Сертификация систем обеспечения микроклимата

Механические и электрические анемометры в качестве рабочего устройства имеют крыльчатку или получашки. Нижний предел измеряемой скорости потока не ниже 0,2 м/с у крыльчатого и 2,5 м/с – у чашечного анемометров.

Крыльчатые анемометры (рис. 8.1) требуют ориентировки крыльчатки вдоль оси воздушного потока. При непостоянстве направлений воздушного потока, например в производственных условиях, пользоваться таким анемометром затруднительно.

Рис. 8.2 График зависимости вида v=Q/H

Так как верхний предел скорости воздушного потока на рабочем месте в отдельных случаях составляет менее 0,1 м/с, не все из перечисленных анемометров подходят для сертификации этого параметра микроклимата.

Наиболее простым прибором для измерения скорости воздушного потока является кататермометр, принцип действия которого основан на интенсивности теплосъема с рабочей части движущимся воздухом. В силу этого его еще называют тепловым анемометром. Фактически – это обычный термометр, рабочая часть 4 которого имеет увеличенные размеры для снижения погрешности измерений за счет теплоотдачи капиляра 3 и верхнего резервуара 1 (рис. 8.3). Характеристикой прибора является фактор F [мкал∙ч·c/см2].

Его величину определяют при изготовлении и наносят на корпус в районе верхнего резервуара 2.

Порядок применение кататермометра следующий:

1. Нижний резервуар нагревают на пару с тем, чтобы часть подкрашенного спирта перешла в верхний резервуар.

2. Размешают прибор в точке измерений и при снижении столбика спирта до отметки 38°С включают секундомер.

3. При достижении отметки 35°С секундомер останавливают.

Отметим, что средний интервал температур составляет 36,5°С и соответствует температуре тела здорового человека.

4. Выполняют рассчеты:

,

где F – фактор кататермометра; T – время падения столбика спирта между отметками 38,0°С и 35,0°С; t – температура воздуха в точке измерения, °С.

Задача определения скорости воздуха упрощается, если предварительно построить график (рис. 8.2). Как следует из приведенных выражений, график применим при любом значении фактора кататермометра. Диапазон измеряемых скоростей – от сотых долей до 0,5 м/с,

9. Измерение теплового облучения

Для измерений интенсивности теплового облучения применяют радиометры с углом видимости приемника не менее 160о и чувствительностью в инфракрасной и видимой областях спектра. Одним из них является радиометр Argus–03 (рис. 8.4). Это цифровой прибор с широким диапазоном измерений лучистой энергии. Его применение целесообразно на рабочем месте кузнеца, машиниста котельной установки, а также в помещениях теплопунктов.

Методы измерения и контроля этого параметра микроклимата аналогичны приемам при измерении температуры воздуха, а положение точек над уровнем пола указано в табл. 9.1.

Для измерения интенсивности теплового облучения (Вт/м2) может использоваться радиометр Argus–03 отечественного производства (рис. 9.1). Это – компактный прибор с батарейным питанием и углом видимости приемника не менее 160о.

Автоматизированные системы измерения ТНС–индекса (WBGT– индекса по международному стандарту ISO 7243) могут быть как одно-, так и многоканальные. Они позволяют измерять необходимые для расчета параметры параллельно в трех точках и выдавать результат на встроенный дисплей и/или на принтер.

Таблица 9.1

Одноканальный комплект фирмы Брюль и Къер (Дания) показан на рис. 9.3. Комплект датчиков типа ММ 0030 включает шаровой термометр 1, сухой 2 и влажный 3 термометры. Влажный термометр имеет емкость, заполненную дистиллированной водой. Измерительный прибор, выполненный по компьютерной технологии, и выдает результат без вмешательства оператора.

Трехканальная конфигурация этого прибора позволяет определить ТНС–индекс, включая взвешенный показатель. Для этого достаточно перед измерениями задать режим работы измерительного прибора.

Блок схема 3–х канального комплекса приведена на рис. 9.5. Такая комплектация позволяет одновременно измерять значение WBGT–индекса в рассмотренных точках и рассчитывать взвешенный показатель

Рис. 9.5 Блок-схема 3–х канального прибора

10. Проведение сертификационных испытаний

Порядок проведения испытаний рассмотренных параметров различных режимов воздушной среды установлен стандартом системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте СТ ССФЖТ ЦТ–ЦП 129–2002[2]. Стандарт предусматривает оценку параметров микроклимата, как в кабине машиниста подвижного состава, так и в салонах и служебных помещениях при проведении сертификационных испытаний. Для реализации требований сертификации стандартом устанавлены методические требования по оценке следующих показателей (табл. 10.1):

1.                коэффициента теплопередачи ограждений;

2.                коэффициента герметичности;

3.                эффективности системы подогрева;

4.                эффективности системы охлаждения;

5.                подпор воздуха (избыточное давление);

6.                колическтво наружного воздуха, подаваемого в помещение (инфильтрация).

10.1 Сертификация показателя «Коэффициент теплопередачи ограждений»

Для поддержания оптимального температурного режима в кабине машиниста необходимо знать коэффициент теплопередачи ограждений:

где Q – тепловой поток

Таблица 10.1

Показатели, характеризующие микроклимат

Установленные стандартом показатели должны измеряться в определенных точках в зависимости от сертифицируемого объекта. При этом объекты классифицируются по площади помещения: до 12 м2 и свыше. В обоих случаях точки располагаются в трех сечениях горизонтальной и вертикальной плоскостях. К первым относятся кабины машиниста, схема расположения точек измерения для которых показана на рис. 10.1.

Измеряемыми показателями являются:

·               мощность электрообогревателей, кВА;

·               температура воздуха, °С

¾              в помещении объемом до 12 м3 в 9-ти точках, а при объеме более 12 м3 – в 18 точках;

¾              в цехе с двух сторон от объекта на уровне 1,5 м от пола;

·                   площадь ограждения (внутренняя и внешняя).

Порядок проведения испытаний

Испытываемый объект (например, локомотив) устанавливают в помещении и прогревают до температуры окружающего воздуха. Затем в кабине размещают электрообогреватели мощностью 0,8–1,0 кВт в расчете на каждые 10 м3 помещения.

Внутри кабины равномерно размещают в 9–18 точках (в зависимости от объема) термодатчики измерительной аппаратуры по схеме (рис.10.1 и 10.2). Собирают измерительный комплекс температур и расхода электроэнергии.

Процесс испытания делят на два периода – период предварительного прогрева кабины и период непосредственного проведения измерений при достижении стационарного температурного режима. Продолжительность прогрева помещения должна составлять не менее 8–12 часов. В этот период ведут запись всех температур с целью определения момента выхода на стационарный режим.

Когда изменение показаний термодатчиков изменяются в пределах ±1,0°С, начинают регистрацию показаний всех приборов с интервалом 15 мин в течение 1–2 часа.

Обработка результатов

Средний коэффициент теплопередачи ограждения К вычисляют по формуле (Вт/м2·К):

К= ,                 (1)

где Q – тепловой поток, проходящий через ограждение помещения, Вт,

Q= I·U, Вт                             (2)

где I, U – соответственно, ток А и напряжение В в цепи питания электрообогревателей; Dtср – средний перепад температур воздуха в испытываемом помещении относительно наружного (в депо), оС;

Dtср = tвн –tн,;                                     (3)

tвн = ,                          (4)

где j – точка замера; tj – температура воздуха в j-ой точке помещения; m – количество точек измерения; n – количество измерений по времени при установившемся температурном режиме.

 tн = ,                                  (5)

где tn1, tn2 – наружная температура в точках 1 и 2; Fср – средняя площадь ограждения помещений, м2.

 Fср= ,                                                             (6)

где Fн и Fвн – площадь наружных и внутренних ограждений, м2.

Погрешность испытаний

Точность полученного путем вычислений среднего коэффициента теплопередачи ограждений помещения выражается интервалом, в котором с вероятностью 0,95 находится искомый результат, т.е.

Р = (`К – DК< К< К + DК) = 0,95,           (7)

где р – надежность получения результата, Р= 95% (0,95); `К – средний коэффициент теплопередачи ограждений помещения из n измерений:

К =  ,                    (8)

n – количество повременных измерений, идущих в зачет; ki – результат вычисления коэффициента теплопередачи в каждый момент времени; DК – доверительный интервал:

                         (9)

ta,n–1 – коэффициент Стьюдента, который зависит от объема выборки (n) и доверительной вероятности (p=1–a); SK – среднеквадратическое отклонение результата вычисления коэффициента теплопередачи ограждений помещения:

SK =  ,              (10)

SDt – суммарное среднеквадратическое отклонение результата перепада температур воздуха в помещении относительно наружного;

SDt = ,      (11)

S′Dt – систематическая погрешность прибора по измерению температуры; S″Dt – случайная погрешность измерения

                            (12)

SF – суммарное среднеквадратическое отклонение результата измерений средней площади ограждения помещения:

SF = ,                       (13)

DС – погрешность одного линейного измерения; m – количество линейных измерений; SQ – суммарное среднеквадратическое отклонение результата измерения мощности электрообогревателя, установленного в помещении;

SQ = ,              (14)

S'Q – систематическая погрешность измерительного прибора:

S′Q = ,                         (15)

Qвп – верхний предел измерения прибора; Кл – класс точности измерительного прибора; Qi – результат повременного измерения

S″Q =      (16)                        (17)

В случае, если погрешность испытаний превышает приписанную методике испытаний 0,05 Вт/м2·К, испытания проводят повторно.

Средний коэффициент теплопередачи ограждений помещения оценивают удовлетворительно, если он меньше или равен нормативному значению. В противном случае его оценивают неудовлетворительно.

10.2 Сертификация показателя "Эффективность системы подогрева помещений"

При сертификации показателя эффективности подогрева помещения оценивают следующие параметры:

·               максимальный перепад температур в помещении относительно наружной при максимально отрицательной наружной температуре Dtmax, заданной ТУ, оС;

·               время достижения заданной температуры воздуха в помещении при заданной ТУ наружной температуре t, мин;

·               точность поддержания температуры воздуха в помещении, ± Dt, 0С.

Время достижения заданной температуры определяют при включении системы отопления на максимальную мощность при испытаниях на стоянке.

Эффективность системы отопления измеряют в диапазоне отрицательных наружных температур и заданной постоянной скорости движения объекта:

·                   для локомотивов и МВПС с конструкционной скоростью;

·                   для самоходного СПС с конструкционной скоростью и на стоянке;

·                   для несамоходного СПС – на стоянке.

В случае невозможности проведения испытаний при конструкционной скорости допускается проводить испытания при другой постоянной скорости с последующим расчетом на условия, заданные ТУ.

Окна и двери в помещении должны быть закрыты, устройство подачи наружного воздуха должно работать с номинальной производительностью, а скорость ветра не должна превышать 7 м/с.

В случае жидкостной системы отопления объекта температура охлаждающей жидкости двигателя должна поддерживаться на уровне, предусмотренном ТУ.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7