При проектировании и постройке стационарных холодильников желательно придавать им форму куба, чтобы при наибольшей емкости получить минимальную величину внешних ограждающих поверхностей. На судах общее расположение охлаждаемых грузовых помещений, соотношение их размеров и форма зависят от соотношения размеров корпуса судна и его формы, которые определяются мореходными качествами судна, необходимой прочностью корпуса, его живучестью, районом плавания и многими другими факторами. И все же при проектировании грузовых рефрижераторных судов следует по возможности стремиться к наиболее выгодному соотношению между объемом грузовых помещений и размерами ограждающих поверхностей.
На судах, где производят термическую обработку груза, расход холода через внешние ограждения по сравнению с расходом холода на охлаждение и особенно замораживание сравнительно мал, поэтому высказанные выше соображения имеют меньшее значение. В этом случае при выборе общего расположения грузовых охлаждаемых помещений следует считаться с поточностью технологического процесса и грузовых операций, производимых на судне.
Кроме того, при выборе системы набора следует избегать применения высоких стальных элементов набора, создающих, несмотря на изоляцию, весьма значительный теплоприток в охлаждаемые помещения. С этой точки зрения для рефрижераторных судов наиболее целесообразна поперечная система набора.
Что касается провизионных камер, то их общее расположение, а также система их набора особого значения не имеют, так как расход холода на них невелик. В этом случае принимают во внимание только удобство пользования ими.
Стальное судно, разделенное на отсеки поперечными и продольными переборками и промежуточными палубами, представляет собой разветвленную теплопроводную систему, внутри которой находятся помещения с весьма высокой температурой и источниками тепла (машинные и котельные отделения, электростанции, аккумуляторные и т. д.). Очевидно, что охлаждаемые помещения независимо от их назначения необходимо располагать дальше от этих источников тепла.
Другой особенностью судовой Холодильной установки в отличие от стационарной являются повышенные требования к надежности и безопасности ее работы, которые определяются Правилами Регистра, а также Правилами классификационных обществ других стран.
Конструкция отдельных механизмов, аппаратов и других элементов судовой холодильной установки, их размещение и крепление должны обеспечивать надежную и бесперебойную работу установки в условиях шторма, крена и дифферента. Это требование важно еще и потому, что к некоторым элементам установки нет доступа для осмотра и ремонта в случае их выхода из строя во время рейса (например, к охлаждающим батареям и воздухопроводам, расположенным в трюмах). В связи с этим Правила Регистра предусматривают повышенные пробные давления при испытании отдельных элементов установки и трубопроводов на прочность и плотность.
Правила Регистра предусматривают значительное резервирование механизмов, входящих в состав холодильной установки. Электроэнергия для механизмов холодильной установки должна подаваться не менее чем от двух генераторов, а мощность каждого из генераторов — быть достаточной для работы установки на полную производительность. Такое нерациональное с точки зрения стационарной практики резервирование оправдано мировым опытом эксплуатации рефрижераторного флота; известны случаи порчи (из-за неправильного выбора холодопроизводительности и плохой эксплуатации установки) больших партий груза; убытки в этом случае превышали стоимость судов, осуществлявших перевозку. В морских условиях при полном или даже частичном выходе холодильной установки из строя перемещения груза на самом судне или перегрузка на другое судно, особенно при автономном плавании, практически невозможны. Исключение составляют небольшие рефрижераторные суда, базирующиеся в море на плавучие базы и не удаляющиеся от них на большие расстояния (например, малые и средние траулеры).
К судовой холодильной установке независимо от ее типа и назначения предъявляются следующие общие требования: малые весогабаритные показатели, простота устройства, "низкая первоначальная стоимость и малые эксплуатационные расходы, в частности расход электроэнергии.
Холодильные установки получают соответствующий класс Регистра или другого классификационного общества, если они рассчитаны, построены и смонтированы на судне в соответствии с Правилами этих обществ.
Обязательному надзору Регистра подлежат и неклассифицируемые холодильные установки, если в системе находится более 300 кг холодильного агента.
Кондиционирование воздуха осуществляется с целью поддержания в помещениях наиболее благоприятных для человека так называемых комфортных условий. Эти условия в первую очередь определяются температурой и влажностью воздуха в сочетании с его скоростью движения, а также определенным химическим составом воздуха и очисткой его от вредных примесей. Кондиционирование воздуха является развитием техники отопления и вентиляции служебных (машинные отделения, рулевые рубки, камбузы, госпитали и т. д.) и бытовых (каюты, кают-компании, салоны, кинотеатры) помещений. Весьма существенное, а иногда и решающее значение имеет кондиционирование воздуха в помещениях, где расположены различные вычислительные приборы, так как точность результатов вычислений во многом зависит от постоянства температуры и влажности воздуха в этих помещениях. В некоторых приборах осуществляется непосредственное охлаждение отдельных деталей.
При кондиционировании воздуха в зимнее время года производятся его подогрев и увлажнение, а в летнее — охлаждение и осушка. Для этого на судах используются холодильные машины, которые в технике кондиционирования воздуха играют большую роль. Производительность холодильных машин, установленных на некоторых судах для кондиционирования воздуха, превышает 1 млн. ккал/час.
Следует сказать, что использование холодильных машин на судах не ограничивается перечисленными областями их применения. В некоторых случаях холодильные машины используются для охлаждения питьевой воды, грузовых танков бензиновозов и спиртовозов, для создания искусственных катков на крупных пассажирских лайнерах и других целей.
Перспективно использование холодильных машин для опреснения забортной воды путем вымораживания из нее кристаллов пресного льда.
Для получения пресной воды, а также отопления помещений весьма эффективно применение на некоторых судах холодильных машин, работающих по циклу теплового насоса, так как в этом случае количество тепла, выдаваемого машиной, в несколько раз больше теплового эквивалента затрачиваемой электроэнергии.
В последние годы ведутся исследования по использованию холодильных машин в составе судовых энергетических установок для повышения их мощности и экономичности. Здесь намечаются два пути.
Первый путь — использование отбросного тепла для охлаждения трюмов и получения холода для систем кондиционирования воздуха с помощью, так называемых, теплоиспользующих холодильных машин, а также для получения дополнительной энергии в прямых циклах, где рабочим делом являются холодильные агенты.
Второй путь — охлаждение воздуха, подаваемого для сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и газотурбинных установках (ГТУ). Так, испытания дизеля Д-50 показали, что при охлаждении наддувочного воздуха, имеющего давление 2 кГ/см2, до 5е С мощность повысилась с 1200 до 1800 э. л. с. Эффективность применения холодильных машин для этих целей значительно возрастает, если холодильные машины работают за счет тепла отработавших газов.
Приведенными примерами не исчерпываются все возможности использования холодильных машин на судах. Развивающаяся газовая промышленность требует перевозки сжиженных газов (пропана, бутана, метана и т. д.), что выгоднее осуществлять без избыточного давления в емкостях, а для этого необходимо охлаждение газа до весьма низких температур, примерно до —160°С. В этом случае используют каскадные холодильные машины, которые, несмотря на значительные габариты и вес, оправдывают себя, так как перевозка газа под высоким давлением требует стальных танков с большой толщиной стенок. Кроме того, благодаря искусственному охлаждению значительно сокращаются потери газа.
На современных судах управление комплексами ГД — ВФШ и ГД— ВРШ осуществляется из рулевой рубки с помощью систем ДАУ.
Основной целью ДАУ является уменьшение трудозатрат судовой команды по управлению судном и повышение безопасности мореплавания путем повышения безопасной эксплуатации ГД при маневрировании, выполнения операций по управлению ГД в оптимальной последовательности, дающей возможность увеличить точность и скорость выполнения маневров, минимальной загрузки операторов (штурмана) на мостике и освобождения вахтенного механика от постоянного пребывания у поста управления ГД.
Опыт эксплуатации систем ДАУ на судах транспортного морского флота определил ряд наиболее надежных и перспективных систем, объединяемых по основным признакам. По рабочей среде системы могут быть электропневматическими (или чисто электрическими), предпочтительно электронно-пневматическими, с логической частью, выполняемой на элементах микроэлектроники. Принцип включения в комплекс управления ГД — подключение параллельно системам дистанционного (местного) управления. Основной орган управления совмещается с машинным телеграфом.
Системы должны быть гибкими по структуре и универсальными по объему выполняемых функций. По характеру управления ГД могут быть предусмотрены следующие программы: нормальная, маневровая, экстренная (аварийная) и разогрева.