Описание лабораторной установки. Цель работы: освоить методы измерений и оценки основных параметров микроклимата производственных помещений и режима работы кондиционера.

Лабораторная работа 3

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КОНДИЦИОНЕРА

Цель работы: освоить методы измерений и оценки основных параметров микроклимата производственных помещений и режима работы кондиционера.

Общие положения

Метеорологические условия внутренней среды помещений определяются действием на организм человека сочетания температуры Т (°С), относительной влажности V (м/с), а также температуры окружающих поверхностей – избыточным теплом Q (Вт/м³) и барометрическим давлением Р (мм рт.ст.).Это обусловлено нормальным протеканием физических процессов в организме лишь тогда, когда выделяемое человеком тепло непрерывно отводится в окружающую среду (испарение влаги с поверхности кожи, нагрев вдыхаемого воздуха, излучение и т.д).

При пониженной теплоотдаче происходит перегрев организма вплоть до теплового удара, а при повышенной – переохлаждение (снижение работоспособности, простудные заболевания).

Оптимальные и допустимые параметры микроклимата в зависимости от периода года, категории тяжести выполняемой работы и категории помещения по тепловому режиму устанавливаются по ДСН 3.3.6.042-99. «Санитарные нормы. Микроклимат производственных помещений» (см. лабораторную работу 2).

Период года – устанавливается по среднесуточной температуре наруж­ного воздуха:

теплый период Т>=+10°С, холодный период Т< +10°С.

Для измерения и контроля условий рабочей среды используются:

- ртутные и спиртовые термометры и термографы для регистрации температуры;

- чашечные и крыльчатые анемометры – скорость движения воздуха;

- психрометры (в частности Ассмана) и гигрографы для измерения влажности.

Влажность бывает абсолютная, максимальная и относительная. Абсолютная влажность (А) – содержание водяных паров в граммах в 1 м³ воздуха при данной температуре.

Максимальная влажность (F) – количество водяных паров в граммах, которое может насыщать 1 м³ воздуха при данной температуре. Чем выше температура, тем больше требуется водяных паров для полного насыщения до максимальной влажности.

Относительная влажность (φ) – отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной, выраженное в процентах:

Для характеристики охлаждающей способности воздуха используются параметры: влагосодержание и энтальпия.

Влагосодержание воздуха (d) – количество водяных паров в граммах на 1 кг сухого воздуха (г/кг).

Энтальпия – теплосодержание одного килограмма воздуха (ккал/кг).

Основные параметры кондиционера: холодопроизводительность (ккал/ч) и производительность по объёму обрабатываемого воздуха (м³/ч).

Мероприятиями по оздоровлению воздушной среды рабочей зоны производственных помещений является вентиляция и кондиционирование.

Вентиляция – организованный регулируемый воздухообмен. По способу перемещения воздуха производственная вентиляция может быть естественной, принудительной (или механической) и смешанной (естественная + принудительная).

Естественная вентиляция делится на неорганизованную (воздухообмен происходит через окна, форточки, фламуги, двери, фонари и т.д.) и организованную – аэрацию. Аэрация осуществляется под действием аэростатического и ветрового давления в помещениях со значительным тепловыделением. Для притока наружного воздуха в боковых ограждениях устраивают проемы (вентиляционные окна), а для удаления воздуха из помещения на крышах устанавливают незадуваемые аэрационные фонари, шахты или трубы различной конструкции.

Принудительная вентиляция может быть приточной, вытяжной и приточно-вытяжной, кроме этого – общеобменной (весь объем помещения) и местной (определенные рабочие зоны). Принудительная вентиляция создается вентиляторами (осевыми или центробежными) по воздуховодам с использованием воздухозаборников – насадок различной конструкции. Очистка удаляемого воздуха производится специальными фильтрами и пылеуловителями.

Необходимый воздухообмен для обеспечения требуемых параметров воздушной среды определяется расчетом по количеству тепла, влаги и вредных веществ, которые необходимо удалить.

Для поддержания в помещении постоянной температуры и влажности независимо от изменения наружных условий применяют кондиционирование. Оно бывает полное – когда контролируются температура, влажность и скорость воздуха, и неполное – контролируется один из параметров, чаще всего температура.

Кондиционер – вентиляционная установка, которая в автоматическом режиме поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды.

Кондиционеры могут быть местные – для небольших помещений (кабинетов, лабораторий и т.д.) и центральные – для больших цехов (производительность от 30 до 250 тыс. м³/час). Центральные кондиционеры готовят воздух, а затем он по воздуховодам распределяется по помещениям. При этом работают по схеме частичной рециркуляции воздуха, т.е. очистки и использования воздуха, удаляемого из помещения.

Расчет режима работы кондиционера сводится к определению требуемой его производительности и времени работы на протяжении каждого часа.

Описание лабораторной установки

В качестве лабораторной установки используется бытовой кондиционер типа БК – 1500 (рис. 3.1). Кондиционер состоит из двух изолированных отсеков: внутреннего (1) и наружного (2). Он устанавливается в стенном проеме таким образом, чтобы внутренний отсек (1) находился внутри, а наружный (2) – вне помещения.

Рис. 3.1 Принципиальная схема кондиционера

Между отсеками имеется перегородка с отверстием (12), которая может закрываться с помощью заслонки, управляемой с пульта кондиционера.

В отсеках кондиционера размещен фреоновый холодильный агрегат с компрессором (4), внутренний (7) и наружный (13) вентиляторы.

При включении кондиционера происходит охлаждение испарителя (5) и нагрев конденсатора (6) холодильной установки.

Вентилятор (7) засасывает воздух (8) из помещения, который, проходя мимо испарителя (5), охлаждается и вновь поступает в помещение через приточный канал (9).

При этом энтальпия (J) воздуха снижается, что приводит к увеличению относительной влажности воздуха, которая при значительном охлаждении воздуха становится насыщающей, т.е. равной 100%, и избыток влаги может выпадать в виде росы.

Следовательно, абсолютная влажность обработанного в кондиционере воздуха при этом снижается, т. е. кондиционер выполняет роль и осушителя воздуха.

Второй элемент холодильной установки – конденсатор (6) нагревается, т. е. отдает тепло, перенесённое в него с помощью фреона из внутреннего отсека кондиционера.

Отвод тепла от конденсатора (6) в открытую атмосферу осуществляется с помощью воздуха, засасываемого вентилятором (13) через радиатор (10) конденсатора (6) и выбрасываемого в атмосферу через выходной канал (11).

Таким образом, кондиционер действует как тепловой насос: он "перекачивает" тепло из внутреннего отсека в наружный, т. е. из помещения в открытую атмосферу.

При обратной установке кондиционера он будет нагревать внутренний и охлаждать наружный воздух.

При необходимости наружный (свежий) воздух может подаваться в помещение, минуя охладительную установку, через специальное отверстие в перегородке, перекрываемое задвижкой (12).

В таком режиме кондиционер работает как приточная вентиляционная установка.

Управление режимом работы кондиционера осуществляется с помощью ручек, установленных на его пульте управления: ручкой "вентиляция – кондиционирование" регулируется объём кондиционируемого или вентилируемого воздуха, ручкой "регулировка температуры" регулируется холодопроизводительность кондиционера и ручкой "заслонка" производится открытие вентиляционного канала для перевода работы кондиционера в режим вентиляции.

Ход работы

1. Измерить с помощью психрометра Ассмана температуру воздуха в помещении по «сухому» t_п.сух.(⁰С) и «влажному» t_п.вл. (⁰С) термометрам.

2. Измерить с помощью психрометра Ассмана температуру воздуха в выходном канале кондиционера по «сухому» t_к.сух. (⁰С) и «влажному» t_к.вл.(⁰С) термометрам.

3. Измерить с помощью чашечного анемометра скорость движения воздуха в выходном канале кондиционера с_к.(м/с).

4. Рассчитать фактическую холодопроизводительность кондиционера по формуле:

где S_к – площадь выходного канала кондиционера, принимаем S_к = 0,04 м²;

с_ĸ – скорость движения воздуха в выходном канале кондиционера (м/сек);

γ – удельный вес воздуха при определённой температуре воздуха в помещении, t_п.сух. (кг/м³).

Таблица 3.1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: