НЕКОТОРЫЕ  ВАРИАНТЫ  РАСПОЛОЖЕНИЯ  ИК-ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ  В  ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ  ПОМЕЩЕНИЯХ  ПРИ  УСЛОВИИ  СОБЛЮДЕНИЯ  ГИГИЕНИЧЕСКИХ  ТРЕБОВАНИЙ

Толщина  Екатерина  Юрьевна

аспирант  Московского  государственного  университета  путей  сообщения,  г.  Москва

E-mai: 

SOME  VARIANTS  OF  LOCATION  OF  IR  EMITTERS  IN  INDUSTRIAL  PREMISES  PROVIDED  HYGIENE  REQUIREMENTS

Ekaterina  Tolschina

postgraduate  student  of  the  Moscow  State  University  of  railway  transport,  Moscow

АННОТАЦИЯ

В  настоящей  работе  представлены  некоторые  варианты  расположения  инфракрасных  излучателей  при  соблюдении  гигиенических  требований.  Произведен  расчет  результирующего  лучистого  потока  и  температуры  нагреваемой  поверхности  между  параллельными  поверхностями  и  построены  диаграммы.

ABSTRACT

In  this  paper  we  present  some  of  the  options  for  the  location  of  infrared  emitters  subject  to  the  hygiene  requirements.  The  calculation  of  the  resulting  radiant  flux  and  the  temperature  of  the  heated  surface  between  parallel  surfaces  and  the  diagrams  are  constructed.

Ключевые  слова:  теплообмен,  результирующий  лучистый  поток. 

Keywords:  heat  exchange,  resulting  radiant  flux.

Согласно  СанПиН  2.2.4.548-96  «Гигиенические  требования  к  микроклимату  производственных  помещений»  [1,  2]  допустимые  микроклиматические  условия  установлены  по  критериям  допустимого  теплового  и  функционального  состояния  человека  на  период  8-часовой  рабочей  смены.  Они  не  вызывают  повреждений  или  нарушений  состояния  здоровья,  но  могут  приводить  к  возникновению  общих  или  локальных  ощущений  теплового  дискомфорта,  напряжению  механизмов  терморегуляции,  ухудшению  самочувствия  и  понижению  работоспособности.  Допустимые  величины  интенсивности  теплового  облучения  поверхности  тела  работающих  от  производственных  источников  должны  соответствовать  значениям,  приведенным  в  таблице  1.

Таблица  1.

Допустимые  величины  интенсивности  теплового  облучения  поверхности  тела  работающих  от  производственных  источников

В  ранее  опубликованной  статье  [3]  были  представлены  материалы,  позволяющие  определить  высоту  подвеса  излучателя  в  рабочем  помещении  в  зависимости  от  его  температуры.  Используя  эти  данные,  была  определена  плотность  расположения  излучателей  в  рабочей  зоне  помещения  при  условии  соблюдения  санитарно-гигиенических  требований  по  величине  падающего  теплового  потока.

Темный  излучатель  характеризуется  более  низкой  лучистой  эффективностью,  которая  колеблется  в  диапазоне  45—60  %.  Эта  эффективность  достигается  с  помощью,  так  называемого,  рефлектора,  который  образует  зеркальную  плоскость,  отражающую  излучения  в  необходимом  направлении.  Для  концентрации  теплового  излучения  в  рабочей  зоне  помещения  рефлектор  имеет  специальную  изогнутую  поверхность.

Рисунок  1.  Схема  распространения  энергии  от  инфракрасного  излучателя

За  счет  изогнутой  формы  рефлектора  распространяемое  по  полусфере  излучение  концентрируется  в  нормальном  направлении  по  отношению  к  рабочей  сфере  (рисунок  1).  Кроме  этого  учитывались  тепловые  потоки  излучения,  поступающие  от  соседних  излучателей.  За  счет  этого  происходит  увеличение  результирующего  теплового  потока,  что  требует  вносить  корректировку  в  высоту  подвеса  излучателей  их  плотности  расположения  и  температуры. 

Расчеты,  проведенные  по  определению  изменения  величины  результирующего  теплового  потока  в  рабочей  зоне,  при  различных  высотах  подвеса  и  плотности  расположения  излучателей  позволили  найти  оптимальные  параметры.  Так,  например,  как  видно  из  рисунка  2,  при  температуре  излучателя  t₁=600  ⁰С  и  его  высоте  подвеса  в  9  м  над  рабочей  зоной  оптимальное  расстояние  между  двумя  излучателя  должно  составлять  не  менее  14  м,  что  позволит  обеспечить  допустимое  тепловое  воздействие. 

Рисунок  2.  Величина  теплового  потока  от  отопительных  панелей,  нагретых  до  600  ⁰С

Аналогично  были  определены  расстояния  между  излучателями  при  температурах  излучателя  t₁=500—300  ⁰С.  Как  видно  из  рисунка  3,  оптимальное  расстояние  между  излучателями  при  t₁=500  ⁰С  будет  составлять  12  м,  при  t₁=400  ⁰С  —  8  м,  при  t₁=300  ⁰С  —  6  м.  При  этом  высота  подвеса  излучателя  будет  составлять  7,  5  и  4  м  соответственно.

а)б)

в)

Рисунок  3.  Величина  теплового  потока  от  отопительных  панелей,  нагретых  до:  а)  500  ⁰С,  б)  400  ⁰С,  в)  300  ⁰С

При  температуре  излучателя  t₁=200  ⁰С  расстояние  между  отопительными  панелями  можно  варьировать.  На  рисунке  4  представлены  два  варианта  расположения  отопительных  панелей  6  и  4  м,  при  высоте  подвеса  излучателя  3  м.  В  обоих  случаях  будет  обеспечено  допустимое  тепловое  воздействие  и  при  наложении  двух  тепловых  потоков  от  разных  излучателей,  величина  суммарного  теплового  потока  не  будет  превышать  100  Вт/м².  При  этом  расстояние  между  излучателями  необходимо  определять  исходя  из  обеспечения  более  комфортных  условий  по  всей  поверхности  рабочей  зоны  помещения.  Как  видно  из  рисунка  4  б,  изменение  величины  теплового  потока  по  площади  будет  минимальным.

а)б)

Рисунок  4.  Величина  теплового  потока  от  отопительных  панелей,  нагретых  до  200  ⁰С,  и  различном  расстоянии  между  ними:  а)  6  м,  б)  4  м

Для  подтверждения  расчетных  данных  нами  была  проведена  экспериментальная  оценка  величины  результирующего  теплового  потока  от  инфракрасных  излучателей  в  рабочей  зоне  тепловозного  цеха  ремонтного  локомотивного  депо  Ярославль-Главный.  Производственные  помещения  депо  оборудованы  или  газовым  лучистым  отоплением  (ГЛО)  или  газовым  воздушным  отоплением  (ГВО).  В  установках  ГЛО  используются  газовые  инфракрасные  (ИК)  излучатели  “Blackheat”  производителя  “ROBERTS  GORDON”,  США.  В  установках  ГВО  используются  приборы  рециркуляционного  воздуха  “COMBAT”  со  свободным  выбросом  нагреваемого  воздуха  того  же  производителя.  Тепловозный  цех  оборудован  ГЛО.  В  помещении  установлено  пять  излучателей  на  расстоянии  друг  от  друга  6  м  и  на  высоте  7,65  м.  Основные  работы  проводятся  на  расстоянии  5,65  м  от  излучателя  (пол  помещения)  и  3,65  м  от  излучателя  (пол  вне  кабины  тепловоза). 

Для  исследований  теплового  потока  был  использован  радиометр  энергетической  освещенности  переносной  «РАТ-2П-Кварц-41».  Измерения  были  проведены  на  уровне  верхней  границы  рабочей  зоны  (3,65  м)  непосредственно  под  излучателем,  при  сдвиге  от  оси  излучателя  на  1,5  м  и  3  м.  Температура  излучателей  (t₁)  равна  190  ⁰С.  Результаты  измерений  теплового  потока  приведены  в  таблице  2.

Таблица  2.

Результаты  измерений  теплового  потока

По  результатам  измерений  была  построена  диаграмма  изменения  величины  теплового  потока  на  поверхности  рабочей  зоны,  расположенной  между  двумя  излучателями  на  расстоянии  3,65  м  от  излучающих  панелей  (рисунок  5). 

Рисунок  5.  Распределение  теплового  потока  между  излучателями:  1  —  расчетные  данные,  2  —  экспериментальные  данные

На  этом  же  рисунке  приведены  значения  изменения  теплового  потока  при  тех  же  условиях,  полученных  расчетным  путем.  Сравнение  расчетных  и  экспериментальных  результатов  показывает  их  практическое  совпадение,  что  позволяет  сделать  вывод  о  правильности  теоретических  расчетов.

Список  литературы:

1.Гигиенические  требования  к  микроклимату  производственных  помещений.  СанПиН  2.2.4.548-96.  Минздрав  России,  Москва,  1997.

2.Бюллетень  нормативных  и  методических  документов  госсанэпиднадзора.  Выпуск  3  (21),  сентябрь  2005.  ISBN  5-7508-0247-7.

3.Сидоров  Ю.П.,  Толщина  Е.Ю.  Определение  допустимой  высоты  подвеса  инфракрасных  излучателей  в  зависимости  от  их  температуры  //  Теория  и  практика  современной  науки:  материалы  X  Международной  научно-практической  конференции,  г.  Москва,  27—28  июня  2013  г.  /  Науч.-инф.  издат.  центр  «Институт  стратегических  исследований».  М.:  Издательство  «Спецкнига»,  2013.  —  420  с.