Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Описание лабораторной установки



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» tп.сух .(0С) и «влажному» tп.вл. (0С) термометрам.

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

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

4. Рассчитать фактическую холодопроизводительность кондиционера по формуле:

Qф.=3600·Sк·сĸ·γ·(Iп -Iк) (кДж/час), (3.1)

где Sкплощадь выходного канала кондиционера, принимаем Sк = 0,04 м2;

сĸскорость движения воздуха в выходном канале кондиционера (м/сек);

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


Таблица 3.1