Važnost i proračun ventilacije motornog prostora

[Dule]

Važnost odgovarajuće ventilacije


Pravilno dizajniran i instaliran ventilacioni sistem motornog prostora  mora biti u stanju da ispuni dva primarna uslova:
-         mora održavati temperaturu unutar prostora na prihvatljivom nivou.
-          mora da obezbedi odgovarajuću količinu vazduha za sagorevanje na svim motorima u prostoru (pogonski motori i generatori).

Potreba za ova dva uslova je jasna ali postoji nekoliko stvari koje teba da spomenem.
Proizvedena toplota koju ne ukloni sistem za hladjenje motora će se osloboditi u vazduhu oko motora. Toplotu ispuštaju i drugi sistemi koji se nalaze u motornom prostoru (agregati, motori rashladnih uredjaja, pumpe, kompresori..). Toplotu će pojačati i trup plovila  obojen tamnim bojama. Ponekad je izmerena temperatura oplate tamne boje i preko 70 stepeni.
Topao ili vruć vazduh je manje gust nego hladan usled širenja na toploti. Vruć, redak vazduh pomešan sa gorivom sagoreva sa manjom efikasnošću nego hladan, gušći vazduh. Hladan vazduh sadrži više molekula u istom zapreminskom odnosu a prisustvo više molekula omogućuje da se gorivo efikasnije koristi (potpunije sagorevanje).
Naravno, u cilindre uvek ulazi ista količina goriva ali ako sa njim udje topao i redak vazduh ono neće moći da potpuno sagori zbog nedostatka kiseonika koji je neophodan za ovaj proces. Tada imamo pojavu da kroz auspuh odlazi nespaljeno gorivo.
Ne stavljaju bez razloga, proizvodjači automobila i kamiona, dovod svežeg vazduha van motornog prostora.
Ventilacija motornog prostora, pored održavanja temperature, mora da obezbedi i dovoljnu količinu vazduha za sagorevanje. Ako nemamo dovoljan dotok vazduha za sagorevanje efekat je isti kao kada preko usisa na filteru za vazduh stavimo gustu krpu. Rezultat je sličan kao u prethodnom scenariu. Smanjenje snage, nepotpuno sagorevanje i preterana potrošnja goriva ali mogu nastati i veći problemi u zavisnosti od stepena smanjenja dotoka vazduha. Motor primoran da radi u uslovima povišene temperature i visokog negativnog vazdušnog pritiska će imati skraćen vek upotrebe pored loše ekonomije i nepouzdanosti. Uz motor, od povišene temperature, će stradati i ostale komponente. Creva, gume, kaiševi, električna instalacija, akumulatori će kraće trajati a nije isključeno ni oštećenje delova korita i oplate usled dužeg izlaganja prevelikim temperaturama.
Iako je ovo redak slučaj dešava se, naročito kod prepravki i ugradnje jačih motora.

[Dule]

Kako postići odgovarajuću ventilaciju?

Bez obzira da li je u pitanju deplasmanac od 10m sa dizel motorom od 50HP ili 15 m krstaš sa dva turbo motora od po 500 HP ventilacija motornog prostora mora da bude pravilno postavljena i dobro proračunata. Naročito ako su motori u malom motornom prostoru. Nije u pitanju samo to da li će motor raditi ili neće. U pitanju je njegova efikasnost i hladjenje.

 Većina proizvodjača motora (ali ne svi) daju i podatak koja je to maksimalna temperatura koja treba da vlada u motornom prostoru. Ali i tu ima nejasnoća. Umesto da daju apsolutne vrednosti (50-60 stepeni) na primer, oni daju podatak koji predstavlja razliku ambijentalne (spoljne) temperature i temperature vazduha u motornom prostoru. Ova razlika je označena sa grčim slovom delta i često je vidite kao „delta-T“ .
Naravno da to nije dobro jer isti motor može da bude na plovilu u tropima ili na hladnim morima blizu severnog ili južnog pola.
Brojni su proizvodjači koji preporučuju „delta-T 30 stepeni C. To znači da bi za većinu motora (ako uzmemo neku prosecnu temperaturu oko 20 stepeni) maksimalna temperatura vazduha koji ulazi u motor trebala da bude oko 50 stepeni. Bez obzira na geografsku lokaciju.  Što manja to bolje. Delta- T je, da utvrdimo gradivo, razlika izmedju temperature vazduha van plovila i temperature vazduha na usisu u motor bez obzira na to da li motor radi pod punim opterećenjem ili na minimumu.


Ako proizvodjač vašeg motora nije dao taj podatak tada razmislite... moja preporuka je „delta-T“ 30 stepeni je bezbedno i korisno za motor. Kao što sam pomenuo ranije temperatura je samo deo ukupne slike. Sredstvo kojim se postiže ova temperatura kao i način na koji se obezbedjuje snabdevanje dovoljnom količinom svežeg vazduha za sagorevanje mora biti proračunato.

Neke smernice za izračunavanje površine ulaza svežeg vazduha je dao arhitekta Dave Gerr. On je preporučio preračunavanje tako što se snaga motora podeli sa 3,3 a zadim dodaje 10% bafera. Dobijen rezultat je u kvadratnim inčima i toliki bi trebao da bude prečnik dovoda vazduha za nesmetan rad datog motora.
To je nešto sto svako od vas može da izračuna za svoje plovilo i uradi ventilaciju preko usisne rešetke. Ako morate da postavljate duga creva da bi doveli svež vazduh površinu povećajte za 20 % umesto za 10%.


Druga formula odredjuje minimalni protok vazduha mereno u kubnim fitima u minuti (CFM) a izvodi se množenjem snage motora u HP sa koeficijentom 2,75 pa se od rezultata oduzme 90.
Prva formula za minimalni otvor oduška bi trebalo da obezbedi dovoljan protok za potrebnu količinu vazduha (CFM).  Gerr je takodje naglasio da je veći protok uvek bolji pa pored dodatih 10% preporučuje instalacu i prinudnog odvodjenja vazduha preko ventilatora kapaciteta 1/3 CFM.
Npr: gliser sa motorom od 300HP (300x2,75 – 90) daje rezultat od 735 CFM. Znači ventilacija mora da obezbedi taj protok a prinudna ventilacija bi trebala da bude kapaciteta od 250 CFM. Treba ugraditi ventilator tog kapaciteta, ne manji.

Ova formula bi trebalo da obezbedi pravilnu ventilaciju motornog prostora. Ne zaboravite da u račun uzmete i generator ako ga imate ugradjneog u brod. Ako neznate koja je snaga motora koji pogoni generator formula je: maksimalna izlazna snaga u kilovatima se pomnoži sa 1,5.

Kod prinudne instalacije obratite pažnju na to da ona UVEK mora da izvlači vazduh iz motornog prostora. To možda zvuči nelogično jer je cilj ventilacije što više vazduha za sagorevanje ali je objašnjenje prosto.
 Dok plovite kroz rešetke se ubacuje vazduh. Ako bi se ubacivao i prisilnom ventilacijom u motornom prostoru bi se stvorio nadpritisak. On nije štetan za motor, čak je i koristan. Ali nadpritisak u motornom prostoru će sve neprijatne mirise proširiti po celom plovilu. To baš i nije korisno.
 Zato je poželjno da pritisak vazduha u motornom prostoru bude neutralan ili blago negativan.

Eto... motorni prostor jednog prosečnog plovila nije uopšte komplikovana stvar :) .
A ventilacija je najprostija stvar na svetu.
Samo ne zaboravite ono što ste pročitali... premali dotok svežeg vazduha dovodi do neprihvatljivog „delta-T“ (pregrejan motorni prostor) a predimenzionisana ventilacija dovodi do povećanog vazdušnog pritiska u motornom prostoru i brod će vam uvek imati neprijatan miris koga se nećete moći rešiti a nećete ni naslućivati zašto nastaje.
Naravno, postoje potpuno automatski sistemi koji regulišu ovu oblast bez ikakvog učešća rukovaoca ali o njima na našim prostorima ne vredi pisati niti trošiti vreme.

Ono što bih ovde dodao je to da na ventilaciju ne treba zaboraviti kada se motori ugase. Zanimljivo, ali motori su topliji kada se ugase nego dok rade. Zato ostavite prisilnu ventilaciju uključenu neko vreme nakon isključivanja motora (ako je imate).

Još jedna napomena. Nemojte brkati blower kome je namena da radi par minuta pre paljenja motora da bi izbacio eksplozivne pare sa ventilatorima za primarnu ventilaciju motornog prostora.

 Prvi su namenjeni za kratkotrajan rad a ovi drugi da kontinuirano dugo vremena izbacuju velike količine vazduha. Slični su samo po izgledu.

[Dule]

Rešetka za ventilaciju

Lokacija za usisne rešetke vazduha za ventilaciju motornog prostora mora da se pametno odredi. Ako nije na dobrom mestu može se desiti da zahvataju premalo vazduha ili omogućuju ulazak vode. Znači, oni moraju da omoguće prolaz vazduha u svim uslovima a da onemoguće prodor vode čak i ako na trenutak budu preplavljeni velikim talasom. Zato treba kupovati fabričke rešetke i instalirati ih prema uputstvu. Sistem radi na principu obrnutog sifona i tako ga treba i postaviti. Vazduh može da putuje na gore ali voda ne, ili bar ne tako lako.

Postoje razni sistemi a na vama je da odlučite koji je najprikladniji.

Mnogi brodograditelji potpuno odvajaju motorni prostor od ostatka broda u cilju sprečavanja prelivanja vode, neke druge tečnosti ili mirisa širom broda. Tada imaju dve kaljuže. Ako je kaljuža zajednička pa se vazduh i tečnost kreću slobodno kroz pregrade tada je poželjna ventilacija koja prolazi kroz ceo brod. U svakom slučaju obilan protok vazduha kroz motorni prostor je poželjan i sprečava pojavu neprijatnih mirisa i budji.

Loš proračun usisnog otvora ponekad imamo i na brodovima poznatih proizvodjača. Oni recimo za isti model broda nude različite snage motora. Pa ako umesto standardnog motora od 200 HP ugrade dva motora od po 200 HP a zaborave da povećaju otvore za ventilaciju motore jednostavno uguše. Nemaju dovoljno vazduha za nesmetan rad. To se dešava i prosto povećanje otvora rešava ovaj problem. Čak sam čitao o jednom slučaju gde se čovek žalio da nije mogao da otvori poklopce motora kada se motori zagreju. Mesec dana majstori nisu mogli da utvrde o čemu se radi i mislili su da ih čovek obmanjuje. Tek pukim slučajem su otkrili da poklopci ne mogu da se podignu ako motori rade na preko 2000 obrtaja par minuta. U motornom prostoru se stvori potpritisak koji poklopce drži kao zalepljene.

[Dule]

Bezbednost i suzbijanje požara

Ako na plovilu imate benzinski motor ili motore ventilacija motornog prostora je ne samo važna nego je i propisana zakonima i standardima. (Šolja benzina koji ispari ima snagu štapina eksploziva) Vlasnici plovila sa benzinskim motorima bi trebalo da redovno pregledaju odzračne ventilatore (blower) kao i ceo sistem za provetravanje motornog prostora. Izvlačenje zapaljivih isparenja iz kaljuže se radi tako što se vazduh iz tog prostora izvlači a nikako ubacivanjem svežem vazduha. Rebrasta creva velikog prečnika treba postaviti na najniži deo motornog prostora jer su zapaljivi gasovi teški i uvek su na dnu. Svi ventilatori za ovu svrhu koji su danas na tržištu su apsolutno sigurni ineće upaliti gasove dok ovi prolaze kroz njih. Naravno, treba ih redovno proveravati i ako je bilo šta sumnjivo zameniti ih novim.

Plovila sa pogonom na benzin nisu jedina koja zahtevaju odzračavanje kaljuže. Svi koji upotrebljavaju plin za peći, frižidere ili grejanje takodje treba da imaju ove pumpe. Plin je takodje teži od vazduha a kako je kaljuža najniži deo broda i on će završiti tu ako negde curi. Ventilatori su isti.

Plovila čiji su motorni prostori opremljeni gasnim sistemima za suzbijanje požara (nekada halon a sada se upotrebljava FE-241 i FM-200) moraju ispoštovati protokole kako bi se obezbedila maksimalna efikasnost. Njihova efikasnost se zasniva na tome da ostanu dovoljno dugo u prostoru gde se pojavio požar dok se on potpuno ne ugasi. Ako iscuri ili bude nasilno izbačen njegova efikasnost će se značajno umanjiti ili će se čak i izgubiti.

Da bi se osiguralo da ovaj sistem odradi posao kada se aktivira ventilacija mora biti pravilno podešena kao i veza izmedju motornog prostora i prostora za smeštaj agregata. Ono što je važno to je da će dizel motor nastaviti da radi čak i kada je vazduh osiromašen od strane agenasa za gašenje požara (halon, Fe ili FM) pa će ih za kratko vreme izbaciti iz motornog prostora tako što ih usisa kroz filter. Za kratko vreme može da izbaci sav gas iz motornog prostora i omogući širenje požara. Zato sistem mora da bude tako konstruisan da se motor automatski gasi čim se aktivira protivpožarna zaštita i to bez ikakve akcije posade. Takodje, ovaj sistem mora da blokira slučajno ili namerno uključivanje blowera da oni ne bi izbacili agense što bi bilo pogubno po plovilo.
Zato je ovaj sistem komplikovan i skup. Zahteva održavanje na godišnjem nivou ako želite da imate pouzdanu zaštitu od požara u motornom prostoru. 

Tamo gde je to opravdano (skupe jahte) ugradjuju se i poklopci na ventilacionim otvorima koji se automatski zatvaraju pri uključenju sistema za gašenje požara čime se sprečava hranjenje vatre kiseonikom.

To deluje ovako... čim se isprazne boce sa gasom za gašenje požara gase se motori i svi ventilatori a ventilacioni otvori se zatvaraju. Sve se to dešava u desetak sekundi.

[Dule]

Pravilno projektovana i izgradjena ventilacija je nešto što je neophodno svakom plovilu i nije manje važna od AC – DC sistema, sistema za gorivo ili bilo kog drugog vitalnog sistema na plovilu. Ako su proračuni dobro odradjeni obezbediće dug i pouzdan rad motora kao i sigurnost od požara.
Preporučljivo je uraditi proveru s vremena na vreme i ovog sistema a ako ga nemate razmislite o tome da li se isplati kupiti par rešetki, par metara creva i ventilator.