Сертификация систем обеспечения микроклимата

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.

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.

Обработка результатов.

По полученным результатам строят зависимость (рис.10.3):

Dt = f (tн),

где Dt= tвн – tн , оС; tвн – средняя температура в помещении, оС

tвн = ,

где ti и tj – температуры воздуха в точках измерения; n – количество точек измерений по площади помещения; m – количество циклов испытаний, m =3; tн – наружная температура, оС.

Рис. 10.3 Зависимость перепада температур в кабине относительно наружной от наружной

Перепад температур в помещении является линейной функцией наружной температуры, параметры которой устанавливаются методом наименьших квадратов (МНК) в виде:

где y – перепад температур воздуха Dt в помещении относительно наружной, оС; x – температура наружного воздуха tн, оС; m – угол наклона функции к оси абсцисс, ; c – значение функции при наружной температуре 0оС.

 ; = ,

где n – количество измерений при различных наружных температурах, порядковый номер измерения (цикла); i – i-ое измерение.

По полученной зависимости вычисляют перепад температур при наружной температуре, заданной ТУ.

Точностью поддержания температуры воздуха в помещении °С является отклонение от средней температуры за период измерения:

где tmax, tmin – максимальная и минимальная температура в одной точке (геометрический центр помещения) на высоте 1,5 м от пола.

Полученные результаты заносят в табл. П3, которая является приложением к протоколу испытаний.

Расчет погрешности измерений

Оценку погрешности испытаний производят в соответствии с выражением:

р(Y1 – dy < Y < Y2 + dy) =0,95

т.е. р(Dt1–d(Dt)< Dt< Dt2+d(Dt)=0,95,

где p=0,95 – уровень достоверности полученного результата;

dy= d(Dt) – доверительный интервал:

где Dy – среднеквадратическая погрешность результата; Dm, Dc – среднеквадратическая погрешность коэффициентов уравнения; ta,n–1 – коэффициент Стьюдента, который зависит от объема выборки (n) и заданной доверительной вероятности p= 1–a;

где yi– значение функции в i–той точке.

Допустимая погрешность испытаний составляет ±3,5оС.

10.3 Сертификация показателя "Эффективность системы охлаждения помещений"

При сертификации показателя эффективности охлаждения помещения оценивают следующие параметры[3]:

·               максимальный перепад температур в помещении относительно наружной при максимально положительной наружной температуре, заданной ТУ, DtТУ, оС;

·               время достижения заданной температуры воздуха в помещении при заданной ТУ наружной температуре, tТУ, мин;

·               точность поддержания температуры воздуха в помещении, ± Dt, 0С.

Перечисленные параметры определяются в следующих режимах:

·               систему вентиляции вагона испытывают без нагрузки и пассажиров.

·               систему охлаждения испытывают на стоянке.

·               систему вентиляции испытывают в движении с эксплуатационными скоростями.

Испытания проводят при температурах наружного воздуха выше плюс 20оС в период максимальной солнечной радиации (12–16 ч местного времени) в отсутствие облачности и осадков.

В процессе испытаний измеряют следующие показатели вне зоны прямого попадания солнечной радиации:

·               температура воздуха, оС:

¾                                  снаружи в тени вблизи объекта испытаний на уровне 1,5 м от поверхности земли;

¾                                  в кабине в 2-х точках на уровне 1,5 м от пола (рис. 10.6);

а) кабина машиниста

Рис. 10.6 Места установки датчиков температуры воздухав помещениях

¾                                  в служебном помещении в 2–4 точках на уровне 1500 мм от пола (рис. 10.6);

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6