hệ thống thông gió và điều hòa không khí

Chương 8 HỆ THỐNG THÔNG GIÓ VÀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 8.1. VAI TRÒ VÀ CÁC DẠNG THÔNG GIÓ Hệ thống thông gió dùng để thải nhiệt dư thừa, hơi ẩm và các khí có hại khỏi các khoang của tàu bằng cách đẩy không khí tươi ở bên ngoài vào chúng và thải khí bẩn ra. Theo nguyên tắc hoạt động, hệ thống thông gió bao gồm: thông gió tự nhiên và thông gió cưỡng bức (nhân tạo). Trong các khoang riêng biệt có thể sử dụng đồng thời thông gió tự nhiên và nhân tạo, được gọi là thông gió hỗn hợp. Ở thông gió tự nhiên, sự thay đổi không khí trong buồng được thực hiện bằng cách tự nhiên do chênh lệch trọng lượng riêng của không khí nóng và lạnh hoặc do năng lượng động học của dòng không khí bao quanh con tàu, còn ở thông gió nhân tạo - nhờ các quạt gió. Vì các quạt gió khi làm việc gây ồn, nên chúng không được đặt ở các phòng ở và phục vụ. Khi đặt chúng ở các hành lang, người ta thiết kế các rào cách âm đặc biệt. Các quạt gió thường được đặt trên các giảm xóc và nối với các đường dẫn bằng các vòng bít mềm. Không phụ thuộc vào nguyên tắc hoạt động, thông gió tự nhiên hay cưỡng bức, thông gió có 3 kiểu: thổi vào, hút ra và thổi vào - hút ra (hỗn hợp). - Nhờ có thông gió thổi vào, không khí tươi được đưa vào buồng và tạo ra cột áp nào đó, nhờ nó mà không khí đã bị bẩn đi ra khỏi phòng. - Ở thông gió hút ra, diễn ra quá trình ngược lại: không khí bị bẩn được hút ra nhờ hệ thống thông gió và ở trong buồng tạo ra sự loãng không khí, nhờ nó mà không khí sạch vào buồng. - Thông gió thổi vào - hút ra (hỗn hợp) là kết hợp của hai loại trên. Nó được sử dụng ở nhiều buồng trên tàu với mục đích tạo ra sự thay đổi không khí mạnh hơn. Trong thông gió tự nhiên, để thực hiện nạp vào, người ta dùng chụp quay nạp vào có ba mặt (hình 8.1, a), còn để hút ra - sử dụng chụp quay hình tròn XA- GI (hình 8.1, b). Sự làm việc của các chụp quay này không phụ thuộc vào hướng gió. Ngoài ra, 1 trong thông gió tự nhiên còn dùng mặt khỉ hứng gió - để hút gió vào và ống gió đẩy na-val - để hút gió ra cũng như các cửa sổ, cửa trần, v.v. Để cho các đầu của các chụp quay tự do thoát gió (cho gió chảy qua tự do), chúng được đặt ở độ cao 0,6 ÷ 0,8 m cao hơn các kiến trúc bên cạnh của thượng tầng. Hệ thống thông gió, tuỳ thuộc vào buồng mà nó phục vụ, có thể được phân thành các nhóm sau: Thông gió chung toàn tàu, phục vụ các buồng ở, nhà bếp, nhà tắm, giặt, v.v. Thông gió buồng máy Thông gió các buồng máy lạnh Thông gió buồng bơm của tàu dầu Thông gió buồng ắc qui. Hệ thống thông gió được thực hiện theo nguyên tắc độc lập hoặc phân nhóm. Nguyên tắc phân nhóm được dùng cho các buồng có cùng các thông số của không khí và đặc điểm sự toả (phát tán) các chất độc hại. Nguyên tắc độc lập được dùng để thông gió các buồng thể tích lớn (các hầm hàng, buồng máy, các buồng sản xuất, phòng chiếu phim v.v.) cũng như các phòng như ắc qui, hút thuốc, buồng các bơm hàng trên tàu dầu, phòng cách ly, y tế v.v. d) c ) b) Hình 8.1. Sơ đồ mặt khỉ hứng gió và ống gió đẩy na -val a - ống gió đẩy na -val; b - mặt khỉ hứng gió khi làm việc hút gió ra; c - mặt kh ỉ hứng gió khi làm việc nạp gió vào; d - ống gió đẩy na -val có cái hãm tay và l ướ i chắn rác 1 - ống cố định; 2 - ống quay; 3 - lưới chắn rác; 4 - cái hãm tay Hình 8.2. Các thiết bị lấy g i ó a - chụp quay ba mặt; b - chụp quay hình tròn XA-GI 8.2. THÔNG GIÓ CHUNG CHO TÀU 8.2.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống Thông gió chung toàn tàu được trang bị cho các phòng ở, buồng phục vụ và sinh hoạt. Thông gió các buồng trên tàu thường thực hiện theo sơ đồ sau: cấp không khí vào buồng, lối ra của nó qua các lưới cửa vào các hành lang, từ hành lang qua các lưới cửa vào các hệ thống vệ sinh và buồng tắm, từ buồng tắm và hệ thống vệ sinh ra ngoài (thông gió nhân tạo). Sơ đồ nguyên lý của hệ thống thông gió các buồng ở, sinh hoạt, y tế của tàu khách được trình bày ở hình 8.2. Như đã thấy trên hình, các quạt gió được đặt ở buồng riêng. Các đường ống chính nằm ở các hành lang. Không khí vào các buồng được phục vụ theo các kênh, chúng kết thúc bằng thiết bị phân phối khí bảo đảm việc phân tán dòng và cho phép thay đổi hướng chuyển động của nó. Thiết bị phân phối không khí, điều chỉnh hướng và cường độ dòng không khí. Sự lắp đặt chúng trong các phòng được cho phép ở trên trần cũng như trên các vách ngang, trên các giường ở đầu giường hay ở dưới chân. Để thải các khí ra khỏi các buồng có các lưới ở các cửa và trên tường. 8.2.2. Tính toán hệ thống thông gió chung cho tàu Người ta tính toán không khí trao đổi của thông gió chung toàn tàu theo các chỉ tiêu đưa ra bởi Qui phạm. Tính toán được thực hiện theo công thức L = M , (8.1) m B − m H ở đây: M - lượng a-xít các-bon-níc toả ra do một người, lít/phút. 0 m B - nồng độ cho phép của khí a-xít các-bon-níc trong buồng, lít/m 3 . m B - nồng độ cho phép của khí a-xít các-bon-níc bên ngoài, lít/m 3 . Hình 8.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống thông gió cho các buồng trên tàu. Chỗ để hút khí nạp được người ta chọn ở vùng nó bị bẩn ít nhất do các sản vật thông gió và sản xuất ở xung quanh (ống khói, các chụp quay ở ống khhói v.v.). Trong trường hợp hút không khí từ vùng bị bẩn (ví dụ: bụi khi xếp dỡ hàng hoá, khí và mùi khi bơm chuyển hàng là các sản phẩm dầu), trong hệ thống người ta lắp phin lọc vệ sinh chống bụi và phin hấp thụ các khí có hại. Sản lượng của thông gió nạp vào của các phòng ở và phòng phục vụ được xác định từ điều kiện hoà tan nhiệt lượng dư thừa tỏa ra trong thời gian mùa hè theo công thức: L = Q I R B = Q I R B , m 3 /g. (8.2) C . γ . ( t B − t H ) C.γ.∆t ở đây: Q IRB - để hoà tan nhiệt toả ra dư thừa, kcal/g. t B - nhiệt độ không khí trong buồng, 0 C. t H - nhiệt độ không khí bên ngoài, 0 C. ∆t - độ chênh nhiệt độ giữa không khí bên trong và bên ngoài buồng, 0 C. γ - khối lượng riêng của không khí bên ngoài, kg/m 3 . C - nhiệt dung riêng của không khí bên ngoài, kcal/kg.độ. Theo luật vệ sinh, độ chênh nhiệt độ ∆t = t B - t H không vượt quá 3 0 C. Cần phải để ý rằng, không khí bên ngoài khi đi qua quạt gió và các đường ống bị sấy nóng lên một ít ( sấy nóng có hại ). Điều này đôi khi cũng được tính đến trong tính toán khi tăng t H ở công thức ( 109 ) lên khoảng 1 0 C. Lượng nhiệt dư thừa toả ra không khí của các bường được xác định theo biểu thức sau: (8.3) Q IZB = Q LUG + Q 0CB + Q PAG , kcal/g. ở đây: Q LUG - nhiệt tỏa ra “ trông thấy” của người, kcal/g. Q 0CB - nhiệt truyền vào buồng do các vật nhân tạo, kcal/g. Q PAG - nhiệt mang vào buồng do bức xạ mặt trời, kcal/g. Lượng nhiệt tỏa ra từ các đền điện chiếu sáng công suất N OCB , kW được tính theo công thức: Q OCB = 860.N OCB kcal/g. (8.4) Nhiệt mang vào phòng do các tia bức xạ mặt trời bao gồm nhiệt truyền qua các bề mặt thủy tinh Q OCT và vách ngăn ( trần, mạn và vách ngoài ) Q OGR , tức là: Q PAG = Q OCT + Q OGR , kcal/g. (8.5) ở đây: Q OCT = q P .β.F OCT , kcal/g. (8.6) Q OGR = k .q P .ε.F OGR , kcal/g. (8.7) α H q P - ứng suất của bức xạ mặt trời, kcal/m 2 .giờ. β - hệ số thấu suốt của kính. F OCT và F OGP - các diện tích tương ứng của bề mặt kính và tường ngăn, m 2 . k - hệ số truyền nhiệt của các bề mặt vách ngăn tương ứng, kcal/m 2 .giờ.độ. α H - hệ số truyền nhiệt của bề mặt ngoài, kcal/m 2 .giờ.độ, được tính gần đúng theo công thức ( 84 ), hơn nữa tốc độ v của bề mặt ngoài lấy bằng tốc độ khai thác trung bình của tàu. ε - hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời. Theo điều kiện thải sự dư thừa các-bon-níc, lượng không khí nạp vào có thể là: L 1 = L 0 .n 0 , (8.8) ở đây: L 0 - mức nước tối thiểu của không khí ngoài cho một người, m 3 /g, n 0 - số người trong buồng. Lượng không khí tính toán, được cấp vào phòng, được lấy là giá trị lớn nhất trong hai đại lượng là L và L 1 . Tương quan của nạp vào và hút ra trong các buồng được chọn để làm sao tránh sự tràn không khí ra khỏi các buồng mà ở đó có thể toả ra các khí có hại và các mùi khó chịu vào các buồng sạch. Thông gió các buồng bếp, nhà ăn cho thủy thủ và các bar được thực hiện bằng cách nạp vào - hút ra với sự kích thích cơ học. Sản lượng gió nạp vào các buồng để thải nhiệt dư thừa được tính toán theo công thức: L = Σ Q I Z B C . γ . ∆t . , m 3 /g. (8.9) ở đây: ΣQ IZB - tổng nhiệt lượng dư thừa tỏa ra vào không khí của buồng, kcal/g. ∆t - độ chênh nhiệt độ giữa không khí buồng và bên ngoài, 0 C. Nhiệt lượng dư thừa tỏa ra ở khoang bếp được tính theo công thức: (8.10) ΣQ IZB = Q OBOP + Q OCB + Q RAG + Q LUG + Q OGR , kcal/g. ở đây: Q OBOP - nhiệt lượng tỏa ra của thiết bị đặt ở bếp, kcal/g. Nhiệt dư thừa từ nhà ăn và nhà hàng tỏa ra vào không khí Q IZB được xác định tương ứng với chỉ tiêu đã cho của Qui phạm. Không khí nạp vào bếp được cấp vào qua các thiết bị phân chia khí, cho phép thay đổi hướng và tốc độ dòng chảy, khi thay đổi không khí gián đoạn mà lớn thì để làm việc này có thể sử dụng các đường dẫn khí có lỗ đột. 8.3. THÔNG GIÓ BUỒNG MÁY 8.3.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động Hình 8.3. Sơ đồ thông gió tự nhiên buồng máy 1 - các màng chắn xẻ lỗ để làm lối ra cho không kh í; 2 - lỗ ánh sáng; 3 - bình phong (tấm chắn) Trong buồng máy, người ta thiết kế hệ thống thông gió có tổ chức cho toàn thể tích của nó. Gió nạp vào thường được thực hiện cưỡng bức, còn hút ra - tự nhiên. Trên các tàu nhỏ, không phải trực thường xuyên trong buồng máy, có thể thông gió kiểu nạp vào - hút ra tự nhiên có tổ chức, hơn nữa thiết bị nạp chủ yếu trong trường hợp này là cửa lấy ánh sáng, còn thiết bị bổ sung - các chụp quay nạp vào. Khi thông gió tự nhiên buồng máy (hình 8.3), không khí sạch đi vào trong nó qua cửa lấy ánh sáng. Không khí không phải chi phí cho quá trình cháy thải ra qua vỏ của các đường ống thải có tấm chắn xẻ lỗ. Như thấy trên hình vẽ, nồi hơi khí thải được che bằng bình phong (tấm chắn, nhờ nó mà giảm lượng nhiệt cho nó tỏa ra vào buồng máy. Nếu nồi hơi được đặt trực tiếp trong vỏ ống (thông gió) hút, thì sự cần thiết của bình phong mất tác dụng. Hướng chuyển động của không khí thông gió trong buồng máy trên hình vẽ được chỉ bằng mũi tên. Theo sơ đồ hỗn hợp (hình 8.4), người ta thực hiện thông gió buồng máy của tàu. Sự chảy vào của không khí vào trong nó được bảo đảm nhờ lưới thông gió và quạt ly tâm thổi vào. Sự hút không khí ra khỏi buồng máy diễn ra nhờ quạt hướng trục và bằng cách tự nhiên qua ống khói giả có các lỗ thông gió. Các máy phát diessell được đặt ở ngăn riêng mà không khí vào đó qua các đường dẫn nạp. Để hút không khí ra khỏi khoang máy phát diessell có quạt gió hướng trục. Cấp phát không khí nạp vào, đã được cấp nhờ thông gió nhân tạo (cơ khí), được thực hiện nhờ các thiết bị phân chia không khí quay, cho phép thay đổi hướng của dòng khí, đi đến khu vực làm việc ở giai đoạn nóng để thổi gió và tránh nó đi ở thời kỳ lạnh của quá trình hành hải. Kết cấu của thiết bị phân chia khí rất khác nhau Không khí, không phải chi phí cho sự cháy, được thải từ buồng máy ra một cách tập trung qua ống thông gió của đường ống xả và vỏ (ống khói giả). Khi không có khả năng, vì lý do về kết cấu, bảo đảm trong ống và vỏ thiết diện thông gió cần thiết, vì mục đích trên người ta đặt quạt gió hút. Quạt BUỒNG MÁY Hình 8.4. Sơ đồ thông gió hỗn hợp cho buồng máy. 1 - kênh nạp vào ngăn máy phát diessell; 2 và 3 - các quạt g i ó ; 4 - lỗ thông gió trên ống khói giả; 5 - quạt ly tâm thổi vào; 6 - lưới thông gió nạp vào. 8.3.2. Tính toán hệ thống thông gió buồng máy Lượng không khí chảy vào, được cấp vào buồng máy vào mùa hè, được xác định từ điều kiện hòa tan nhiệt dư thừa tỏa ra ở khu việc làm việc theo công thức: L = Σ Q I Z B C . γ . ∆t . , m 3 /g. (8.11) ở đây: Q IZB - tổng nhiệt dư thừa tỏa ra vào không khí của buồng máy, kcal/g. I - Quạt gió nạp vào II - Quạt gió hút ra III - Sự trộn lẫn (tuần hoàn kín) Hình 8.5. Hệ thống thông gió nhân tạo hầm hàng [...]... độ) • Tuỳ thuộc vào cấu tạo của máy làm lạnh không khí, người ta phân biệt các máy điều hòa có thiết bị làm lạnh không khí khô và ướt 8.5.3 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hoà không khí Các chi tiết chính của máy điều hòa trung tâm trong hệ thống thấp tốc một đường ống để điều hòa không khí là: phin lọc, thiết bị làm lạnh không khí, thiết bị đốt nóng không khí, làm ẩm bằng hơi nước và thiét bị khử... - không khí từ các buồng không khí tuần hoàn kín); 7 - hơi; 8 - không khí đến các buồng của tàu Hình 8.6 Sơ đồ hệ thống điều hòa không khí tốc độ cao một đường ống hỗn hợp P - ống hút không khí ngoài; B - quạt gió; CK - máy điều hòa trung tâm (nhóm); MK - máy điều hòa tại chỗ (buồng) 1 - đường ống không khí để dẫn không khí bên ngoài đến các buồng; 2 - cửa xếp; 3 - thiết bị làm lạnh - sấy không khí; ... không khí bên ngoài đã được xử lý sơ bộ, được cấp vào nhờ quạt có cột áp cao (hình 8.6) Không khí bên ngoài được hút vào nhờ quạt gió qua ống hút và bị đẩy qua máy điều hòa trung tâm đến các máy điều hòa tại chỗ, được làm ở dạng các tủ con và được đặt trong các buồng Theo các đường không khí, chỉ đưa vào không khí bên ngoài mà thôi, lượng không khí này ít hơn từ 3 - 4 lần lượng không khí trong hệ thống. .. các hệ thống mùa hè, mùa đông và quanh năm Các hệ thống mùa hè làm mát và làm khô không khí, mùa đông - sưởi ấm và làm ẩm nó Các hệ thống quanh năm bảo đảm điều hòa cả mùa hè lẫn mùa đông • Theo vị trí tạo ra nóng (lạnh) và xử lý không khí - gồm các hệ thống tập trung, hỗn hợp (tại chỗ - tập trung) và độc lập Trong các hệ thống tập trung, sự làm lạnh (nóng) cũng như xử lý không khí được tập trung Không. .. các thông số của nó, trừ thể tích riêng Giản đồ như thế được xây dựng cho áp suất khí quyển p = 760 mm.thủy ngân Khi biết nhiệt độ t và độ ẩm không khí ϕ , theo giản đồ (i - d) có thể dễ dàng xác định được entanpi i của nó và lượng hơi nước d Giản đồ này được sử dụng rộng rãi khi tính hệ thống điều hòa không khí 8.5.2 Phân loại các hệ thống điều hoà không khí Tồn tại nhiều kiểu hệ thống điều hòa không. .. làm lạnh trực tiếp không khí Các thiết bị làm nóng không khí có thể làm việc bằng hơi hoặc nước nóng Quạt gió hút không khí bên ngoài qua máy điều hòa qua máy điều hòa theo đường 4 có tấm chắn khí 5 Không khí tuần hoàn kín từ các hành lang của khoang được phục vụ vào máy điều hòa theo ống 6 Không khí từ các buồng đi ra các hành lang qua các cửa chớp Trong các đường ống chính, không khí phân phối đến... xử lý ở các máy điều hòa không có kênh (đường) dẫn tại chỗ, chúng được đặt tại phòng được điều hòa Ở hệ thống độc lập, sự sản xuất lạnh (nóng) và xử lý không khí được thực hiện một cách phân tán ở trong các máy điều hòa độc lập không lớn và riêng biệt, chúng nằm ở trong các phòng được điều hòa • Theo số lượng ống không khí có trong mỗi buồng được làm lạnh - chia thành các hệ thống một và hai đường ống... trung Không khí được xử lý trong máy điều hòa tập trung (theo nhóm) và được cấp đến các buồng bằng quạt gió theo hệ thống đường dẫn Ở các hệ thống hỗn hợp, nó được sử dụng phổ biến trên các tàu, cũng làm lạnh và nóng tập trung, nước lạnh và nóng được dẫn đi từ thiết bị trung tâm đến các máy điều hòa theo các đường ống dẫn Không khí thông gió bên ngoài được xử lý ở máy điều hòa trung tâm Không khí tuần... nước nằ ở tầng I Vào mùa hè, máy điều hòa trung tâm của tầng thứ nhất làm lạnh không khí đến nhiệt độ cao hơn tầng thứ hai Sau máy điều hòa đầu tiên, một phần không khí tách ra đi vào kênh I Phần kia của nó đi qua máy điều hòa thứ hai, sau đó đi theo kênh II Theo hai kênh, không khí đi vào thiết bị hòa trộn (thiết bị phân chia khí) đặt ở các buồng Ở trong thiết bị hòa trộn, không khí đi vào từ kênh thứ... với không khí lạnh hơn (vào mùa hè) từ kênh thứ hai, sau đó nó đi vào phòng Ở hệ thống hai kênh thì tác dụng của máy điều hòa buồng là không cần thiết Vào mỗi buồng chỉ có hai ống (cho không khí) mà không phải là bốn như ở hệ thống một kenh hỗn hợp Ngoài ra, không cần có nước lạnh hay nóng dẫn đến các buồng và dự tính đến ống thoát cho nước ngưng Hệ thống cho phép thực hiện điều chỉnh từng nhiệt độ không . 8 HỆ THỐNG THÔNG GIÓ VÀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 8.1. VAI TRÒ VÀ CÁC DẠNG THÔNG GIÓ Hệ thống thông gió dùng để thải nhiệt dư thừa, hơi ẩm và các khí có hại khỏi các khoang của tàu bằng cách đẩy không. được sử dụng rộng rãi khi tính hệ thống điều hòa không khí. B P v P 8.5.2. Phân loại các hệ thống điều hoà không khí Tồn tại nhiều kiểu hệ thống điều hòa không khí. Chúng có thể được phân thành các. làm lạnh không khí khô và ướt. 8.5.3. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hoà không khí Các chi tiết chính của máy điều hòa trung tâm trong hệ thống thấp tốc một đường ống để điều hòa không khí là: