Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности.
Известно, что для исследования параметров микроклимата применяют методы с использованием термографов, психрометров и анемометров (см. Белов С.В. Учебник по безопасности жизнедеятельности. М.: Высшая школа, 2003 г.).
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является способ определения параметров микроклимата по патенту РФ №2442934, F16L 3/04, (прототип), установка реализации которого содержит измерители температуры, влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне.
Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания и малое быстродействие приборов.
Технический результат - повышение эффективности, быстродействия и надежности срабатывания системы.
Это достигается тем, что способ оценки комфортности рабочей зоны по параметрам микроклимата, заключающийся в том, что сначала осуществляют замер температуры воздуха по термографу или психрометру, затем замеряют влажность воздуха по стационарному или аспирационному психрометрам, и определяют скорость движения воздуха по чашечному или крыльчатому анемометрам, отличается тем, что на основании полученных параметров - температуры воздуха в рабочей зоне, его влажности и скорости движения - рассчитывают степень комфортности по следующей формуле:
S=7,83-0,1tB-0,0968tO-0,0372P+0,18v(37,8-tB),
где tB - температура воздуха в рабочей зоне производственного помещения; tO - температура окружающих поверхностей в рабочей зоне; v - скорость движения воздуха, м/с;
Р - парциальное давление водяных паров, рассчитываемое по формуле:
P=0,01φ×Рнас, мм рт.ст.,
где φ - относительная влажность воздуха. %; Рнас - парциальное давление водяного пара в насыщенном состоянии, после чего оценивают комфортность параметров микроклимата по следующей шкале:
1 - очень жарко; 2 - слишком тепло; 3 - тепло, но приятно; 4 - чувство комфорта; 5 - прохладно, но приятно; 6 - холодно; 7 - очень холодно.
На фиг.1 изображен общий вид стационарного психрометра типа ВИТ-2, на фиг.2 -общий вид цифрового анемометра типа ATE-1034, на фиг.3 - общий вид контактного термометра с погружаемым зондом типа ТК5.01М, на фиг.4 - зависимость скорости воздуха от показателя комфортности.
Устройство для реализации способа оценки комфортности рабочей зоны по параметрам микроклимата содержит приборы по измерению температуры, влажности и скорости движения воздуха. В технике для измерения температуры воздуха, как правило, используют ртутные или спиртовые термометры, термоанемометры и аспирационные психрометры (при наличии источников теплового излучения).
Измерение относительной влажности воздуха
Относительная влажность воздуха измеряется психрометрами, например гигрометром-психрометром типа ВИТ-2.
Измерение относительной влажности воздуха основано на разнице показаний «сухого» и «увлажненного» термометров. После снятия показаний термометров по психрометрической таблице определяют относительную влажность воздуха.
Стационарный психрометр (фиг.1) состоит из двух одинаковых ртутных или спиртовых термометров с ценой деления не более 0,5°С, закрепленных на штативе. Ртутный (спиртовой) резервуар одного из термометров, называемый влажным (мокрым), обернут кусочком батиста, конец которого свернут жгутиком и опущен в сосуд с дистиллированной водой А для непрерывного поддержания ртутного (спиртового) резервуара во влажном состоянии.
Принцип действия психрометра заключается в следующем. С поверхности мокрой ткани Б происходит испарение воды, и, следовательно, влажный термометр теряет больше тепла, чем другой, так называемый сухой, и показания влажного термометра будут всегда ниже показаний сухого (tM<tc). Разность в показаниях сухого и мокрого термометров принято называть психрометрической разностью. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода с поверхности обернутого резервуара и тем больше снижается температура влажного термометра. По разности показаний сухого и влажного термометров можно судить о степени влажности воздуха. Когда воздух при данной температуре имеет максимальную влажность (φmax), испарения влаги не происходит, психрометрическая разность равна нулю, и оба термометра покажут одну и ту же температуру (tc=tM).
К самопишущим приборам для регистрации температуры и относительной влажности воздуха относятся термографы и гигрографы, которые выпускаются с суточным и недельным вращением барабана.
Измерение скорости движения воздуха
Скорость движения воздуха измеряют анемометрами и термоанемометрами.
Принцип действия анемометров обоих типов основан на том, что частота вращения крыльчатки тем больше, чем больше скорость движения воздуха. Вращение крыльчатки передается на счетный механизм. Разница в показаниях до и после измерения, деленная на время наблюдения, показывает число делений в 1 с. Специальный тарировочный паспорт, прилагаемый к каждому прибору, позволяет по вычисленной величине делений определить скорость движения воздуха.
Технические характеристики цифрового анемометра АТЕ-1034: измерение скорости воздушного потока: 0,2…25,0 м/с; разрешение: 0,01 м/с (0,2…5 м/с); 0,1 м/с (5,1…25 м/с); измерение температуры воздушного потока: диапазон: 0…50°С.
Измерение температуры tО окружающих поверхностей в рабочей зоне производят с помощью контактного термометра с погружаемым зондом типа ТК5.01 М, производитель Техно-Ас(Россия).
Технические характеристики:
Диапазон измеряемых температур: -40…+200°С
Относительная погрешность: ±0,5%+ед.мл.разр.
Цена единиц младшего разряда: 0,1°С
Рабочие условия эксплуатации: -20…+50°С
относительная влажность, %: не более 80% при Т=35°С
атмосферное давление; кПа: 86 106
Напряжение питания 1.5×2 В
Термометр контактный цифровой типа ТК-5.01М предназначен для измерения температуры жидких, сыпучих сред путем непосредственного контакта зонда с объектом измерения. В качестве термочувствительного элемента в зонде используются преобразователи термоэлектрические (ТП) с НСХ по ГОСТ Р 8.585.
Функциональные возможности термометра ТК 5.01 М:
измерение температуры с ценой ед. младшего разряда 0.1°С
индикация пониженного напряжения питания
подсветка индикатора
быстродействие
простота использования
Способ оценки комфортности рабочей зоны по параметрам микроклимата осуществляют следующим образом.
Обязательно соблюдают следующий порядок выполнения операций при определении параметров микроклимата:
1. Определить температуру воздуха с помощью термометра.
2. Определить относительную влажность воздуха с помощью психрометра типа ВИТ-2. Для чего необходимо: с помощью пипетки смочить водой кусочек батиста, закрепленный на резервуаре влажного термометра; через 4 мин снять показания по сухому и влажному термометрам; вычислить психрометрическую разность Δt=tc-tM;
по вычисленной психрометрической разности Δt с помощью психрометрической таблицы (табл.2.1) определить значение относительной влажности. Результаты измерений и расчетов занести в протокол.
3. Определить скорость движения воздуха, создаваемого осевым вентилятором (настольного типа), в рабочих точках (расположенных не менее 1 м от центра вентилятора) при помощи анемометра ATE-1034.
4. Определить температуру tО окружающих поверхностей в рабочей зоне с помощью контактного термометра с погружаемым зондом типа ТК5.01 М.
Пример выполнения предложенного способа
1. Построить зависимость скорости движения воздуха от показателя комфортности, если показания термометров по психрометру в ткацком цехе фабрики составили: сухого tC=-24°С, мокрого tM=19,5°С. Категория работ - IIб, показатель комфортности S=4. Принять температуру окружающих предметов равной температуре воздуха в цехе, т.е. t0=tB, которая в свою очередь определяется по показаниям сухого термометра, т.е. tB=tC (исходные данные для расчета по своему варианту принять из табл.2.4).
2. Сделать вывод, сравнивая полученные результаты с допустимыми нормами параметров микроклимата для теплого периода года с незначительным избытком явного тепла по ГОСТ 12.1.005-88, и, в случае несоответствия полученных результатов нормативным значениям, рассчитать показатель комфортности S для верхнего диапазона допустимых значений тех параметров микроклимата, которые не соответствуют допустимым значениям.
Разность в показаниях сухого и мокрого термометров принято называть психрометрической разностью (Δt=tc-tM); она служит для определения влажности, φ %, по табл.2.1, прилагаемой к психрометру.
В нашем случае Δt=tc-tM=24-19,5=4,5°С. Следовательно, относительная влажность воздуха в цехе составит φ=65%. Итак, для расчета получены следующие данные:
tB=24°С; φ=65%.
Теперь рассчитаем парциальное давление водяных паров по формуле
Р=0,01φ×Рнас, мм рт.ст.,
где Рнас - парциальное давление водяного пара в насыщенном состоянии, определяемое по показанию сухого термометра из табл.1.
пара, Рнас, мм рт.ст.
пара, Рнас, мм рт.ст.
Для нашего значения температуры tB=24°С парциальное давление водяного пара в насыщенном состоянии Рнас=22,38.
Тогда парциальное давление водяных паров для нашего случая определится так:
Р=0,01φ×Рнас=0,01×65×22,38=14,5 мм рт.ст.
Теперь определяем требуемую скорость движения воздуха в ткацком цехе, при которой показатель хорошего самочувствия был бы равен S=4:
Теперь переходим к построению графика зависимости скорости движения воздуха от показателя комфортности для группы вариантов: I - 1,3,4,5,6; II - 7,8,9,10,11; III -2,12,13,14,15; IY - 16,17,18,19,20,21,22; Y - 23,24,25,26,27,28,29; YI - 30,31,32,33,34,35.
На фиг.4 в качестве примера приведена функциональная зависимость скорости движения воздуха от показателя комфортности и формула ее линейной аппроксимации. Вывод: 1) для рассматриваемого случая существующие параметры микроклимата в цехе (tB=24°С; φ=65%, v=0,58 м/с) соответствуют допустимым нормативным значениям (при tB-24°С и ниже: φ=75%, v=0,3…0,7 м/с).
В качестве примера рассмотрим случай, когда имеет место превышение рассчитанных параметров микроклимата, т.е. tB=24°С; φ=50%, v=1,73 м/с, а допустимыми по нормам значениями являются: при tB=24°С и ниже: φ=75%, v=0,3…0,7 м/с), т.е. рассчитаем показатель комфортности S для случая: tB=24°С, φ=50%, v=0,7 м/с. Парциальное давление водяных паров для нашего случая определится так:
Р=0,01φ×Рнас=0,01×50×22,38=11,2 мм рт.ст.
S=7,83-0,1tB-0,0968tO-0,0372Р+0,18v(37,8-tB)=7,83-0,1×24-0,0968×24-0,0372×11,2+0,18×0,7×(37,8-24)=4,4.
Показатель самочувствия может иметь следующие значения: 1 - очень жарко; 2 - слишком тепло; 3 - тепло, но приятно; 4 - чувство комфорта; 5 - прохладно, но приятно; 6 - холодно; 7 - очень холодно.
Показатель S может выражаться и дробным числом, что позволяет более точно оценить, какому ощущению (например, к 3 баллам - тепло или к 4 баллам - комфорт и т.д.) ближе те или иные состояния самочувствия человека. Для легких физических работ S=3; для работ средней тяжести S=4; для тяжелых физических работ S=5 баллам.
Приведенная зависимость позволяет решать в необходимых случаях и обратную задачу. Задаваясь необходимой степенью комфорта и оптимальными значениями температуры и влажности воздуха, можно вычислить необходимую скорость движения воздуха, которая для данных конкретных условий будет больше всего отвечать требованиям обеспечения комфорта.
Вывод: 2) данное значение показателя S=4,4 находится между S=4 (комфорт) и S=5 (прохладно, но приятно), т.е. допустимая скорость движения воздуха v=0,7 м/с более приемлема с гигиенической точки зрения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОЦЕНКИ КОМФОРТНОСТИ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПО ПАРАМЕТРАМ МИКРОКЛИМАТА | 2010 |
|
RU2442934C2 |
СПОСОБ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КОМФОРТНОСТИ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ | 2011 |
|
RU2472134C1 |
СПОСОБ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КОМФОРТНОСТИ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ | 2011 |
|
RU2511022C2 |
Способ оценки комфортности микроклимата в помещениях жилых, общественных и административных зданий | 2016 |
|
RU2636807C1 |
ПРЯМОТОЧНАЯ МНОГОЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ | 2010 |
|
RU2452900C2 |
СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ С ТЕПЛООБМЕННЫМИ АППАРАТАМИ | 2010 |
|
RU2453774C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА | 2012 |
|
RU2473018C1 |
КОНДИЦИОНЕР ДЛЯ ЦЕХОВ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ТЕПЛА | 2012 |
|
RU2493498C1 |
ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ КОЧЕТОВА | 2013 |
|
RU2511903C1 |
ВОДОВОЗДУШНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ИНТЕНСИВНОГО ОБЛУЧЕНИЯ | 2012 |
|
RU2481531C1 |
Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. Способ оценки комфортности рабочей зоны по параметрам микроклимата заключается в том, что сначала осуществляют замер температуры воздуха по психрометру. Затем замеряют влажность воздуха по стационарному психрометру и определяют скорость движения воздуха по анемометрам. Далее на основании полученных параметров - температуры воздуха в рабочей зоне, его влажности и скорости движения, а также температуры окружающих поверхностей в рабочей зоне - рассчитывают степень комфортности по следующей формуле: S=7,83-0 , 1tB-0,0968tO-0,0372Р+0,18v(37,8-tB), где tB - температура воздуха в рабочей зоне производственного помещения; tO - температура окружающих поверхностей в рабочей зоне; v - скорость движения воздуха, м/с; Р - парциальное давление водяных паров, рассчитываемое по формуле: Р=0,01φ×Рнас, мм рт.ст., где φ - относительная влажность воздуха, %; Рнас - парциальное давление водяного пара в насыщенном состоянии. После чего оценивают комфортность параметров микроклимата по следующей шкале: 1 - очень жарко; 2 - слишком тепло; 3 - тепло, но приятно; 4 - чувство комфорта; 5 - прохладно, но приятно; 6 - холодно; 7 - очень холодно. При этом осуществляют замеры: температуры воздуха и его влажности по стационарному психрометру типа ВИТ-2, скорости движения воздуха по цифровому анемометру ATE-1034, а температуры окружающих поверхностей в рабочей зоне - с помощью контактного термометра с погружаемым зондом типа ТК5.01M. Техническим результатом является повышение эффективности, быстродействия и надежности срабатывания системы. 4 ил., 1 табл.
Способ оценки комфортности рабочей зоны по параметрам микроклимата, заключающийся в том, что сначала осуществляют замер температуры воздуха по психрометру, затем замеряют влажность воздуха по стационарному психрометру и определяют скорость движения воздуха по анемометрам, затем на основании полученных параметров - температуры воздуха в рабочей зоне, его влажности и скорости движения, а также температуры окружающих поверхностей в рабочей зоне - рассчитывают степень комфортности по следующей формуле:
S=7,83-0,1tB-0,0968tO-0,0372Р+0,18v(37,8-tB),
где tB - температура воздуха в рабочей зоне производственного помещения; tO - температура окружающих поверхностей в рабочей зоне; v - скорость движения воздуха, м/с;
Р - парциальное давление водяных паров, рассчитываемое по формуле:
Р=0,01φ×Рнас, мм рт.ст.,
где φ - относительная влажность воздуха, %; Рнас - парциальное давление водяного пара в насыщенном состоянии, после чего оценивают комфортность параметров микроклимата по следующей шкале: 1 - очень жарко; 2 - слишком тепло; 3 - тепло, но приятно; 4 - чувство комфорта; 5 - прохладно, но приятно; 6 - холодно; 7 - очень холодно; отличающийся тем, что при этом осуществляют замеры: температуры воздуха и его влажности по стационарному психрометру типа ВИТ-2, скорости движения воздуха по цифровому анемометру ATE-1034, а температуры окружающих поверхностей в рабочей зоне - с помощью контактного термометра с погружаемым зондом типа ТК5.01M.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Обновление каталога "Электронщик", 28.02.2011, с.6-7, всего с.36 | |||
Руководство по эксплуатации, "Техноас", паспорт, 28.08.2009 | |||
US 6145751 A1, 14.11.2000 | |||
СПОСОБ ОЦЕНКИ КОМФОРТНОСТИ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПО ПАРАМЕТРАМ МИКРОКЛИМАТА | 2010 |
|
RU2442934C2 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
2014-03-10—Публикация
2012-08-16—Подача