Сертификация систем обеспечения микроклимата

7.1 Термогигрометры

Для измерения показателей микроклимата применяются унитарные и комбинированные приборы. Унитарные предназначаются для измерения одного из метеорологических параметров, а комбинорованные – минимум для двух.

Среди унитарных приборов отличные метрологические характеристики имеет, например, гигрометр hygrotest 6200 (рис. 7.1). Его производитель фирма testo (Германия). Отличается он высокой точностью результата и широким температурным диапазоном, что позволяет применять его в различных климатических условиях, свойственных России.

Комбинированные приборы имеют наибольшее распространение. Как правило, они сочитают возможность измерения двух параметров: температура–скорость движения воздухак или температура–относительная влажность.

Для измерения температуры и влажности разработан термогигрометр типа ТКА–ТВ (рис. 7.2). Прибор оснащен выносным зондом, обеспечивающим свободный доступ к точке измерений. Питание осуществляется от батареи «Крона».

Таблица 7.1

Метрологические характеристики прибора ТКА–ТВ

Относительным недостатком прибора – ограничение тепмпературного режима измерений положительными температурами. Метрологические параметры измерителя температуры и влажности приведены в табл. 7.1.

В настоящее время изготавливаются в основном комбинированные приборы для одновременного измерения нескольких параметров микроклимата. Это цифровые приборы, применение которых существенно ускоряет процесс измерения и повышает точность результата при считывании цифровой информации, исключающей ошибку параллакса. Они малогабаритны и легки. Питаются от батареи типа «Крона».

Для измерения температурного режима и относительной влажности воздушной среды используется термогигрометр ИВА–6 (рис. 7.2). Это компактный прибор с простым режимом обслуживания: имеет только две клавиши по числу измеряемых параметров и ЖК–дисплей с четко читаемой информацией.

Термогигрометр ИВА–6А (рис. 7.3) – более совершенный цифровой прибор с высокими метрологическими характеристиками (табл. 7.3). Он обеспечивает в автоматическом режиме измерения с интервалом 1 мин (основной режим) или 2 с по выбору исследователя. В памяти прибора сохраняются минимальное и максимальное значения температуры и относительной влажности за весь период измерения.

Чувствительные элементы относительной влажности и температуры установлены в измерительном преобразователе и защищены от механических повреждений. Прибор выполнен на основе цифровых технологий, мологабаритный с питанием от внутреннего источника типа «Крона».

Блок индикации термогигрометра выполнен на базе микроконтроллера и осуществляет следующие функции:

– измерение частоты сигнала по каналу влажности;

– измерение сопротивления терморезистора;

– вычисление значения температуры;

– вычисление значения относительной влажности;

– температурная коррекция значения относительной влажности;

– вычисление температуры точки росы;

– индикация величины относительной влажности и температуры на жидкокристаллическом дисплее;

– часы и календарь;

– запись измеренных значений влажности и температуры в модуль памяти с заданным интервалом между измерениями;

– фиксация экстремальных значений температуры и влажности, времени и даты этих событий;

- взаимодействие с персональным компьютером.

Таблица 7.2

Метрологические характеристики ИВА–6А

При измерениях преобразователь термогигрометра размещают непосредственно в месте измерения относительной влажности и температуры воздуха, избегая близости предметов, выделяющих тепло (отопительные системы и пр.). Блок индикации термогигрометра держат в руке или размещают на горизонтальной поверхности.

На рис. 7.5 показаны лицевая панель термогигрометра, на которой расположены индикатор и две кнопки: «→» и «↓».

На индикаторе термогигрометра постоянно высвечиваются текущие значения относительной влажности (верхняя строка) и температуры (нижняя строка). Период обновления показаний – 1 минута. При нажатии на любую кнопку термогигрометр переходит в «быстрый» режим измерений и период обновления показаний индикатора уменьшается до 2 с. Через некоторое время период обновления показаний индикатора становится равным 1 минуте.

При необходимости поддерживать термогигрометр в «быстром» режиме измерений длительное время рекомендуется периодически кратковременно нажимать на кнопку «↓» (после нажатия кнопки начинается новый отсчет времени «быстрого» режима измерений).

Если термогигрометр не находится в равновесии с анализируемой средой (в случае изменения температуры или влажности, при перемещении в другое место и т.д.), то считывание значений влажности и температуры осуществляют после того, как показания индикатора термогигрометра примут установившееся значение. Для ускорения процесса установления показаний рекомендуется производить колебательные движения измерительного преобразователя. При этом уменьшается время достижения теплового равновесия сенсоров с окружающей средой за счет их обдува воздухом.

Считывание значений относительной влажности и температуры можно производить только при установившихся показаниях термометра!

Переключение режимов работы термогигрометра осуществляется последовательным нажатием кнопки «→». При этом на дисплее высвечивается указатель  напротив надписи на панели термогигрометра, характеризующей текущий режим работы.

Последовательность переключения режимов работы следующая:

1. Индикация минимального значения относительной влажности и соответствующего ему значения температуры. Указатель напротив надписи «RНmin».

2. Индикация максимального значения относительной влажности и соответствующего ему значения температуры. Указатель напротив надписи «RНmax».

3. Индикация минимального значения температуры и соответствующего ему значения относительной влажности. Указатель напротив надписи «Тmin».

4. Индикация максимального значения температуры и соответствующего ему значения относительной влажности. Указатель напротив надписи «Тmax».

5. Индикация интервала записи в модуль памяти. Если модуль памяти не установлен, режим пропускается. Указатель напротив надписи «Интервал записи».

6. Индикация текущего времени и даты. Указатель напротив надписи «Время/Дата».

7. Индикация времени и даты начала периода фиксации экстремальных значений температуры и относительной влажности. Режим сброса экстремальных значений температуры и относительной влажности и начала нового периода фиксации этих значений. Указатель напротив надписи «СБРОС».

8. Индикация текущего значения точки росы и температуры (если этот режим разрешен при конфигурировании). Указатель напротив надписи «°Стр». Если термогигрометр не находится в «быстром» режиме измерений, первое нажатие кнопки «→» игнорируется (при этом начинается «быстрый» режим).

При выборе режима индикации текущего времени и даты после нажатия кнопки «→» на индикаторе высвечивается текущее время. При нажатии кнопки «↓» на индикатор выводится текущая дата: в верхней строке число и месяц, в нижней – год. При последующих нажатиях кнопки «↓» на индикаторе чередуются время и дата. При длительном (более 3 с) нажатии кнопки «↓» термогигрометр переходит в режим установки текущих значений времени и даты. Параметр (часы, минуты, число, месяц или год), значение которого может увеличиваться на единицу при нажатии на кнопку «↓» начинает мигать. Переход к следующему параметру осуществляется нажатием на кнопку «→». После ввода всех параметров на индикаторе высвечивается надпись «ЗАП.». При нажатии кнопки «↓» в этом состоянии происходит запись введенных значений текущего времени и даты.

Время достижения экстремального значения влажности или температуры выводится на индикатор в режиме индикации соответствующего экстремального значения после нажатия на кнопку «↓». После второго нажатия на эту кнопку на индикатор выводится дата этого события.

Отличительная особенность данного термогигрометра – возможность подключения внешнего модуля памяти и обработка результатов на персональной ЭВМ. На рис. 7.5 приведен график изменения температуры во времени. Продолжительность регистрации исследуемых параметров во внешней памяти зависит от интервала снятия показаний и при 1 мин составляет 14 суток.

7.2 Метеометр МЭС–200

Наиболее совершенным прибором для измерения параметров воздушной среды является метеометр МЭС–200А (рис. 7.6).

Таблица 7.3

Основная абсолютная погрешность измерений

VX – измеренное значение скорости воздушного потока, м/с.

Кроме температуры, скорости движения, относительной влажности и ТНС–индекса он пригоден для измерения концентрации вредных газов (со специальными щупами). Этот прибор может использоваться как в качестве портативного, так и в составе систем сбора данных в качестве датчика перечисленных выше величин со стандартными каналами связи RS–232С и RS –485.

Питание МЭС–200А осуществляется от блока аккумуляторов напряжением 4,8 В или от внешнего источника электропитания напряжением 12 В и током 0,25 А.

Прибор обладает высокими метрологическими свойствами (табл. 7.3). Предел допускаемого значения дополнительной погрешностей измерения относительной влажности на каждые 10°С в диапазоне температур от 10 до 40 °С не превышает 1%.

Предел допускаемого значения дополнительной погрешности измерения скорости воздушного потока на каждые 10°С в диапазоне температур от –40 до +60 °С не превышает значения основной абсолютной погрешности.

Дополнительная погрешность МЭС–200А, вызванная изменением напряжения питания в пределах (4,8 ± 0,48) В, не более 0,2 основной. Время прогрева МЭС–200А не превышает 5 мин.

Время непрерывной работы МЭС–200А от блока аккумуляторов не менее, ч:

– во всех режимах, кроме режима измерения скорости воздушного потока – 12;

– в режиме измерения скорости воздушного потока – 5.

Составные части МЭС–200А предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

– блок электроники при температуре от –20 до +60°С и относительной влажности окружающего воздуха до 95% при температуре 35°С;

– щуп Щ–1 для измерения давления, относительной влажности, температуры и скорости воздушного потока при температуре от –40 до +85°С и относительной влажности окружающего воздуха до 98 % при температуре 35°С;

– щуп измерительный температуры черного шара Щ–2 при температуре от –40 до +85°С и относительной влажности окружающего воздуха до 98 % при температуре 35°С.

7.3 Устройство и работа метеометра МЭС–200А

Датчик скорости воздушного потока – платиновый терморезистор, подогреваемый стабилизированным током до температуры (200 – 250) °С. В зависимости от скорости воздушного потока меняется степень охлаждения терморезистора и падение напряжения на нем, которое и является мерой скорости воздушного потока.

В качестве датчика температуры используется платиновый терморезистор с нормирующим усилителем.

Датчика влажности – функционально законченный сенсор влажности с нормированным выходным напряжением от 0,8 до 4,2 В с высокой степенью линейности выходного напряжения от относительной влажности.

Интегральный показатель ТНС–индекс определяется автоматически на основе величин температуры смоченного термометра (ТВЛ) и температуры внутри зачерненного шара (ТШ):

ТНС = (0,7ТВЛ +0,3ТШ), °С.

Температура внутри черного шара ТШ измеряется с помощью щупа Щ–2, помещаемого в центр черного полого шара. ТШ отражает влияние температуры воздуха, температуры поверхностей и скорости движения воздуха.

Температура ТВЛ автоматически вычисляется на основании результатов измерения с помощью щупа Щ–1 температуры и влажности воздуха в окружающей среде.

Блок электроники служит для преобразования аналоговой информации в цифровую форму, математической обработки результатов измерений и отображения результатов измерений на двухстрочном матричном жидкокристаллическом индикаторе.

На лицевой панели прибора расположены четыре кнопки управления:

На верхнем торце блока электроники расположен разъем с надписью «Т, Н, V» для подключения щупов Щ–1, Щ–2 и датчик давления (надпись Р).

Рис. 7.7 Схема соединений для измерения ТНС–индекса

Для измерения ТНС–индекса собирают схему, представленную на рис. 7.7.

На нижнем торце блока электроники расположены разъем с надписью «РС» для подключения к компьютеру и разъем с надписью «12 В» для подключения к внешнему источнику электропитания. Кроме того, на этой же стороне блока установлен светодиод сигнализации зарядки аккумуляторной батареи.

7.4 Работа со щупом измерительным Щ–1

Предварительные замечания:

1. В период эксплуатации МЭС–200А при резкой смене температур (перемещение прибора из рабочих условий с отрицательными температурами в рабочие условия с положительными) необходимо выдержать МЭС–200А при положительной температуре в течение 20 мин.

2. При пользовании МЭС–200А необходимо предохранять сенсоры, расположенные в щупах, от касания руками и различными предметами.

3. При транспортировке щупов сенсоры должны быть обязательно закрыты защитным кожухом.

При нажатии кнопки «О» включается подсветка и на индикаторе появляются надписи со значениями температуры и влажности

Т.................°С,

Н.................%.

Если аккумуляторная батарея разряжена, надпись в верхней строке будет мигать с частотой (1–2) Гц. В этом случае необходимо выключить МЭС–200А, подключить внешний источник электропитания и произвести подзарядку аккумуляторов в течение 16 ч. О подключении источника электропитания сигнализирует светодиод на нижней торцевой стороне корпуса. Во время заряда МЭС–200А должен быть выключен. Установка режимов работы МЭС–200А осуществляется кнопками «П», «+», «–» в соответствии с циклограммами, представленными на рис. 7.8.

Рис. 7.8 Использование клавиш при работе со щупом Щ–1

При нажатии кнопки «О» прибор переходит в режим измерения температуры и влажности. Для установки МЭС–200А в режим измерения давления необходимо нажать кнопку «П». При следующем нажатии кнопки «П» МЭС–200А возвращается в режим измерения температуры и влажности и т.д.

Для установки МЭС–200А в режим измерения скорости воздушного потока необходимо после нажатия кнопки «П» нажать кнопку «+» и выждать (2–3) мин до снятия показаний (интервал времени, необходимый для прогрева сенсора скорости воздушного потока).

При следующем нажатии кнопки «П» МЭС–200А устанавливается в режим измерения температуры и влажности и т.д.

В режиме измерения температуры и влажности (Т, Н) при нажатии кнопки «П» и сразу кнопки «–» младшему разряду единицы измерения температуры соответствует 0,01 °С.

В режиме измерения давления (Р) при нажатии кнопки «П» и сразу затем кнопки «–» младшему разряду единицы измерения давления соответствует 0,01 кПа и 0,1 мм рт. ст.

Подсветка матричного индикатора возникает каждый раз при нажатии кнопки «О» и затем любой другой кнопки и продолжается в течение ~ 10 с, а затем подсветка выключается. Для повторной подсветки следует нажать кнопку «+» или «–».

Если в процессе работы с МЭС–200А ни одна из кнопок не нажимается в течение ~ 5 мин, прибор автоматически выключается.

Примечания:

1) при измерении скорости воздушного потока в диапазоне от 0 до 5 м/с температура внутри измерительного щупа Щ–1 может возрастать на 2°С относительно температуры окружающей среды. Измерять температуру с нормированной погрешностью после измерения скорости воздушного потока можно через 10 мин;

2) при измерении скорости воздушного потока измерительный щуп Щ–1 должен быть ориентирован относительно направления воздушного потока таким образом, чтобы плоскость приемного окна сенсора скорости измерительного щупа была перпендикулярна направлению воздушного потока, при этом головка крепежного винта на щупе должна быть направлена в сторону потока.

3) схемы подключения МЭС–200А к персональному компьютеру по стандартным каналам связи RS–232С и RS–485, протоколы обмена и инструкция по работе с программой в среде операционной системы Windows находятся на дискете, поставляемой по специальному заказу в комплекте принадлежностей.

7.5 Работа со щупом измерительным Щ–2

Данный тип щупа предназначен для измерений ТНС–индекса. С этой целью собирают схему, представленную на рис. 7.7.

Подготовка к работе измерительного щупа Щ–2 осуществляется в следующей последовательности:

а) закрепить щуп измерительный температуры шара Тш на подставке, зафиксировав его стопорным винтом;

б) вставить резиновую втулку в отверстие черного шара;

в) черный шар с резиновой втулкой установить на щуп так, чтобы резиновая втулка плотно прижалась к выступу на щупе; при этом сенсор температуры щупа будет установлен в центре черного шара;

г) снять защитный кожух со щупа измерительного Щ–1.

При нажатии кнопки «О» на индикаторе появляются результаты измерения температуры (температура сухого термометра) и относительной влажности окружающей среды:

Т..................°С

Н..................%.

Если аккумуляторная батарея разряжена, надпись в верхней строке будет мигать с частотой (1–2) Гц. В этом случае необходимо выключить МЭС–200А, подключить источник электропитания ИЭС7–1203 к блоку электроники и произвести зарядку аккумуляторной батареи. Зарядка производится в течение 16 ч.

 Установка режимов работы МЭС–200А осуществляется кнопками «П»,«+», «–» в соответствии с циклограммой, представленной на рис. 7.9.

Рис. 7.9 Использование клавиш при работе со щупом Щ–2

При нажатии кнопки «П» МЭС–200А переходит в режим измерения давления. На индикаторе появляются надписи со значениями давления в кПа и мм рт.ст.

При следующем нажатии кнопки «П» МЭС–200А переходит в режим измерения ТНС–индекса и температуры влажного термометра ТВЛ. После следующего нажатия кнопки «П» прибор переходит в режим измерения температуры окружающей среды (температура сухого термометра) и температуры внутри черного шара ТШ. После очередного нажатия кнопки «П» он возвращается в режим измерения температуры и относительной влажности окружающего воздуха.

В режимах измерения температур Т, ТШ, ТВЛ, ТНС при нажатии кнопки «П» и сразу кнопки «–» младшему разряду единицы измерения соответствует 0,01°С.

В режиме измерения относительной влажности аналогично при нажатии кнопки «П» и сразу кнопки «–» младшему разряду единицы измерения влажности будет соответствовать 0,1 %.

В режиме измерения давления при нажатии кнопки «П» и сразу кнопки «–» младшему разряду единицы измерения давления будет соответствовать 0,01 кПа и 0,1 мм рт.ст.Температуру воздуха можно измерить любым термометром, погрешность измерения которым не превышает ±0,2°С. Для этой цели лучше использовать палочный термометр, у которого деления нанесены непосредственно на корпус, что обеспечивает получение результата с указанной точностью.

Современным автоматизированным прибором, для сертификационных исследований параметров микроклимата является монитор тепловой нагрузки 1219 (B & K, Дания). Это цифровой прибор с питанием от элементов типа 363 (6 шт.), который определяет все параметры: скорость движения, температуру и относительную влажность воздуха. На основе измерений в автоматическом режиме рассчитывает температурный индекс, с представлением результата как на ж–к дисплей, так и на внешнюю регистрирующую аппаратуру.

8. Измерение скорости воздушного потока

Для измерения скорости воздуха применяется широкий класс приборов – анемометры. Они выполняются механическими, электрическими и цифровыми. В настоящее время имеются комбинированные цифровые приборы. Одним из них является термоанемометр отечественного производства ТАМ–1 с диапазоном измерений скорости от 0,1 до 2,0 м/с, а анемометр testo–415 (Германия) имеет нижний предел измерения скоростного потока воздуха, близкий к нулю.

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.

Рис. 10.1. Места установки датчиков температуры воздуха в помещениях площадью до 12 м2.

Вид сбоку

Вид сверху

	Рис. 10.2. Места установки датчиков температуры воздуха в помещениях площадью более 12 м2

 

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.

Система отопления должна быть включена на максимальную производительность. При отрицательных наружных температурах, близких к 0оС, допускается проводить испытания на частичной мощности системы отопления. Полученный результат пересчитывают.

Приняты следующие показатели оценки сертифицируемого параметра:

·               температура наружного воздуха в одной точке на уровне нижней кромки окна помещения, оС;

·               температура воздуха в помещении на уровне 1,5 м от пола, оС:

¾               в кабине – в одной точке в центре (рис. 10.1);

¾               в помещениях, площадью от 5 до 10 м2 – в 2-4 точках (рис. 10.1);

¾               в салоне вагона – в шести точках (рис. 10.2);

·                   скорость ветра снаружи на уровне 1,5 м от земли на открытом пространстве, м/с;

·                   скорость движения транспортного средства, км/ч;

·                   время нагрева до заданной температуры, мин.

Точность приборов должна быть не хуже:

Средства измерения должны быть поверены в установленном порядке и иметь действующие свидетельства о поверке.

Порядок проведения испытаний

1. Определение времени достижения заданной температуры выполняют в следующей последовательности:

·               закрывают окна, двери и другие вентиляционные проемы (в т.ч. закрывают дефлекторы и перекрывают подачу наружного воздуха системой принудительной вентиляции);

·               включают систему отопления на максимальную мощность;

·               фиксируют время включения системы отопления и время достижения заданной нормируемой температуры в помещении.

2. Определение эффективности системы отопления проводят в следующем порядке:

·               измеряют скорость ветра;

·               устанавливают постоянную производительность системы отопления и фиксируют положение переключателя (максимальная/минимальная, I, II и т.д. ступени);

·               в случае испытаний системы отопления, использующей тепло дизеля, устанавливают постоянный тепловой режим дизеля в соответствии с ТУ;

·               устанавливают постоянную скорость движения испытуемого объекта в соответствии;

·               измеряют температуру воздуха в помещении в заданных точках;

·               зачетное измерение температур воздуха проводят через 3 ч после включения системы отопления не менее 3–х раз через 15 мин. В случае открывания окон или дверей по технологическим причинам измерение температур проводят через 15 минут после закрывания проемов.

Страницы: 1, 2, 3