- •Федеральное агентство по рыболовству
- •Введение
- •1. Краткая История создания систем кондиционирования воздуха
- •2. Задачи кондиционирования воздуха и нормы климата
- •Контрольные вопросы
- •3. Термодинамические свойства влажного воздуха
- •3.1. Основные параметры и характеристики сухого и влажного воздуха
- •Водяной пар
- •Паровоздушная смесь
- •Контрольные вопросы
- •4. Санитарно-гигиенические основы кондиционирования воздуха
- •4.1. Методы определения относительной влажности
- •4.2.Современные приборы измерения параметров воздуха
- •4.3. Оптимальные параметры окружающего воздуха для различных видов нагрузки
- •Результирующие температуры, °с
- •Метеорологические нормы микроклимата судовых помещений
- •Контрольные вопросы
- •5. Тепло-, массо- и воздухообмен в скв
- •5.1. Расчет теплового и влажностного балансов в помещении
- •5.2. Определение теплопритоков в помещении при различных наружных и внутренних условиях
- •5.3. Выделение тепла, влажности и газов в производственном помещении
- •5.3.1. Определение теплопритоков
- •5.3.2. Влагопоступление в помещении
- •5.3.3. Расчет газопоступлений в помещении
- •Количество углекислого газа, выделяемого людьми
- •Контрольные вопросы
- •6. Методы обработки воздуха
- •6.1. Тепло- и влагообмен между воздухом и водой
- •6.2. Построение процессов изменения состояния влажного воздуха на d-I-диаграмме
- •6.3. Нагревание воздуха
- •6.4. Охлаждение воздуха
- •6.5. Осушение воздуха
- •6.6. Увлажнение воздуха
- •Значение коэффициента эффективности е
- •6.7. Воздухонагреватели и воздухоохладители судовых систем кондиционирования воздуха
- •6.8. Фильтрация воздуха в системах кондиционирования
- •7. Системы кондиционирования воздуха
- •7.1. Классификация систем кондиционирования воздуха
- •7.2. Краткая характеристика кондиционеров воздуха
- •7.3. Принцип работы кондиционера
- •7.4. Хладагенты.
- •7.5. Судовые системы кондиционирования
- •8. Газодинамический расчет систем
- •8.1. Определение потерь давления в системах
- •8.2. Вентиляторы
- •8.3. Воздухораспределители
- •8.4. Шумоглушители
- •8.5 Теплоутилизационные установки
- •Библиографический список
- •Оглавление
Значение коэффициента эффективности е
Число рядов в камерах |
Е |
Один, установленный по ходу воздуха |
0,6-0,7 |
Один, установленный против хода воздуха |
0,65-0,75 |
Два – один по ходу, другой против хода воздуха |
0,9-0,95 |
Два – по ходу воздуха |
0,85-0,9 |
Два – против хода воздуха |
0,9-0,95 |
Три – один по ходу и два против хода воздуха |
1,0 |
Влажность воздуха, выходящего из камеры, зависит от начальной влажности н воздуха.
Сопротивление каплеуловителя:
Н = m ∙ ,
где m – число пластин, образующих каплеуловитель; – коэффициент сопротивления одной пластины; – скорость движения воздуха, м/с; – удельный вес воды, кг/м3; g – количество воды, кг/ч.
Увлажнение воздуха подмешиванием пара
Увлажнение воздуха может осуществляться путем подмешивания к нему водяного пара. На d-i-диаграмме этот процесс изображается (рис. 32) лучом процесса 1-2.
Увлажнение воздуха подмешиванием насыщенного пара умеренного давления сопровождается незначительным повышением температуры воздуха.
Сам процесс увлажнения проходит в увлажнительной камере, где устанавливают отрезок трубы с отверстиями, через которые пар поступает в поток воздуха и быстро перемешивается с ним, образуя однородную смесь.
Рис. 32. Процессы увлажнения воздуха паром (1-2) и тонко распыленной водой (1-2') – в камере
На судах для увлажнения обрабатываемого воздуха применяют специальные устройства. Паровые увлажнительные устройства имеют небольшие габариты. Их устанавливают между воздухонагревателями первичного и вторичного подогрева. Недостаток пароувлажнителей: шум, вызываемый дросселированием и истечением пара; воздух может приобретать запах энергетических установок.
Применяют два типа конструкций паровых увлажнителей: с тепловой защитой паровой трубки и без нее (рис. 33). В основном, используются в системах кондиционирования воздуха без тепловой защиты.
Рис. 33. Паровой увлажнитель без тепловой защиты: 1 – гайка; 2 – диафрагма; 3 – фланец; 4 – трубка; 5 – фланец крепления к корпусу кондиционера; 6 – шумоглушитель; L – длина рабочей трубки
Ф
Рис.
34. Пароувлажнитель
6.7. Воздухонагреватели и воздухоохладители судовых систем кондиционирования воздуха
Воздухонагреватели
В судовых установках кондиционирования воздуха применяют нагреватели воздуха трех типов: паровые водяные и электрические.
Паровые и водяные воздухонагреватели обычно используют в неавтономных центральных, групповых и местных кондиционерах, а также в каютных доводочных воздухораспределителях (водяные).
Электрические воздухонагреватели обычно набираются из прямых или петлеобразных трубчатых электронагревательных элементов (ТЭН). Они используются в основном в судовых автономных кондиционерах, а также в местных, групповых и в каютных доводочных воздухораспределителях.
На морских транспортных, пассажирских и других судах наиболее экономичны и целесообразны водяные или паровые воздухонагреватели, вторые – вдвое компактнее первых. Применение электрических воздухонагревателей связано с большим расходом электроэнергии.
В судовых системах кондиционирования воздуха большое распространение получили паровые петлевые воздухонагреватели типа НВП с трубками, имеющими спирально-навивное оребрение, а также охладители – нагреватели воздуха с трубными досками типа ОНВ. В качестве воздухонагревателей используют также петлевые охладители воздуха типа ОВП.
На рис. 35 показано устройство и габаритные размеры паровых воздухонагревателей типа ВНП, встраиваемых в центральные кондиционеры типа «Бриз» и «Пассат»
Эти паровые воздухонагреватели имеют от 9 до 20 трубок в ряду и два ряда по ходу воздуха. Их поверхность теплообмена Fн соответственно 3,63-14,8 м2. Расчетная температура воздуха перед ВН1 – 25 °С, а перед ВН2 18 °С. Аэродинамическое сопротивление этих воздухонагревателей в номинальном режиме работы 5-18 кг/м2.
Устройство водяных воздухонагревателей типа ВНВ с поверхностью теплообмена из унифицированных секций для кондиционеров типа «Муссон». Если в паровых воздухонагревателях достаточно двух рядов труб по ходу воздуха, то в водяных – их должно быть четыре.
Рис. 35. Устройство парового воздухонагревателя типа ВНП: 1, 2 – коллекторы; 3 – фланец; 4 – стенка боковая; 5 – переходник; 6, 7 – коллекторы; 8, 13 – трубные доски; 9 – штуцер; 10, 11 – десяти- и шеститрубная секции; 12 – калач
На рис. 36 показано устройство электрического воздухонагревателя для судовых местных кондиционеров. Такие нагреватели компонуют из U-образных или прямолинейных трубчатых электронагревательных элементов ТЭНов. Они работают на переменном или постоянном токе. В судовых воздухонагревателях используют гладкотрубные и оребренные ТЭНы, обычно с наружным диаметром трубки 10 или 12,5 мм.
Рис. 36. Устройство электронагревателя воздуха местного кондиционера: 1 – корпус; 2 – сальники; 3 – перемычка; 4 – нагревательный элемент; 5 – прокладка; 6 – панель
Воздухоохладители
Охлаждение и осушение воздуха в летний период осуществляется в воздухоохладителях. Они делятся на две группы: контактные, в которых воздух охлаждается и осушается при непосредственном контакте с хладоносителем (водой, рассолом) и поверхностные воздухоохладители в которых воздух и хладоноситель отделены один от другого поверхностью.
Третья группа – это детандеры, в которых осушение и охлаждение воздуха происходит за счет его расширения. Они входят в состав воздушных турбокомпрессорных кондиционеров. Принципиальные схемы устройства основных типов воздухоохладителей изображены на рис. 37.
Первые а, б, в, г – контактные воздухоохладители, д – поверхностный.
Вода охлаждается за счет кипящего хладагента в змеевике. Оросительные воздухоохладители применялись в прошлом. Они больших габаритов и большого аэродинамического сопротивления.
Пенный тип, работает за счет встречи воздушного потока и воды на решетке, где создается при определенных скоростях сред пенный режим. Высота слоя пены над решеткой может составлять 30-700 мм.
Циклонные аппараты. Здесь воздух подается через улитку, где закручивается. Вода подается сверху разбрызгивателем. Создается пенный эффект.
Рис. 37. Основные типы воздухоохладителей: а – форсуночный; б – оросительный; в – пенный; г – циклонно-пенный; д – поверхностный; В1 и В2 – воздух на входе и выходе из аппарата; w1 и w2 – хладоноситель (вода) на входе и выходе из аппарата. 1 – корпус; 2 – форсунки; 3 – каплеуловитель; 4 – поддон; 5 – насос; 6 – смесительный клапан; 7 – фарфоровые кольца Рашига; 8 – змеевик; 9 – решетка; 10 – слив пульпы; 11 – улитка; 12 – разбрызгиватель; 13 – устройство; 14 – поверхностный теплообменник; 15 – слив
Поверхностные воздухоохладители. Воздух в них охлаждается и осушается при обеспечении температуры поверхности теплообмена ниже точки росы поступающего в воздухоохладитель воздуха. Это достигается подачей в трубки достаточно холодного хладоносителя.
Поверхностные воздухоохладители значительно компактнее контактных. Поэтому они очень широко применяются в СКВ. Поверхностные воздухоохладители непосредственного охлаждения приведены на рис. 38.
Рис. 38. Устройство воздухоохладителя непосредственного испарения центральных кондиционеров типа «Экватор» и «Бриз»
1, 10 – передние и задние трубные доски; 2-распределитель «паук»;
3 – калачи; 4 – фланцы; 5 – коллектор; 6 – боковой лист; 7 – ручки;
8 – шеститрубные секции; 9 – десятитрубные секции