и слизистые оболочки.

Ответственность за организацию и безопасное проведение работ по монтажу холодильной машины должна быть возложена на ответственного сдатчика и на руководителя работ участка, которым подчиняются все участники работ.

При транспортировании автомобильным и железнодорожным транспортом холодильная машина должна быть установлена на горизонтальную ровную платформу и закреплена по требованию лиц, ответственных за транспортирование, при этом скорость движения автомобиля-тягача не должна превышать 20 км/ч.

Требования безопасности при транспортировании установки по ОСТ.0241−786.

Ответственность за безопасное производство работ по перемещению холодильной машины краном возлагается на ответственного сдатчика и на руководителя работ участка, которым подчиняются все участники работ.

Ответственность за безопасное производство работ по перемещению холодильной машины краном возлагается на мастера такелажных работ, который непосредственно руководит работой кранов и такелажников. Подъемные средства и стрелы, применяемые при такелажных работах, должны иметь клейма или удостоверение, подтверждающее их пригодность к работе.

При погрузке механизмы стропить в соответствии со схемой, разработанной в технологической службе завода, стальными тросами, проверенными на допускаемую грузоподъемность. При наличии более 10% лопнувших проволок применять трос категорически запрещено.

Транспортирование установки кранами могут производить только лица обученные, аттестованные, с соответствующим удостоверением по «Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», при этом грузоподъемность тросов должна быть не менее 15 тонн.

Запрещается стоять под перемещаемой краном холодильной машиной.

К выполнению работ по монтажу холодильной машины допускаются рабочие, прошедшие обучение, аттестацию в квалификационной комиссии и допущенные к выполнению работ по монтажу оборудования, механизмов и к проведению гидравлических испытаний не ниже третьего разряда и не моложе 18-ти лет.

Перед началом работ по монтажу холодильной машины ответственное лицо должно провести инструктаж с работниками, занятыми в этих работах о способах безопасного выполнения работ с оформлением в журнале по соответствующей форме.

Проложить связь между работающими снаружи и внутри контейнера, во время погрузки холодильной машины в контейнер, с помощью автономной микротелефонной гарнитуры или с помощью переговорных раций.

Нахождение лиц, не занятых работами по монтажу холодильной машины в районах работ не допускается.

Рабочие места должны иметь освещенность не менее 150 люкс, должно быть установлено временное освещение 36 В и переносное 12 В, электроинструмент должен быть заземлен.

При работе с маслами типа ХС-40 по ТУ 3 840 151 принимать индивидуальные средства защиты: рукавицы с защитным покрытием по ГОСТ 12.4.010−75 или защитные мази, пасты; специальную одежду по ГОСТ 12.4.111−82, ГОСТ 12.4.112−82.

При разливе масла необходимо собрать его в отдельную тару, место разлива протереть ветошью. При разливе на открытой площадке, место разлива засыпать песком с последующим удалением.

Для защиты органов дыхания при работе с уайт-спиритом в помещении установки рабочие обязаны работать в респираторах, фильтрующих универсальных ФУ-31А;

Для защиты рук при работе с уайт-спиритом применять перчатки резиновые ГОСТ 20 010–74.

Для защиты от травм головы и других частей тела при монтаже все рабочие обязаны быть в спецодежде согласно установленным на предприятии нормам и обязательно носить защитную каску по ТУ5.978−4253−77;

Для защиты рабочих от разрушений трубопроводов установки при гидравлических испытаниях необходимо:

— испытать все трубы после изготовления на прочность в цеховых условиях рабочим давлением 1,5 Мпа на специальном стенде рабочими спецучастка;

— испытать трубы с монтажными сварными стыками (на установке) гидравлическим давлением 1,5 МПа ручным насосом в течение не менее 5 минут, после чего давление снизить до 1,0 МПа и произвести осмотр испытываемых труб на отсутствие течи, потения, разрывов и остаточных деформаций;

— при испытаниях труб и систем установки в целом на плотность, а также при эксплуатации установки не допускается наличие фланцевых соединений, у которых не затянуты все болты и гайки.

При монтаже холодильных машин и проведении гидравлических испытаний полостей персонал должен пользоваться наголовными прозрачными щитками марки ИТВ-1, маски защитные С-40 с прозрачными экранами ТУ 64−1-456−76;

К работам по монтажу холодильных машин допускаются ИТР (мастера и старшие мастера) и рабочие, изучившие раздел «Требования по технике безопасности» и прошедшие проверку знаний в соответствии с «Руководящими материалами по организации и проведению проверок правил ТБ и ПС» № 67−59−188−84. [24]

5.2 Указание мер безопасности при эксплуатации холодильной установки К работе с холодильной установкой допускаются лица не моложе 18 лет, не имеющие медицинских противопоказаний, прошедшие периодический инструктаж по технике безопасности, имеющие навыки работы с гидрооборудованием, электронасосами, имеющие квалификацию слесаря-монтажника не ниже III разряда, знакомые с устройством, принципом работы и методами безопасной эксплуатации установки.

В помещении холодильной машины на видном месте должны находиться противогаз и аптечка, содержащая стерильный материал, нашатырный спирт, валериановые капли, двууглекислая сода и др.

Подключение установки к источникам электропитания для обеспечения работы, заземления установки, техническое профилактическое обслуживание и ремонт электрооборудования должны выполнять лица (электрики), имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже IV. Подключение установки к источникам электропитания производить только по указанию и разрешению энергетика объекта.

Все работы, выполняемые на установке, связанные с подачей напряжения в электрическую сеть, электроинструмент при изготовлении, эксплуатации, ремонте и техническом обслуживании напряжением свыше 36 В производить только с заземленным корпусом.

При эксплуатации установки оператору запрещается открывать дверцы силовых щитов, крышки электроаппаратов.

После принятия установки в эксплуатацию, по цеху должен быть издан приказ с указанием фамилии, имени, отчества и занимаемой должности лица, ответственного за исправное техническое состояние, готовность к работе, периодичность и качественное проведение ремонта и технического обслуживания, за правильную и безопасную эксплуатацию установки, а также список лиц обслуживающего персонала (операторов), допущенного к эксплуатации установки. Копия приказа должна быть обернута прозрачной пленкой и прикреплена внутри помещения установки над входной дверью.

Ответственное лицо осуществляет эксплуатацию, ремонт, техническое обслуживание, поддержание в постоянной готовности к работе и ведет всю эксплуатационную документацию установки при помощи технической службы цеха.

Периодический инструктаж рабочих, занятых эксплуатацией, ремонтом и техническим обслуживанием установки, производить в установленном на предприятии порядке.

Для удобства ориентирования обслуживающего персонала в схеме холодильной установки на трубопроводы наносятся отличительные знаки различного цвета:

фреоновые: всасывающие — синий; жидкостные — серебристый; нагнетательные — красно — коричневый;

хладоносителя: подающие и обратные — коричневый;

забортной воды: подающие и обратные — зеленый.

Отличительные знаки — кольца, соответствующего цвета, нанесенные на основную окраску трубопроводов.

Запрещается входить в помещение, наполненное газообразным холодильным агентом, без противогаза, а также работать там в одиночку.

При внезапном прорыве хладагента и заполнении им контейнера немедленно надеть противогаз и, включив аварийную вентиляцию, отсечь участок прорыва от системы, а также принять все меры по ликвидации аварии.

Для защиты от поражения электрическим током оператору, производящему эксплуатацию установки, запрещается работать с незаземленным корпусом, открывать дверцы силовых щитов и крышки электроаппаратов; все работы, связанные с наличием напряжения, должны выполнять только электрики с квалификационной группой по электробезопасности не ниже IV; в качестве средств индивидуальной защиты использовать перчатки резиновые диэлектрические безшовные и резиновый ковер, имеющийся в установке.

При эксплуатации установки, во время работы механизмов, обслуживающему персоналу запрещается:

— допускать в помещение установки посторонних лиц;

— вносить изменения в программу работы установки по назначению без указаний администрации;

— отключать автоматическую защиту электронасосов;

— выполнять ремонт или техническое обслуживание механизмов работающей установки;

— подтягивать соединения трубопроводов, находящихся под давлением;

— открывать дверцы и крышки электроаппаратов, вскрывать кабельные соединения;

— курить, пользоваться открытым пламенем, спать, принимать пищу.

Работу установки прекратить, электропитание механизмов отключить в случае:

— возникновения пожара в цехе, объекте, заказе или самой установке;

— нарушения герметичности трубопроводов;

— отказа контрольно-измерительных приборов установки;

— отказа и поломки механизмов установки;

— отключение электроэнергии на питание установки и освещение;

— в других аналогичных ситуациях.

Возобновление работы установки после остановки допускается только после выяснения причин возникновения неисправностей, устранения их по указанию ответственного лица Ответственность за правильную безопасную эксплуатацию установки, своевременное и качественное проведение ремонтов и технического обслуживания, поддержание установки в постоянной готовности к действию, оформление и ведение всей необходимой документации, соблюдение требований безопасности и требований паспорта возлагается на ответственное лицо, а в целом на администрацию цеха, эксплуатирующего установку. [24]

5.3 Требования по охране окружающей среды при выполнении монтажа холодильной машины

5.3.1 Охрана окружающей среды при промывке деталей арматуры Самый используемый материал, применяемый для промывки деталей арматуры перед сборкой для чистоты, уайт-спирит.

Отходы технологического процесса: пары уайт-спирита, грязная бязь.

Мероприятия по сокращению выбросов вредных веществ: утилизация грязной бязи, ветоши производится путём сбора в специальные контейнеры в порядке, установленном предприятием. При планировании утилизации отходов производства необходимо в первую очередь руководствоваться рядом федеральных законов по защите окружающей среды, а именно: Законом об охране окружающей среды № 7-ФЗ от 10.01.02г; Законом об охране атмосферного воздуха № 96-ФЗ от 4.05.99 г; Водным кодексом РФ № 167-ФЗ от 16.11.95 г; Законом «Об отходах производства и потребления» № 89-ФЗ от 24.06.98 г.

Уайт-спирит (нефрас С4−155/200 ГОСТ 3134) легковоспламеняющийся продукт II категории, по степени воздействия на организм относится к веществам 4 класса опасности, ПДК паров в воздухе рабочей зоны-300 мг/кбм.

При вдыхании паров уайт-спирита в концентрации, превышающей ПДК, могут возникнуть головная боль, раздражение слизистых оболочек глаза, кашель, а попадание на кожу может вызвать зуд, сухость и экземы.

Для защиты от воздействия этилового спирта используют шланговые противогазы и пасту для защиты рук — «биологические перчатки» .

Накопление газообразного азота вызывает явление кислородной недостаточности и удушья. Содержание кислорода в воздухе рабочей зоны должно быть не менее 19%.

Аргон нетоксичен и невзрывоопасен. Газообразный аргон тяжелее воздуха и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола и в приямках. При этом снижается содержание кислорода.

5.3.2 Охрана окружающей среды при эксплуатации холодильной машины Помещение холодильной машины должно быть оборудовано приточно-вытяжной системой вентиляции, которая состоит из двух отдельных систем — приточной и вытяжной, которые одновременно подают в помещение чистый воздух и удаляют из него загрязненный. Вытяжной воздуховод системы вентиляции должен быть расположен так, чтобы его приемные концевики находились ближе к полу помещения.

Помещение холодильной машины должно быть оборудовано аварийной системой вентиляции, обеспечивающей двадцатикратный воздухообмен. Аварийная система вентиляции оборудована фильтрами — уловителями, уменьшающими выброс газообразного хладагента в окружающую среду, так как хладагентом холодильной машины является токсичный хладон — 22.

Фреон — 22 (CHClF2) — галоидная производная насыщенных углеводородов. Это — бесцветный газ со слабым запахом хлороформа. Он не горит, невзрывоопасен, слаботоксичен, тяжелее воздуха, испаряется при сравнительно низких температурах в нормальных условиях.

Фреон — 22 по степени воздействия на организм относится к веществам 3 класса опасности, ПДК паров в воздухе рабочей зоны — 150 мг/кбм.

При попадании жидкого фреона на кожу во избежание отмораживания следует окунуть пораженный участок в теплую воду 308−313 К на 5−10 минут.

При отравлении парами фреона рекомендуется вдыхать нашатырный спирт. Пострадавшего необходимо вывести из помещения, переодеть и дать вдыхать кислород в течение 30−40 минут.

При появлении раздражения слизистых оболочек после отравления фреоном рекомендуется полоскание 2% раствором соды или водой. Независимо от состояния пострадавшего необходимо отправить к врачу. [25]

1. В. А. Стенин, А. Я. Альпин Проектирование судовых двигателей внутреннего сгорания.

2. Артемов Г. А., Волошин В. П., Захаров Ю. В., Шквар А. Я. Судовые энергетические установки. — Л.: Судостроение, 1987.

3. Дмитриев В. А. Детали машин. — Л.: Судостроение, 1970.

4. Нестеров Ю. Ф. Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха. — М.: Транспорт, 1991 г.

5. Захаров Ю. В. Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины. — Л.: Судостроение, 1979 г.

6. Кострюков В. А. Отопление и вентиляция, ч. 2 Вентиляция. — М.: Издательство литературы по строительству, 1965 г.

7. Нестеренко Л. В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. — М.: Высшая школа, 1962 г.

8. Селиверстов В. М. Расчеты судовых систем кондиционирования воздуха. — Л.: Судостроение, 1971 г.

9. Петров Ю. С. Вентиляция и кондиционирование воздуха. — Л.: Судостроение, 1984 г.

10. Петров Ю. С. Технология ремонта судовых холодильных установок. — М.: Пищевая промышленность, 1980 г.

11. Ананьев В. А. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. — М.: Евроклимат, 2000 г.

12. Богданов С. Н., Иванов О. П., Куприянова А. В. Холодильная техника.

Свойства веществ. Справочник. — Л.: Машиностроение, 1976 г.

13. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под ред. Щекина Р. В. — Киев: Будивельник, 1968 г.

14. СНиП 2.04.05−91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1991 г.

15. Ф. Крейт, У. Блейк Основы теплопередачи. — М.: Мир, 1983 г.

16. Воздухоохладители систем кондиционирования воздуха. ОСТВ5.5532−83.

17. Воздухоохладительные установки типа УВО-QБ-2 и УВО-QВ-2 ТУ.

18. Воздухоохладители систем кондиционирования воздуха типа ОВВМ. Технические условия. ВПИЕ.65 174.100 ТУ.

19. Установки холодильные судовых систем кондиционирования воздуха и системы хладоносителя и охлаждения забортной водой холодильных установок. Правила проектирования. РД5.5161−90.

20. Методика гидравлических расчетов судовых разветвленных трубопроводов. РД 5.76. 038−84.

21. Никитин В. С., Матвиенко С. И. Проектирование общесудовых систем. — Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 1996 г.

22. Тыркин Б. А., Шумаков В. В. Монтаж компрессоров, насосов и вентиляторов. — М.: Высшая школа, 1985 г.

23. Пышный В. В. Лабораторный практикум по курсу Организация нормирования и оплаты труда. Методические указания к выполнению лабораторных работ. — Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 1998 г.

24. Кузьменко В. К. Охрана труда в судостроении. — Л.: Судостроение, 1985 г.

25. Бродская Н. А., Воробьев О. Г., Николайкин Н. И. Практикум по инженерной защите окружающей среды. — Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 1999 г.