Statki są specyficznymi obiektami, w których szereg zamkniętych pomieszczeń przemieszcza się przez różne strefy pogodowe i klimatyczne. Pomieszczenia te wymagają sztucznego kształtowania mikroklimatu, gdyż w większości muszą być szczelnie zamykane.

Większość statków budowanych w stoczniach krajowych projektuje się na nieograniczony rejon pływania. Są to statki klimatyzowane, z pełnym procesem uzdatniania powietrza tzn.: ogrzewanie i chłodzenie oraz nawilżanie i osuszanie, jak również filtracja. Celem tego artykułu jest przybliżenie najważniejszych etapów pracy przy projektowaniu klimatyzacji na statkach, podzielenie się doświadczeniami autora, jak i doświadczeniami Stoczni Gdynia S.A., której jest pracownikiem.

Systemy klimatyzacji na statkach morskich można sklasyfikować wg następujących kryteriów:

1. Okresu pracy:
a) systemy całoroczne;
b) systemy letnie - bez instalacji ogrzewania;
c) systemy zimowe - bez instalacji chłodzenia;

2. Prędkości przepływu powietrza w kanałach:
a) o niskiej prędkości - do 8 m/s;
b) o średniej prędkości - 8 do 15 m/s;
c) o wysokiej prędkości - powyżej 15 m/s;

3. Ciśnienia dyspozycyjnego centrali:
a) niskociśnieniowy - do 800 Pa;
b) średniociśnieniowy - 800 do 1800 Pa;
c) wysokociśnieniowy - powy-żej 1800 Pa;

4. Sposobu chłodzenia w chłodnicy:
a) systemy z bezpośrednim odparowaniem czynnika chłodniczego;
b) systemy z pośrednim obiegiem chłodzącym (woda, solanka, wodny roztwór glikolu);

5. Sposobu nawilżania:
a) wodne;
b) parowe;

6. Metody i miejsca przygotowania termicznego powietrza:
a) systemy jednoprzewodowe centralne - powietrze poddawane jest obróbce tylko w centrali klimatyzacyjnej, skąd pojedynczym kanałem jest rozprowadzane do poszczególnych pomieszczeń;
b) systemy jednoprzewodowe centralne z wtórnym przygotowaniem powietrza - powietrze jest poddawane wstępnej obróbce w centrali klimatyzacyjnej, następnie dogrzewane w szafkach klimatyzacyjnych (elektrycznie lub nagrzewnicami wodnymi) albo w nagrzewnicy powietrza zainstalowanej w kanale dolotowym do pomieszczenia;
c) systemy dwukanałowe centralne - powietrze w centrali klimatyzacyjnej podlega dwustopniowej obróbce i dwoma przewodami, o różnych parametrach jest doprowadzane do pomieszczeń;
d) systemy miejscowe - klimatyzatory zainstalowane bezpośrednio w pomieszczeniach.

Mimo że stocznia specjalizuje się w budowaniu statków typu Ro-Ro (samochodowce) i kontenerowców, budowała już, bardzo skomplikowane pod względem rozwiązań systemów klimatyzacyjnych, promy pasażerskie. Projektowane jednostki można pogrupować ze względu na liczbę osób zabieranych na pokład [1].

Rys. 2. Jedno z pomieszczeń chłodni prowiantowej na statku	Rys. 3. Kuchnia

Statki z małą ilością ludzi

Dla statków z małą ilością ludzi, na których pomieszczenia mieszkalne i socjalne znajdują się w jednym przedziale pożarowym, zaleca się umieszczać urządzenia instalacji klimatyzacyjnej w jednym pomieszczeniu.

Charakterystyka układu nawiewnego:

• system klimatyzacji o stałych przepływach, tzn. dwuprzewodowy lub jednoprzewodowy przy użyciu szafek z dogrzewaniem elektrycznym (preferowany dla statków operujących głównie w strefach zimnych);
• zależnie od ilości powietrza stosuje się jedną lub dwie ogólnookrętowe centrale nawiewne. Zaletą dwóch central jest możliwość połączenia ich kanałem po stronie tłoczenia, co w przypadku awarii jednej z nich pozwala na ograniczoną pracę układu klimatyzacyjnego dla wszystkich pomieszczeń;
• centrala lub centrale obsługują pomieszczenia mieszkalne, służbowe i ogólne;
• poprzez ręczną lub automatyczną regulację pracy szafek nawiewnych możliwa jest zmiana parametrów mikroklimatu w pomieszczeniu.

Charakterystyka układu wyciągowego:

• wyciąg ogólny stosuje się dla pomieszczeń służbowych, ogólnych, korytarzy oraz ewentualnie dla kabin;
• powietrze to powinno być wykorzystane do recyrkulacji oraz wentylacji pomieszczeń technicznych, takich jak pralnie, magazyny, pomieszczenia central. Taki cykl pracy układu realizuje się poprzez usytuowanie w pomieszczeniu szafki wyciągu ogólnego i kratki w drzwiach;
• wyciąg sanitarny stosuje się dla pomieszczeń sanitarnych oraz dla pomieszczeń wentylowanych powietrzem wtórnym;
• zużyte powietrze usuwane jest na zewnątrz statku w miejscu wykluczającym ponowne jego zasysanie przez instalację klimatyzacji lub wentylacji;
• nadmiar powietrza z korytarzy, dzięki panującemu tam nadciśnieniu, odprowadzany jest na zewnątrz statku kanałami, zakończonymi żaluzją lub nawiewnikiem. (...)

Założenia projektowe

Usytuowanie pomieszczeń central klimatyzacyjnych (wentylatorów) jest zazwyczaj kompromisem między życzeniami głównego projektanta, architekta i Armatora z jednej strony, a wymaganiami projektanta systemu klimatyzacji z drugiej strony.

Projektant powinien się kierować:

• minimalizacją długości przewodów powietrznych;
• możliwością rozprowadzenia powietrza (ewentualne wygrodzenia na rury i kanały);
• możliwością usytuowania czerpni powietrza, wykluczającą jego zanieczyszczenie, a dla statków przewożących towary masowe, możliwością zainstalowania filtrów wodnych;
• możliwością usytuowania wyrzutni powietrza z wyciągu sanitarnego, wykluczające jego zasysanie, także przez wentylację.

Gabaryty pomieszczeń central (powierzchnia i wysokość) powinny być takie, by można było łatwo znaleźć wszystkie zawory, tłumiki, nagrzewnice, rozdzielnice elektryczne, itp.

   Każdy pokład zaleca się obsługiwać (nawiew i wyciąg) poprzez osobne przewody transportu powietrza. Można ewentualnie łączyć pokłady, ale wówczas należy instalować zabezpieczenia wykluczające możliwość przedostawania się dymu między pokładami poprzez zastosowanie klap przeciwdymowych, czy zaworów zwrotnych. Zalecenie to jest wymogiem bezwzględnym dla statków pasażerskich.

Rys. 5. Pomieszczenie sprężarek chłodniczych pracujących na potrzeby klimatyzacji

Strumień objętościowy powietrza nawiewanego w przestrzeń klimatyzowaną powinien być większy od strumienia wyciągu mechanicznego o około 10%.
   Na dużych statkach należy bilansować każdy pokład oddzielnie, a na statkach pasażerskich należy bilansować oddzielnie także część załogową.
   Przewody transportujące powietrze powinny być wysokoszczelne typu spiro. Tylko względy konstrukcyjne lub brak rur o odpowiedniej przepustowości może spowodować zastosowanie kanałów prostokątnych. Zastrzeżenie to nie dotyczy instalacji z centralami średnio lub niskoprężnymi, gdzie zwykle występuje sieć wykonana z kanałów prostokątnych. (...)

W budownictwie lądowym, w przypadku awarii jakiegoś systemu można wezwać serwis lub nawet, w krytycznych sytuacjach, ratować się ucieczką. Na statku nie ma takiej możliwości. Awarie zdarzają się najczęściej w trakcie sztormu. Mówiąc prostym językiem statek musi być w stanie o "własnych siłach" wrócić do portu. Instalacje klimatyzacji i wentylacji nie mogą pozwalać na rozprzestrzenianie się dymu i ognia (w przypadku ognia na statku, ludzie giną najczęściej w wyniku zaczadzenia, a nie spalenia). Najgroźniejszy dla statku wcale nie jest sztorm, ale niekontrolowany pożar, który zatrzyma silniki i generatory prądotwórcze. Dopiero wtedy jest naprawdę groźnie, by nie powiedzieć beznadziejnie, gdy statek nie ma napędu i zasilania. W tym celu powstały przepisy SOLAS [2] - Safety Of Life At Sea (przepisy o bezpieczeństwie życia na morzu). Właśnie te przepisy, jak również przepisy Towarzystw Klasyfikacyjnych oraz normy są podstawowymi kryteriami przy projektowaniu klimatyzacji na statkach.

Instalacje muszą być odporne na agresywne warunki (wysoka wilgotność, duże zasolenie powietrza, częste zmiany temperatur) niezawodne, proste w obsłudze, tak by załoga potrafiła sobie sama poradzić w przypadku awarii. Ostatnimi czasy wiele firm i projektantów skłania się ku wykorzystaniu elektroniki i systemów komputerowych w sterowaniu klimatyzacją (np. sterowanie za pomocą palmtopów). Ze względu na powyższe ograniczenia, jak również na przepisy pożarowe, systemy morskie skłaniają się raczej ku prostocie i niezawodności, niż ku najnowszym rozwiązaniom.

Więcej informacji na łamach miesięcznika Chłodnictwo&Wentylacja nr 8/2004. www.chlodnictwo.euro-media.pl