Физиологические основы кондиционирования воздуха

Характерной особенностью жизни людей на судне является их деятельность при быстро меняющихся основных параметрах микроклимата (состава, температу­ры и влажности воздуха в судовом помещении). Скорость и амплитуда изменения параметров микроклимата определяется воздействием человека и наружных клима­тических условий па воздушную среду помещения.

Воздух, которым мы дышим, содержит 23,5% (по массе) кислорода и 76,5% азота и других газов. Жизнь человека в первую очередь зависит от того, достаточ­но ли он получает кислорода. Изменение состава воздуха происходит в результате дыхания человека, так как содержание кислорода в каждой порции вдыхаемого атмосферного воздуха понижается с 21 до 15,5—18%, а углекислого газа повышается с 0,03—0,04 до 2,5—5%. Особенно усиливается влияние человека на состав воздушной среды при малых габаритах судовых помещений. В свою очередь значительные изменения концентрации кислорода и углекислого газа в помещении вызывают нарушение процессов дыхания, кровообращения, газообмена и т. д. Поэтому требуется по­стоянная смена воздуха в помеще­ниях, что достигается их вентиляцией, причем нагнетаемый воздух с целью его очистки пропускается через фильтры.

В результате физиологических процессов человеческий организм выделяет теплоту, влагу, углекислый газ и др. Явная теплота и влага передают­ся в воздушную среду при дыхании и через кожные покровы конвекцией (за счет разности температуры воздуха и тела) и радиа­цией (за счет разности температуры тела и поверхностей, ограждающих помещение – переборок, подволока, палубы). Скрытая теплота передается испарением пота с поверхности кожи. Интенсивность теплоотдачи зависит от параметров микроклимата, характе­ра и теплопроводности одежды. При средних значениях температуры и нагрузках отвод теплоты от че­ловека составляет в среднем кон­векцией 32%, радиацией 46%, испа­рением пота 22%. Если тем­пература воздуха ниже 15 "С тепло­отдача испарением пота с поверх­ности кожи играет незначительную роль. Количество теплоты, передаваемое радиацией, определяется внешними климатическими условиями. В зависимости от теплового пояса и времени года температура наруж­ного воздуха может колебаться от +45 до —45^QC, а содержание влаги в 1 кг воздуха —от 25 до 0,1 г. Значительно влияет на микроклимат и интенсивность солнечной радиации.

Изменение тепловлажностных параметров воздуха включает в работу физиологиче­ский аппарат терморегуляции человека: при повышении температуры воздуха (при прочих равных условиях) уменьшается количество теплоты, отдаваемое конвекцией, и увеличи­вается количество теплоты, отводи­мой за счет испарения пота (этим объясняется потение человека в жар­кую погоду). Для определения опти­мальной температуры воздуха в по­мещении исходят из следующего: низкая температура в помещении может привести к простудным забо­леваниям, при входе в помещение возникает ощущение сырости и хо­лода, а при выходе на палубу — ощущение жары и духоты. Поэтому в жаркое время в помещениях ре­комендуется поддерживать темпера­туру на 6—10 °С ниже температуры наружного воздуха, не более. На­пример, при температуре наружного воздуха 36 °С в помещении реко­мендуется поддерживать 26—27 °С. Эта температура не обеспечивает отдачу теплоты конвекцией, выделение пота значительно. Для того чтобы пот мгновенно испарялся, в воздухе помещения должен быть дефицит влаги, т. е. воздух дол­жен быть сухим. Поэтому за­дачей летнего кондиционирования является подача в помещения не просто охлажденного, но и осушен­ного воздуха.

Большое значение имеет скорость движе­ния воздуха в помещении. С повыше­нием скорости конвективная тепло­отдача и испарение осуществляются более интенсивно, но при больших скоростях воздуха получается не­приятное ощущение «сквозняка» и возрастает опасность простуды. Комфортные условия достигаются при определенных значениях влаж­ности и скорости воздуха в поме­щении, которые не должны пре­вышать пределы, установленные Санитарными правилами для мор­ских судов.

Для поддержания жизненно важных параметров (температуры, влажности, скорости и состава) воздушной среды в благоприятных пределах для адаптационных возможностей человека служит судо­вая система комфортного кондиционирования воз­духа, или система кондиционирования воздуха (СКВ). Она вклю­чает комплекс устройств, в которых воздух принимается, обрабаты­вается и распределяется по жилым помещениям. Судовые СКВ обеспечивают летом отвод из помещений избытков влаги и тепла, зимой — отвод избыточной влаги, выделяемой человеком и подвод теплоты, а также тре­буемую кратность воздухообмена для поддержания необходимого состава воздуха. В перспективе комфортное кондиционирование будет обеспечивать улучшение качественного состава воздуха пу­тем его ионизации, стерилизации, одорации. Системами комфортного кондиционирования оборудуются все суда, имеющие класс Регистра.

Кроме систем комфортного кондиционирования воздуха, на судах используются и с и с т е м ы технического кондицио­нирования. Их задача — обеспечить наиболее благоприятный режим для эксплуатации судового оборудования (особенно электронной аппаратуры), цистерн и танков для сохранения качества перевозимых грузов, предотвращения взрывов на танкерах и газовозах. В зависимости от конкрет­ных условий эта задача может решаться снижением либо влажно­сти, либо содержания кислорода в воздухе.