CC BY
6
УДК 004.94; 331.45
АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ВЫБОРА КЛИМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
А.А. Шишкина
Рассматривается аналитический метод с использованием программных комплексов для решения вопроса оптимизации климатического оборудования внутри помещения цеха, в котором установлено промышленное оборудование с высоким показателем выделения тепла в окружающую среду.
Ключевые слова: промышленность, цех, аналитический метод, оптимизация, программный комплекс, климатическое оборудование, охрана труда.
Для нормальной работы оборудования и персонала в помещении цехов промышленных объектов или в любом другом помещении, в котором есть мощный источник тепла необходимо поддерживать нормативные температурные режимы и чистоту воздуха. Благодаря контролю температуры воздуха не будет происходить перегрева оборудования, люди, работающие в помещении, не будут испытывать дискомфорта, и не будут нарушаться их права в области охраны труда [1-3].
Для регулирования температуры в помещениях, в которых есть оборудование (например, станок, серверное оборудование, печи и любые другие источники большого количества тепла) необходимо устанавливать климатическое оборудование, такое как кондиционеры, охладители, вентиляторы. Правильный выбор и расстановка устройств, снижающих температуру в помещении, позволит снизить затраты электроэнергии, предотвратить повышенный износ оборудования.
Данный вопрос является серьезной и актуальной проблемой. Зачастую она решается персоналом на основании общих рекомендаций и справочников, однако это не позволяет добиться хорошей рационализации ресурсов. Для получения наилучшего результата возможно проведение компьютерных расчетов в предназначенных для расчета теплового и газового переноса программах [4-6].
В работе проводится исследования влияния числа кондиционеров и их расположения на температуру в помещении (рис. 1). Температура воздуха, который выдувает кондиционер составляет 17°С, а его скорость - 8 м/с. В качестве нагреваемого оборудования были выбраны абстрактные источники, которые выдувают в помещение теплый воздух при температуре 45°С, со скоростью 0,1 м/с.
Рассмотрены 3 варианта режимов работы:
1 - включен только кондиционер К1;
2 - включены кондиционеры К1 и К2;
3 - включены все три кондиционера.
К1, К2 и КЗ — кондиционеры; Д - дверь
329
Так как главным показателем работы кондиционирующих систем является температура в комнате, а на разных высотах от пола она может отличаться то была составлена таблица с указанием средней температуры в сечении (слое), также были получены температуры в сечениях (рис. 2) и скорости движения воздуха из кондиционеров (рис. 3).
Температура в разных слоях
Расстояние от пола, м Температура, °С
1 кондиционер 2 кондиционера 3 кондиционера
0,5 32 25,3 22
1 31,7 24,7 21,9
1,5 30,6 25,05 21,3
2 31 23,95 21,4
2,5 30,1 24 21,2
3 29,6 23,7 21,1
3,5 30 23,6 21,3
4 29,2 23,6 21
Средняя в помещении 30,5 24,2 21,4
Temperature ■г3.182е+02
[К]
Temperature в-3.182е+02
[К]
Рис. 2. Распределение температур в разных слоях при использовании: а — одного кондиционера; б — двух кондиционеров; в — трех кондиционеров
Распределение показывает, что ближе к потолку температура воздуха ниже, а при использовании всего одного кондиционера температура в комнате больше установленных норм.
а
б
в
в
Рис. 3. Распределение температур в разных слоях при использовании: а — одного кондиционера; б — двух кондиционеров; в — трех кондиционеров
При работе сразу трех кондиционеров наблюдается более значительный перенос воздушных масс, затрагивающий почти все углы помещения.
Полученные данные интерпретированы и сделаны следующие выводы:
1. Наибольшая температура наблюдается около пола, из-за того, что нагревающейся оборудование находится в нижней части помещения.
2. С повышением высоты средняя температура падает.
3. Один кондиционер не способен создать среднюю температуру в помещении комфортную для работы и удовлетворяющую нормы по охране труда.
4. Применение двух кондиционеров позволяет существенно снизить температуру в помещении, но она устанавливается на верхней границе нормы при легких работах.
5. Три кондиционера позволяют получить комфортную для работы как людей, так и оборудования температуру в помещении.
Таким образом программное обеспечение и последующий анализ полученных данных позволяет скорректировать работу климатического оборудования с целью получения большей энергетической и ресурсной эффективности.
Список литературы
1. Беляков Г.И. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда в 2 т. Т.1: Учебник для академического бакалавриата. Люберцы: Юрайт, 2016. 404 с.
2. Шишкина А.А. Правила по охране труда при использовании тепловых энергоустановок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. С. 154-158.
3. Чубова Е.В. Анализ этапов внедрения системы управления охраной труда // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 7. С. 272-278.
4. Вайцель А.А., Сиренко Е.Р., Гаврюхина А.В. Анализ программного комплекса для расчёта гидродинамических процессов в водоснабжении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 3. С. 102105.
5. Шишкина А. А. Особенности использования насосов для перекачки жидкого топлива // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 268-271.
6. Шишкина П.А. Математическое моделирование и сравнительный анализ работы оборудования для обеспечения комфортной температуры в производственном помещении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 10. С. 276-279.
Шишкина Анастасия Андреевна, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYTICAL METHOD FOR SELECTING CLIMATE EQUIPMENT IN INDUSTRIAL PURPOSE
A.A. Shishkina
An analytical method with the use of software systems for solving the issue of optimizing climatic equipment inside a workshop is considered, in which industrial equipment with a high rate of heat release into the environment is installed.
Key words: industry, shop, analytical method, optimization, software package. Climatic equipment.
Shishkina Anastasia Andreevna, student, shishkina5ap@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
