Требования к микроклимату. Расчет производительности кондиционера

Трудовая деятельность программиста протекает в определенных условиях, определяющихся сочетанием температуры воздуха, скорости его движения и относительной влажности, барометрическим давлением и тепловым излучением нагретых поверхностей. Такое сочетание показателей называется микроклиматом производственного помещения [7].

Параметры микроклимата могут изменяться в очень широких пределах. При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек может испытывать состояние теплового комфорта, что является важным условием высокой производительности труда и предупреждения заболеваний. При изменении же или отклонении некоторых параметров микроклимата от своих оптимальных значений, в организме человека начинают протекать определенные процессы, направленные на регулирование теплообмена, что приводит к снижению умственной деятельности, ощущению дискомфорта и другим неприятным ощущениям.

При температуре воздуха в пределах 15 - 25С теплообменные процессы в организме человека протекают приблизительно на постоянном уровне. Если по каким-то причинам происходит снижение температуры воздуха в помещении, процессы теплообмена начинают компенсироваться засчет снижения мышечной активности и усиления обмена веществ, организм переходит в состояние пониженного потребления энергии. Вследствие этого у человека ощущается вялость, лень, чувство голода. Если же происходит не понижение, а повышение температуры окружающего воздуха, то все силы организма отдаются на выделение тепла в окружающую среду, следствием чего может служить повышенное потоотделение, что так же является проявлением дискомфорта.

Для поддержания оптимальных условий в залах ЭВМ, где происходит сильное тепловыделение работающими устройствами, необходимо производить кондиционирование воздуха, для чего необходимо оборудовать помещения приточно-вытяжной системой вентиляции. В периоды выходных дней и праздников, то есть в те дни, когда рабочие помещения пустуют и отсутствуют естественные тепловыделения (особенно в зимнее время) необходимо предусмотреть систему искусственного поддержания оптимальной температуры в помещении.

Вентиляционные системы для производственных помещений в комплексе с технологическим оборудованием, выделяющим вредные вещества, избыточное тепло или влагу, должны обеспечивать метеорологические условия и чистоту воздуха, соответствующие требованиям ГОСТ 12.1.005-88, на постоянных и временных рабочих местах в рабочей зоне производственных помещений (ГОСТ 12.4.021-75). В обслуживаемой зоне административно-бытовых помещений промышленных предприятий, а также в помещениях общественных зданий должны быть обеспечены метеорологические условия в соответствии с требованиями строительных норм и правил по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Испытания вентиляционных систем должны выполняться в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

Расположение вентиляционных систем должно обеспечивать безопасный и удобный монтаж, эксплуатацию и ремонт технологического оборудования. При размещении вентиляционных систем должны соблюдаться нормы освещения помещений, рабочих мест и проходов.

Для монтажа, ремонта и обслуживания элементов вентиляционных систем, а также для перехода через них должны предусматриваться стационарные площадки, проходы, лестницы и мостики.

Помещения для вентиляционного оборудования должны быть вентилируемыми и обеспечивать безопасное выполнение ремонта, монтажа и наблюдения за установками.

На случай возникновения пожара следует предусмотреть специальные устройства, обеспечивающие отключение вентиляционных систем, а также включение, при необходимости, систем аварийной противодымной вентиляции, в соответствии с требованиями строительных норм и правил по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Размещение и устройство электрооборудования вентиляционных систем, а также контрольно-измерительная аппаратура, устройство токоведущих частей и заземлений должны удовлетворять требованиям "Правил устройства электроустановок", "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", а также действующих стандартов на взрывозащищенное и рудничное оборудование.

Для поддержания комфортных условий в помещениях очищенный от минеральной и органической пыли и дезодорированный воздух должен содержать около 21% кислорода и не более 0,3% углекислого газа при температуре 20-24"С, относительной влажности 50-60% и подвижности воздушной массы 0,1-0,15 м/с.

Постоянный контроль климата необходим для нормальной работы некоторых видов техники. Современные технологии позволяют создавать новое и постоянно совершенствовать старое климатическое оборудование: системы вентиляции, отопления, кондиционирования, очищения, осушения или увлажнения воздуха.

Количество подаваемого в рабочее помещение свежего воздуха, необходимого для удаления избыточного тепла, определяется по уравнению (1):

где: L – производительность вентиляционной системы (кондиционера), м³/ч;

Q_изб – избыточное тепло (тепловой поток) в помещении, подлежащее удалению, Вт;

с – теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/м³·°С;

t_у – температура воздуха, удаляемого из помещения, °С (принимается по СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»);

t_n – температура воздуха, поступающего в помещение, °С (принимается по СНиП 2.04.05–91*), для Москвы (теплый период года) t_n = 22,2 °С.

Q_изб определяется по уравнению теплового баланса:

где: Q_об – тепло от оборудования, Вт;

Q_осв – тепло от искусственного освещения, Вт;

Q_л – тепло от работающего персонала, Вт;

Q_р – тепло, вносимое в помещение солнечной радиацией, Вт;

Q_отд – теплоотдача из помещения естественным путем (через окна, двери, стены).

Каждое из слагаемых уравнения (2) определяется по следующим формулам:

где: P_об – мощность, потребляемая оборудованием, Вт;

– коэффициент передачи тепла от оборудования в помещение (для бытовой техники 0,15…0,3);

– коэффициент одновременности работы оборудования (если загружено все оборудование, то = 1).

где: P_осв – мощность, потребляемая осветительными установками, Вт;

– коэффициент перевода электрической энергии в тепловую (для ламп накаливания = 0,92…0,95, для люминесцентных ламп = 0,1);

– коэффициент одновременности работы осветительных приборов (если работают все осветительные установки, то = 1);

cos = 0,7 – постоянный коэффициент.

где: n – количество работающих людей;

q – тепло, выделяемое одним человеком, Вт (для практических расчетов можно принять q=90…110Вт при характере работы, относящейся к категории Iа).

Примечание: теплоотдачу естественным путем через конструкции помещения (Q_отд) и количество тепла, вносимого в помещение солнечной радиацией (Q_р) через окна, если нет дополнительных условий, допускается принимать равными друг другу, т.е.:

Полученные значения подставляем в уравнение (1), затем определяем кратность воздухообмена (K) в помещении по выражению:

где: L – производительность вентиляционной системы (кондиционера), м³/ч;

V – объем помещения, м³.

Для диспетчерских, лабораторий, учебных аудиторий, кабинетов управленческого персонала и т.п., как правило:

Произведем расчет необходимой производительности кондиционера из расчета:

Количество работающих человек – 1;

Мощность, потребляемая оборудованием -200 Вт;

Подставляя значения в формулы, получаем, что необходимая производительность кондиционера составляет не менее 40 м³/ч.