Альтернативне обігрівання навчальної лабораторії вищого навчального закладу Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 697.27 : 727 : 378.4

О. Л. МАРЕНИЧ, К. С. СЕМЕНЮК (ДНУЗТ)

Днтропетровський нацюнальний унiверситет залiзничного транспорту iм. акад. В. Лазаряна, 49010, м. Днтропетровськ, УкраТна, вул. Лазаряна, 2, тел.: (056) 373-15-47, ел. пошта: [email protected]. ОЯСЮ: orcid.org/0000-0003-3602-5851

АЛЬТЕРНАТИВНЕ ОБ1ГР1ВАННЯ НАВЧАЛЬНО? ЛАБОРАТОРП ВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ

Вступ

Опалення об'екпв житлового i громадського призначення е одним iз найбiльш витратних тех-нологiчних процесiв. Системи електроопалення повинш бути не тiльки комфортними та еколопч-ними, а й енергоефективними. Електроопалення дозволяе зменшити використання природного газу. За останнi роки електроопалення набувае широкого розповсюдження в багатьох кранах свiту. Опалення - важливий фактор забезпечення потрь бного мiкроклiмату в будь якому примiщеннi, в тому числi i в начальних лабораторiях. вищого навчального закладу. Мiкроклiмат мае суттевий вплив на продуктивнiсть працi. Основним фактором м^октмату е температура в примщенш.

Мета та завдання

Провести дослщження для отримання вихвд-них даних яю потрiбнi для замши традицшного радiаторно-водяного опалення в лабораторп на електричне. При цьому необхщно обрати спосiб вентиляцй примiщення, типи електричних на-грiвачiв, об'еми припливного та витяжного пов> тря при яких температура в лабораторiях буде забезпечена 18 °С згiдно юнуючих умов.

Постановка задачi

Електричне опалення примщень бiльш зру-чне в експлуатацп, бiльш комфортне та випд-нiше економiчно в порiвняннi з водяними системами, в яких тепло отримають шляхом спа-лення палива в котлах. Пропонуеться система електроопалення навчально! лабораторп як альтернатива юнуючому центратзованому радiа-торно-водяному опаленню з використанням газу в центральнiй котельнш у холодний та пе-рехщний перiоди року. При цьому в якост опа-лювальних пристро!в використаш сучаснi шф-рачервонi обiгрiвачi.

Матерши i результати дослiджень

Для виршення задачi замiни iснуючого водяного опалення на електричне в навчальнш лабораторп складено рiвняння теплового балансу примь щення ще! лабораторй [1]. Пропонуеться обладна-

ти лабораторiю припливно-витяжною системою вентиляцй. Швидюсть повiтря в робочiй зонi

приймаемо 1-1,5 м як для лабораторй, у якш макс

симальне значення допустимо! концентрацл шкд-ливих речовин, що вцщляеться шд час роботи, ме-/ 2

нше 0.1 мг/м [2].

Припливно-витяжна система вентиляцй - ефек-тивна система вентиляцй, яка забезпечуе найбiльш яюсний повiтряний обмiн у примщенш. Вона од-ночасно працюе на витягування забрудненого по-вггря iз примiщення та на подачу свiжого повiтря у примiщення. Для створення найбiльш комфортного м^окшмату в лабораторй застосуемо мехашч-ну вентиляцiю, при якш повiтряний обмш оргаш-зуеться за рахунок застосування спецiального об-ладнання i пристро1в: вентиляторiв, нагрiвачiв, тощо [3,4,5]. Така система вентиляцй дозволяе створити в лабораторп м^окшмат з достатньою юльюстю кисню, усунути з не! неприемт запахи, надлишки тепла i шкiдливi речовини [6]. Обираемо схему оргашзацй повiтряного обмiну «зверху -вверх», яка доцшьна для навчально! лабораторп. Приймаемо ршення, що в навчальнш лабораторй буде один приплив - одна витяжка (примiщення iз загальнообмiнною вентиляцiею). Рециркуляцiя повiтря в системах повпряного опалення навчаль-них примiщень не допускаеться

Приймаемо схему подачi повiтря прямоточни-ми струменями за допомогою повпророзподшь-них пристро!в, розташованих вище ро6очо! зони -рис.1.

Подачу припливного повггря в примщення ла-бораторi! приймаемо на рiвнi 2,5-3 м, як для примщення з незначним видшенням вологи [1]. Вка-заний рiвень не перевищуе рекомендованого (не бшьше 4 м) i е рацюнальним для перемiщення тепла, що буде йти вiд електронагрiвачiв, яю плану-еться розташувати на стел^

У загальному випадку складають рiвняння теплового балансу примiщення по повному теплу та по явному теплу. Джерелами теплонадходжень у примiщеннях е люди, технолопчне обладнання, прилади освгглення тощо.

Рис. 1. Схема примiщення та схема подачi повiтря прямоточними струменями: 1 - двер^ 2- вiкно, 3 - повпропроввд, 4 - нагрiвач, 5 - вентилятор

Тепло вщ джерел надходить у примщення кон-векщею та випромшюванням. Ц теплонадхо-дження називають надходженнями явного тепла, так як вони приводять до тдвищення тем-ператури примщення. Надходження тепла у повпря примщення у вигляд1 пар1в називають надходженнями прихованого тепла, тому що, збшьшуючи ентальшю повпря, вони не змшю-ють його температуру.

Вважаемо, що в дослщжуванш навчальнш лаборатори приховане тепло практично вщсут-не, тому що вщсутш джерела пар1в. Парами, що видшяють люди (30 чоловш), нехтуемо через !х малу кшьюсть. Сумарш (повш) надходження -це сума ус1х надходжень тепла у примщення. Надм1рне тепло - це р1зниця сумарних тепло-надходжень { сумарних тепловтрат у прим> щенш. Припускаемо, що у лаборатори присут-не тшьки явне тепло, у цьому випадку р1вняння теплового балансу в примщенш лаборатори мае вигляд

Я надм + с пО пр^ пр - с пОв^ в = 0, (1)

я . кДж

де Я надм - надм1рне тепло, -

год

тома теплоемшсть пов1тря,

кДж .

кг • К ' л кДж

с п = 1,005 -; I пр - температура приплив-

кг • К

ного повпря, °К; ^ в - температура повпря, що видаляеться 1з примщення, °К ; О пр - вага

кг

пов1тря, яке подаеться у примщення, -;

год

О в - вага повпря, що видаляеться ¡з примь

щення,

кг

год

У лаборатори надходження явного тепла в> дбуваеться вщ людей Я л, джерел штучного

освплення Я осв та нагр1вача Я нагр (маеться

на уваз1 холодна та перехщна пори року). Припускаемо, що навчальш стенди призначеш для роботи з малопотужними нашвпровщниковими приладами, яю тд час проходження через них номшальних струм1в практично не видшяють тепла, що вплинуло би на температуру примь щення.

Втрати тепла примщенням вщбуваються в результат шфшьтраци зовшшнього повпря через вшна. Як правило, шфшьтращя кр1зь сп-ни { стиков1 з'еднання у стшах незначна, хоча й може привести до небажаного мюцевого зни-ження температури внутршньо! поверхш стши. У лаборатори, стши яко! 1з цегли, шфшьтращя практично вщсутня. Позначимо теплов1 втрати вщ шфшьтраци зовшшнього повпря через

Я ш.прим., тод1

Я надм = (Я л + Я осв + Я нагр ) - Я ш.прим. • (2)

За [1] визначаемо, що при виконанш робп легко! тяжкосп, до яко! ми вщносимо роботу по виконанню лабораторних робп { практичних занять в лаборатори, при температур! 20 °С одна людина видшяе 99 Вт тепла. Отже, тепло-видшення вщ п людей складають

Я л =99п,

(3)

де п - к1льк1сть людей, що працюють в лаборатори.

Теплонадходження вщ джерел штучного освгшення

Я осв = освп

осв

(4)

. с п - пи-

де E - освгшешсть, лк . E = 300 лк [1]; F -2

площа примщення, м ; g осв - nrnoMi тепло-

видiлення,

Вт

2

м • лк

. g осв = 0,102

Вт

2

м • лк

[1];

П осв - доля тепла, що надходить у примщення.

Приймаемо, що в лабораторй люмшесцентш свiтильники - дифузiйного розсiяного св^ла. Усi свiтильники знаходяться у примщенш ла-бораторi!. Тому повна енерпя, що витрачаеться на освiтлення, переходить у тепло, яке шдшр> вае повггря примiщення, п осв = 1 [1].

Потужшсть нагрiвача (тепловидшення вiд електричного нагрiвання)

N нагр = Q нагр = G пр р пс п х

x(t лаб — * п.зовн ) [5],

(5)

кг

де p п - густина повггря. p п = 1,29 —^[7];

м

t лаб - температура, що шдтримуеться у

примiщеннi лабораторй, К.

Вага пов^ря, яке подасться у примiщення

G пр = ^пр. люд •n •У,

(6)

де у - вагова густина повiтря при тиску 760 мм.рт.ст i t = 20 °C [1].

А з урахуванням впливу нещшьностей G' пр = 1,05 • G пр, де 1,05 - коефщент, що вра-

ховуе вплив нещiльностей [1].

Визначаемо тепловi втрати вiд шфшьтрацй зовнiшнього повiтря. Rj - ошр вiкон проник-ненню повiтря.

Приймаемо Rj = 1,15 Па

2 2 3 м год

кг

Одиниця витрат пов^ря для вшон [1]:

2

jДрв = 0,378(ЯвАу) 3 /Rj —2~—,

м год

(7)

Рн = Yн • 9,8 = 14,37 • 9,8 = 1,47

м

3

Ру = Сн - (-Сз)]У рн /(2ЯвАу), (8)

де С н, С з - аеродинамiчнi коефiцiенти вщ-

повщно на фасадi з навiтряного боку та на фа-садi iз завiтряного боку.

Енергетичний сенс аеродинамiчного коеф> цiенту в тому, що його значення показуе у долях одинищ яка частина питомо! кшетично! енергi! потоку повiтря переходить у питому потенцшну енергiю. Для найбшьш поширено! форми будiвлi (паралелешпед) аеродинамiчнi коефiцiенти мають наступнi значення: Сн = 0,8; Сз =-0,3...-0,6 [8]. Приймаемо:

Сн = 0,8; Сз =-0,4;

м

V - швидюсть вiтру, — .

с

Витрати зовшшнього повiтря, яке шфшьтру-еться в примщенш лабораторй [1]

G 1пр = j Др в B 1.пр • F1

(9)

7—' • 2

де F1 - площа вшон, м ;

B ¿пр - коефiцiент, який показуе, скшьки

одиниць витрат пов^ря складае iнфiльтрацiя у даному примщенш.

Тепловитрати на на^вання зовнiшнього повпря, яке iнфiльтруеться через вiкна [1]:

Q 1.пр = с пG i.rnA(t в - * пр) (10)

де с п = 1,005

Дж кг • К

- питома теплоемнють

повпря; A - коефщент, який враховуе пщ^в повiтря, який iнфiльтруегься через вшна. Вiдповiдно до рiвняння (1)

, я

G в =-

Q надм + с пG пр*

пр пр

с п * пр

З урахуванням впливу нещшьностей

G В = G •

1,05

де Н в - висота вшна, м;

Ау = Т н - У в, де У н, У в - вiдповiдно пи-тома вага з нав^ряного (зовшшнього) боку та внутршнього повiтря, Н/м3.

Вiдносний тиск вiтру при

кг

Об'ем повпря, яке видаляеться iз примщення лабораторй:

G в

Чисельний приклад

З використанням вищенаведених виразiв ро-зрахуемо об'еми припливного та витяжного повпря для примiщення реально! навчально! лабораторii (кафедра «Електротехнiка та елект-

v в =

У

ромехашка» ДНУЗТ), для яко! нормативна площа на одного чоловша може бути прийнята 2

3,6 ^ [2]. чол

Вказана лабораторiя мае площу

70 4 2

5,7м -12,35 м = 70,4 м , тобто —--=

30 чол

= 2,35 ——. У порiвняннi з нормативним зна-чол

ченням при робот в лаборатори групи i3 30 чо-ловш площа на одну людину зменшуеться у 3,6

25

= 1,53 рази . З точки зору ктматичних умов

цей недолш можна компенсувати, суттево збь

3

м

льшивши кратнiсть обмiну повiтря з 20-[9]

год

3 3

м м

до 20--1,53 = 30,6-. Тобто об'ем прип-

год год

ливного

V пр. люд = 30,6

повпря

3

м

на

год

G пр = 30,6 - 30 -1,225 = 1124,6

G' пр = 1124,6-1,05 = 1180,83

год кг год

N нагр = Q нагр = G пр р пс плаб * п.зовн) = = 1180,83 -1,29 -1,005(293,15 - 274,15) =

= 29086,85 кДЖ = 29086,85 и 8,08 кВт год 3600

Тепловитрати на названия зовшшнього повпря, яке шфшьтруеться через вшна

Pv = [Cн - (-Сз)]v 2Рн /(2ЯвАу)

Приймаемо v = 4 м (за даними гщрометео-с

центру як середне значення в осшньо-зимовий перiод для м. Днiпропетровськ).

H в = 2,13 м.

Pv = [0,8-(-0,4)]-4 2 -1,47/

/(2 - 2,13 - 2,67) = 2,48 .

м

G гпр = J Ар в B гпр - F\.

В лаборатори чотири вiкна розмiром 2,13 м-1,96 м кожне. Тодi ^1=4-2,13-1,96=16,7 м2.

B 1.пр =2,1 для pv =2,48 [1].

людину

J Ар в = 0,378( Н в Ау)3/ Ri.

Н „ _ Н

Рiвняння теплового балансу в примщенш лаборатори

Q надм =( Q л + Qосв + Qнагр )- Q ш.прим..

Теплонадходження вiд людей Qл = 99n = 99 -30 = 2970 Вт = 2,97 кВт .

Теплонадходження вщ джерел штучного освплення

Q осв = EFg освП осв = 300 - 70,4 - 0,102 -1 = = 2154,24 Вт = 2,15кВт

Потужнють на^вача (тепловидшення вщ електричного на^вання)

N нагр = Q нагр = G пр р пс п(t лаб - * п.зовн) . t лаб = 20 + 273,15 = 293,15 К .

кг

_Н

м

Y н = 14,37 3, У в = 11,7— , Ау = 2,67- 3

м

м

— показник для вшон. 3

J Ар в = 0,378(2,13 - 2,67) 3 / кг

/1,15 = 1,045

2

м год

кг

G 1пр = 1,045 - 2,1-16,7 = 36,65 — .

год

Q гпр = с пG гпрА(* в * пр). Для двiйного засклення вшон A =1 [1]. Q !.пр = 1,005 - 36,65 -1(293,15 - 274,15) =

= 699,83 ^^ = 0,19кВт. год

Згщно з (2) Qнадм = (2,97 + 2,15 + 8,08)-

-0,19 = 13,01 кВт= 46836

кДж год

Вiдповiдно до рiвняння (1)

G в =

Q надм + с пG пр* пр с п * пр

2

2

46836 +1,005-1180,83• 274,15 „„ кг

-= 1263,27-

1,005 • 293,15

год

З урахуванням впливу нещшьностей

G = 1263,27 = 1203,1 -KL.. в 1,05 год

Об'ем повпря, яке видаляеться i3 примщен-ня базово! лабораторiï:

Vв = ^ = I203,! = 982,13 М

3

Y 1,225

год

Отримаш значення потужностi шфрачерво-ного o6irpiBa4a, 06'eMiB припливного та витяж-ного повiтря можуть бути вихщними параметрами при розробщ автоматизованих систем ве-нтиляци та опалення примiщення лаборатори при забезпеченш в нiй температурi 18 С пiд час проведення занять.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Курсовое и дипломное проектирование гражданских и промышленных зданий / В. П. Титов, Э. В. Сазонов, Ю. С. Краснов, В. И. Новожилов. - М.: Стройиздат, 1985. - 208 с.

2. Державш буд1вельш норми Укра1ни. Будинки i споруди навчальних заклад1в: ДБН В2.2-3-97. - К.: Держкоммктобудування Украши, 1997. - 90 с.

3. Технические данные вентиляторов осевых В0-6-300, ВО-14-320 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ooovv.ru/ventilyaciya/ texnicheskie-dannye-ventilyatorov-osevyx.html.

4. Виды и типы вентиляторов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fanner.ru/vidy-ventilyatorov.

5. Потужшсть на^вача [Електронний ресурс] .

- Режим доступу: http://www.informteh.ru/ sistemi_ventiljacii/rasch http://et_ ventiljacii/.

6. Системы притяжной и вытяжной вентиляции [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.clim-art. ru/ventilation/pritochno-vityazhnaya/.

7. Питома вага, густина повгтря [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.about-air.ru/svojstva-vozduha/plotnost- vozduha/ plotnost-vozduha-pri-noormalnyh-usloviyah.html.

8. Аэродинамические коэффициенты [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.bibliotekar.ru/otoplenie-ventilyacia/75.html.

9. Державш будiвельнi норми Украши. Опалення, вентиляцiя та кондицшвання: ДБН В2.5-67:2013.

- К.: Мшрегюн Украши, 2013. -149 с.

10. Маренич, О. Л. Экономия электроэнергии при ремонте подвижного состава железных дорог / О. Л. Маренич, О. О. Маренич // Трансбалтика 2009 (28.05-29.05.2009): сборник материалов XII международной конференции. - Рига, 2009.

Висновки

Електричне опалення навчальних лаборато-рш бiльш зручне в експлуатацп, бiльш комфорт-не та випдшше економiчно в порiвняннi з водя-ними системами, в яких тепло отримають шляхом спалення палива в котлах. Розроблена методика дозволяе визначити значення потужностi шфрачервоних обiгрiвачiв, об'емiв припливного та витяжного повiтря, при яких температура в лаборатори пiдтримуеться на рiвнi 18°С. Ui значення вказаних параметрiв можуть бути викори-станi як вихщш даннi для розробки автоматиза-цiï системи по пiдтримцi задано! температури в лабораторiï при мшмальних вiдхиленнях. За-безпечення мiнiмальних вщхилень вiд задано! температури забезпечуе економда електроенер-riï, що важливо не тшьки при електроопаленнi примiщень, а й при використанш електроенергiï в ушх галузях господарства краïни [10].

REFERENCES

1. Titov V. P., Sazonov E. V., Krasnov Y. S., Novo-zhilov V. I. Cursovoye i diplomnoye proektirovaniye graj-danskikh i promishlennykh zdaniy [Course and diploma project for civil and industrial buildings]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1985. 208 p.

2. Derzhavny budivelny normy Ukrainy. Budinky i sporudy navchalnikh zakladiv: DBN V2.2-3-97. [State building standards of Ukraine. Buildings and edifices of educational institutions: DBN V2.2-3-97]. Kyiv, State committee of the city building of Ukraine Publ., 1997. 90 p.

3. Tekhnicheskiye danniye ventilyatorov osevikh VO-6-300, VO-14-320 [Technical information of axial ventilators VO-6-300, V0-14-320]. Available at: http://www.ooo-vv.ru/ventilyaciya/texnicheskie-dannye-ventilyatorov-osevyx.html.3.

4. Vidy i tipy ventilyatorov [Kinds and types of ventilators]. Available at: http://www.fanner.ru/vidy-ventilyatorov.

5. Potuzhnist nagrivcha [Capacity of heating apparatus]. Available at: http://www.informteh.ru/ sistemi_ventiljacii/raschet_ ventiljacii/.

6. Sistemy prityazhnoy i vityazhnoy ventilyacii [Systems of supply and exhaust ventilation]. Available at: http://www.clim-art. ru/ventilation/pritochno-vityazhnaya/.

7. Pitoma vaga, hustina povitrya [Specific air weight and density]. Available at: http://www.about-air.ru/svojstva-vozduha/plotnost- vozduha/ plotnost- vozduha-pri-noormalnyh-usloviyah.html.

8. Aerodinamicheskiye koefficienty [Aerodynamic coefficients]. Available at: http://www.bibliotekar.ru/ otoplenie-ventilyacia/75.html.

9. Derzhavny budivelny normy Ukrainy. Opalennya, ventilyacya ta condiciyuvannya: DBN В2.5-67:2013. [State building standards of Ukraine. Heating, ventilation and conditioning: DBN В2.5-67:201]. Kyiv, Ministry of regions of Ukraine Publ., 2013. 149 p.

10. Marenych O. L., Marenych O. O. Ekonomiya el-ektroenergii pri remonte podvizhnogo sostava zheleznikh dorog [Energy savings in the repair of railway rolling stock].

Надшшла до друку 19.05.2015. Sbornik materialov XII mezhdunarodnoy konferentsii

«Transbaltika 2009» (28.05-29.05.2009) [Collection of materials of the International Conference «TransBaltika 2009»]. Riga, 2009.

Внутршнш рецензент Костт М. О. Зовшшнш рецензент Випанасенко С. I.

Опалення - важливий фактор забезпечення noTpi6Horo мкро^мату в будь-якому примщенш, в тому чи-сл1 i в навчальних лабораторiях вищого навчального закладу. Мiкроклiмат мае суттевий вплив на продуктив-HiCTb прац студентiв, викладачiв, лаборантiв. Основним фактором мкрок^мату е температура в примщенш. В роботi проведенi дослiдження для отримання вихщних даних, якi потрiбнi для замiни традицiйного водяного опалення в лабораторп на електричне. При цьому повинна пiдтримуватись задана температура. Обраш спосiб вентиляцп примщення, типи електричних нагрiвачiв, об'еми припливного та витяжного повiтря, при яких температура в лабораторп буде забезпечувати 18°С згщно iснуючих вимог. Електричне опалення при-мiщень бiльш зручне в експлуатацп, бiльш комфортне та вигщжше економiчно в порiвняннi з водяними системами, в яких тепло отримують шляхом спалення палива в котлах. Для досягнення поставлено! ц^ та вирЬ шення завдань складено рiвняння теплового балансу примщення лабораторп, на базi якого виконаш необ-хiднi дослiдження. У статт пропонуеться система електроопалення навчально! лабораторп як альтернатива юнуючому централiзованому водяному опаленню з використанням газу в центральна котельнiй у холодний та перехщний перiоди року. В якост опалювальних пристро!в пропонуються сучаснi Ыфрачервош обiгрiвачi. Рiвняння теплового балансу складено з урахуванням параметрiв реально! навчально! лабораторií. Пропонуеться обладнувати лабораторп механiчною припливно-витяжною системою вентиляцп. Науковою новизною е запропонований метод визначення об'ему (ваги) припливного та витяжного пов^ря для забезпечення задано! температури в примщенш навчально! лабораторп iз використанням електричних нагрiвачiв. Практичне значення полягае у тому, що застосування електричного опалення дозволяе покращити мiкроклiмат в лабо-раторi!, експлуатацшш витрати. Проведенi дослiдження дозволяють визначити вихщш параметри для автома-тизацп системи електричного опалення лабораторi! з метою пщтримання задано! температури. Рекомендуеть-ся електричне опалення як альтернатива радiаторно-водяному.

Ключовi слова: електроопалення навчально! лабораторп; рiвняння теплового балансу примщення; система вентиляцп; потужнiсть шфрачервоного обiгрiвача; переваги електричного опалення.

УДК 697.27 : 727 : 378.4

О. Л. МАРЕНИЧ, К. С. СЕМЕНЮК (ДНУЖТ)

Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта им. акад. В. Лазаряна, 49010, г. Днепропетровск, Украина, ул. Лазаряна, 2, тел.: (056) 373-15-47, эл. почта: [email protected]. ORCID: orcid.org/0000-0003-3602-5851

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ОБОГРЕВ УЧЕБНОЙ ЛАБОРАТОРИИ ВЫСШЕГО УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ

Отопление - важный фактор обеспечения нужного микроклимата в любом помещении, в том числе и в учебных лабораториях ВУЗа. Микроклимат оказывает существенное влияние на производительность труда студентов, преподавателей, лаборантов. Основным фактором микроклимата является температура в помещении. В работе проведены исследования для получения исходных данных, необходимых для замены традиционного водяного отопления в лаборатории на электрическое. При этом должна поддерживаться заданная температура. Избранные способ вентиляции помещения, тип электрических нагревателей, объемы приточного и вытяжного воздуха, при которых температура в лаборатории согласно существующим требованиям будет обеспечивать 18°С. Электрическое отопление помещений более удобное в эксплуатации, более комфортное и выгоднее экономически по сравнению с водяными системами, в которых тепло получают путем сжигания топлива в котлах. Для достижения поставленной цели и решения задач составлено уравнения теплового баланса помещения лаборатории, на базе которого выполнены необходимые исследования. В статье предлагается система электроотопления учебной лаборатории, как альтернатива существующему централизованном водяного отопления с использованием газа в центральной котельной в холодный и переходный периоды года. В качестве отопительных устройств предлагаются современные инфракрасные обогреватели. Уравнение теплового баланса составлено с учетом параметров реальной учебной лаборатории. Предлагается оборудовать лабораторию механической приточно-вытяжной системой вентиляции. Научной новизной является предложенный метод определения объема (веса) приточного и вытяжного воздуха для обеспечения заданной температуры в помещении учебной лаборатории с применением электрических обогревателей. Практическое значение состоит в том, что применение электрического отопления позволяет улучшить микроклимат в лаборатории, эксплуатационные расходы. Проведенные исследования позволяют определить выходные параметры для автоматизации системы электрического отопления лаборатории с целью поддержания заданной температуры. Рекомендуется электрическое отопление как альтернатива радиаторно-водяному.

Ключевые слова: электроотопления учебной лаборатории; уравнение теплового баланса помещения; система вентиляции; мощность инфракрасного обогревателя; преимущества электрического отопления.

Внутренний рецензент Костт М. О. Внешний рецензент Выпанасенко С.И.

© Маренич О. Л., Семенюк К. С., 2015

UDC 697.27 : 727 : 378.4

O. L. MARENYCH, K. S. SEMENIUK (DNURT)

Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipropetrovsk, Ukraine, 49010, tel.: +38 (056) 373-15-47, e-mail: [email protected], ORCID: orcid.org/0000-0003-3602-5851

ALTERNATIVE HEATING LABORATORIES THE HIGHER EDUCATION INSTITUTION

Heating is an important factor in ensuring the right microclimate in any room, including educational laboratories university. Microclimate has a significant impact on the productivity of students, teachers and technicians. The main factor is the microclimate temperature in the room. This paper studies to obtain baseline data required to replace traditional water heating in the laboratory for electric. This should be supported by a given temperature. The method of ventilation facilities, types of electric heaters, volume of incoming and exhaust air, at which temperature the laboratory will S according to your requirements."provide 18 Electric space heating is more convenient to use, more comfortable and cheaper cost compared to the water systems in which heat is produced by burning fuel in boilers. To achieve goals and meet the challenges of the heat balance equation composed laboratory facilities, to which fulfilled the necessary research. The article offers educational laboratory electric system as an alternative to the existing centralized water heating using gas in the central boiler house in the cold and transitional seasons. As heating devices offers modern infrared heaters. Heat balance equation takes into account the parameters of a real educational laboratory. It is proposed to equip a laboratory mechanical supply and exhaust ventilation system. Scientific novelty of the proposed method of determining the amount (weight) of the supply and exhaust air for a given temperature in the laboratory study using electric heaters. The practical significance lies in the fact that the use of electric heating allows to improve the microclimate in the laboratory operating costs. Past studies can determine the initial parameters for automation of electric heating systems laboratories in order to maintain the desired temperature. It is recommended as an alternative to electric heating radiator-water.

Keywords: electric academic laboratories; the heat balance equation facilities; ventilation; power infrared heater; electric heating benefits.

Internal reviewer Kostin M. O. External reviewer Vypanasenko S.I.

© MapeHHH O. CeMeHK>K K. C., 2015