Микроклимат способы его регулирования

4 Способы и средства нормализации микроклимата в производственных помещениях

Важнейшими способами нормализации микроклимата в производственных помещениях и в зонах рабочих мест являются: кондиционирование, отопление и вентиляция воздуха помещений. Для защиты работающих от открытых источников тепла (нагретый металл, «открытое» пламя и т.п.) используются средства индивидуальной защиты, в том числе средства защиты лица и глаз. Необходимо предусматривать защиту работающих и от охлажденных остекленных поверхностей оконных проемов, а в теплый период года – от попадания прямых солнечных лучей.

Кондиционирование воздуха предназначено для автоматического регулирования всех или части параметров микроклимата в пределах, обеспечивающих комфортные условия в зонах пребывания людей, а также для оптимизации техпроцессов . При полном кондиционировании воздуха контролируются такие его параметры, как температура, влажность, подвижность, чистота, степень озонирования и ионизации.

Отопление может быть местным и центральным. В качестве теплоносителей используется вода, пар или воздух. Теплый воздух, подаваемый в помещение, обычно нагревается в калориферах с помощью горячей воды, пара или электричества. В соответствии с этим отопление бывает водяное, паровое, воздушное и комбинированное. Центральные системы воздушного отопления обычно совмещаются с приточными вентиляционными системами. Калориферы таких систем устанавливаются вне отапливаемых помещений. Отоплению подлежат здания, сооружения и помещения любого назначения с постоянным или длительным (более 2 ч) пребыванием людей в них во время проведения основных и ремонтно — восстановительных работ. Нагревательные приборы следует располагать под световыми проемами, чтобы оси окна и прибора совпадали. Если у окна расположено рабочее место, то оно должно быть защищено от ниспадающих потоков холодного воздуха.

Производственная вентиляция – это система средств, обеспечивающая регулярный воздухообмен в производственном помещении. Она предназначена для удаления из помещения избыточного тепла, влаги, пыли, вредных газов и паров и создания наиболее благоприятного (отвечающего санитарно-гигиеническим требованиям) микроклимата и ионного состава. Воздухообмен в помещении можно осуществлять естественным путем через форточки или вентиляционные каналы за счет разности температур и давлений внутри помещения и вне его. Такая вентиляция называется естественной или аэрацией. Более эффективна искусственная механическая вентиляция, осуществляемая с помощью вентиляторов и эжекторов.

Сочетание естественной и искусственной вентиляции образует смешанную систему вентиляции.

Естественная вентиляция может быть неорганизованной, когда воздух подается в помещение и удаляется из него за счет инфильтрации через неплотности и поры наружных ограждений. Естественная вентиляция считается организованной, если она имеет устройства, позволяющие регулировать направление воздушных потоков и величину воздухообмена (вытяжные каналы, шахты, форточки и фрамуги зданий, аэрационные фонари и др.). Естественная вентиляция позволяет подавать и удалять из помещений большие объемы воздуха без применения вентиляторов. Недостатком является зависимость ее эффективности от температуры наружного воздуха, силы и направления ветра.

Искусственная механическая вентиляция, осуществляемая за счет вентиляторов и эжекторов, позволяет в отличие от естественной вентиляции, подавать воздух в любую зону помещения или удалять его из мест образования различных вредностей: пыли, влаги, тепла, газов. В системах механической вентиляции можно предусматривать устройства для подогрева, увлажнения и очистки воздуха от пыли, а также его ионизации. Механическая вентиляция может применяться как для подачи воздуха в помещение, тогда она называется приточной, так и для удаления воздуха из помещения, тогда она называется вытяжной. Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает приток воздуха в помещение и одновременно его удаление из помещения. Системы механической вентиляции состоят из вентиляторов, устройств для забора и подачи воздуха, воздуховодов, фильтров и т.д.

По месту действия вентиляция может быть общеобменной, местной и комбинированной. Общеобменная вентиляция осуществляет воздухообмен во всем помещении, а местная – лишь в определенных местах.

Общеобменная механическая вентиляция применяется при равномерном расположении источников вредностей в помещении, а также при одно- или двустороннем их расположении.

Местная приточная вентиляция служит для создания требуемых условий воздушной среды в ограниченной зоне производственного помещения. К установкам местной приточной вентиляции относятся воздушные души, оазисы и завесы. Воздушное душирование применяется в горячих цехах на рабочих местах, характеризуемых воздействием лучистого тепла интенсивностью 300 ккал/м 2 ч и более. Скорость обдува должна составлять от 1,0 до 3,5 м/с. Установки воздушного душирования бывают стационарные и передвижные. Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченной площади помещения, которая для этого отделяется со всех сторон легкими передвижными перегородками и затапливается воздухом более холодным и чистым, чем воздух помещения. Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраиваются для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота холодным воздухом. Местная вытяжная вентиляция служит для улавливания и удаления вредных веществ непосредственно у источника их образования и для предотвращения их распространения по всему помещению. Устройства местной вытяжной вентиляции делают в виде укрытий или местных отсосов (вытяжные шкафы, кабины, камеры, боковые отсосы и т.п.). Внутри укрытия создается разрежение, благодаря которому вредные вещества не попадают в воздух помещения. Такой способ предотвращения попадания вредных выделений в помещение называется аспирацией.

Наиболее распространенными системами промышленной вентиляции являются комбинированные, при которых совместно с общеобменной вентиляцией используется и местная вентиляция.

Источник

XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019

МИКРОКЛИМАТ И МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В СЕЛЕКЦИОННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ

Основное назначение культивационных сооружений — создание условий для выращивания овощных и других растений в течение периода, когда возделывание их в открытом грунте невозможно. В первую очередь это относится к температуре воздуха и почвы, освещенности, влагообеспеченности и содержанию диоксида углерода в воздушном пространстве сооружения. Поскольку эти факторы жизнеобеспечения растений создаются в ограниченном пространстве, совокупность их называют микроклиматом культивационного сооружения, а отдельные факторы жизнеобеспечения — параметрами микроклимата [1].

Рисунок 1 – Общий вид теплицы

Микроклимат — совокупность физических параметров воздушной и корнеобитаемой среды в отдельных культивационных сооруже­ниях.

Он создается действием всех систем технологического оборудования — отопительной, вентиляционной, поливной, системой питания, подкормки углекислым газом, искусственным освещением; на него оказывают также влияние климатические факторы и фитоценоза (фитоценоз — растительное сообщество, характеризующееся определенным составом и взаимоотноше­ниями между растениями и окружающей средой).

Хотя сооружения защищенного грунта отделены от наружного климата стекляным или полимерным покрытием, микроклимат сооружений в зна­чительной мере зависит от воздействий наружной среды. Факторы наружной среды — оптическое излучение, сила и направление ветра, температура и относительная влажность воздуха, а также осадки — влияют на микроклимат культивационных сооружений [ 2].

Оптическое излучение оказывает непосредственное воздействие на теп­ловой режим сооружений и является важным источником энергии в защи­щенном грунте, который необходимо учитывать в тепловом балансе соору­жений и растений. Можно сказать, что основным фактором микроклимата является оптическое излучение (солнечная радиация). Все режимы микрок­лимата — температурно-влажностный, поливной, углекислотный и питатель­ный — определяются в значительной мере радиационным режимом.

Большое влияние на микроклимат оказывают также и сами растения. В объеме воздуха и почвы, занятом тепличной культурой, создается микрок­лимат зоны обитания растений — фитоклимат.

Закономерности изменения фитоклимата имеют свои особенности. Эти особенности тем значительнее, чем больше площадь теплицы и масса расте­ний. Уровень освещенности, температура, влажность, концентрация СО ме­няются по ярусам внутри растительного ценоза [2].

Микроклимат в свою очередь определяет все процессы формирования урожая от прорастания семян до конца плодоношения. В связи с этим воз­никает необходимость дифференцировать режимы микроклимата: в течении суток, по фазам роста и развития, и в зависимости от состояния растений возрастного, фитосанитарного, интенсивности роста и пр.). Режимы учиты­вают прежде всего особенности видов и сортов, технологий выращивания и периодов выращивания культур в течении года.

Рисунок 2 – Пример тепличного производства

Методы регулирования теплового режима

Тепловой режим в сооружениях защищенного грунта определяется тремя основными показателями:

Система обогрева

Сегодня используется три основных вида обогрева:

солнечный – в качестве источника тепловой энергии выступает солнечная радиация;

биологический, основанный на использовании биохимических реакций разложения органики;

технический, включающий в себя использование электрических обогревателей, различных устройств для сгорания твердого топлива, природного газа [3].

Солнечный обогрев

Солнечный обогрев – элементарный и дешевый способ поддержания нужной температуры, который используют в сезонных рассадных и овощных теплицах. В его основе лежит использование всем известного парникового эффекта. Солнечная радиация, проникая сквозь светопроницаемое покрытие, нагревает воздух, почву и все конструкции сооружения. Чем ниже теплопроводность у светопроницаемого покрытия, тем лучше оно удерживает тепло внутри сооружения – наиболее подходящим материалом в данном случае является поликарбонат .

При использовании солнечного обогрева температура воздуха внутри сооружения в солнечную погоду выше на 10-15 градусов, в пасмурную – на 5-7 градусов, чем на открытом воздухе. Ощутимым недостатком этого вида обогрева является резкие перепады температур в дневное и ночное время, что может негативно сказываться на самочувствии растений. Для того чтобы сгладить колебания температуры используют различные аккумуляторы тепла, которые днем тепло накапливают, а ночью, медленно остывая, отдают. В качестве таких аккумуляторов могут выступать разложенные внутри теплицы большие камни либо расставленные емкости с водой. Удержать тепло в почве поможет мульчирование ее черным агроволокном, которое, кроме всего прочего, помогает бороться с сорняками и улучшать почвенную структуру.

Биологический обогрев

Основывается на использовании способностей различных аэробных и анаэробных микроорганизмов разлагать органику. В ходе этого процесса выделяется большое количество тепловой энергии, источником которой в данном случае может выступать навоз различных сельскохозяйственных животных, смешанный в определенных пропорциях с другими органическими рыхлящими материалами (сухая листва, солома, сено, торф, опилки, кора, органические отходы бытового происхождения).

При организации биологического обогрева в сооружениях закрытого грунта снимается верхний плодородный слой почвы, затем на дно получившегося котлована укладывается подготовленное заранее биотопливо, после чего почва возвращается на место. Этот способ доступен по цене, но требует больших трудозатрат и наличия большого количества органики [3].

Технический обогрев

Технический обогрев теплиц может быть водяной, газовый, электрический либо печной.

При водяном вдоль стен, либо под слоем земли прокладываются трубы, в которые тем или иным способом подается горячая вода, нагреваемая снаружи сооружения различными способами.

Газовый обогрев основывается на использовании газовых горелок различной конструкции. В качестве тепловой энергии в данном случае выступают продукты сгорания. Кроме того, при газовом обогреве в воздух теплицы выделятся большое количество углекислого газа, который необходим растениям для нормального роста.

Электрический обогрев – наиболее эффективный, простой и удобный вариант. Источниками тепла в данном случае могут выступать обогреватели различных моделей – масляные, трубчатые, спиральные, вентиляторные.

Печной обогрев основывается на сжигании твердого топлива в печах различной конструкции, расположенных непосредственно внутри теплицы [4].

В заключении можно подвести итоги вышесказанного,что важным условием для создания и поддержания оптимального микроклимата для роста сельскохозяйственных культур является грамотное использование всех систем: полива, освежения, обогрева и вентиляции. Только сбалансировав все показатели, вы получите богатый урожай свежих, сочных и витаминизированных продуктов.

1. Тигранян Р.Э. Микроклимат. Электронные системы обеспечения. — ИП. Радиософт, 2005

2. Гребнев В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel. — М.: ИП РадиоСофт, 2002 — 176с.

3. Шматов В. П. Благоустройство приусадебных участков. М.: Россельхозиздат, 1984.

Источник

Микроклимат в доме: параметры, требования и контроль

Микроклимат в доме: параметры, требования и контроль

Что такое микроклимат

Существует межгосударственный стандарт ГОСТ 30494-2011, устанавливающий строительные требования к микроклимату общественных и жилых зданий. Этот ГОСТ определяет микроклимат помещения как «состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека». Внутренняя среда – это, по большей части, воздух внутри помещения. Недаром далее следует уточнение, что микроклимат помещения характеризуется в основном температурой, влажностью и подвижностью воздуха.

Микроклимат, в самом деле, оказывает прямое воздействие на человека. Если он хороший («оптимальный», как выражается строгий ГОСТ), то человек испытывает ощущение комфорта, а организм не тратит силы на адаптацию к внешним условиям. Например, хороший микроклимат исключает жару, при которой человеческому телу пришлось бы активизировать механизмы теплорегуляции.

Микроклимат жилых и общественных зданий складывается из многих параметров, но первоочередными будут:

• Температура воздуха;
• Влажность воздуха;
• Чистота воздуха;
• Свежесть воздуха.

Все эти параметры микроклимата в помещениях можно не только измерять, но и регулировать при помощи климатической техники. Поговорим подробнее о каждом.

Температура воздуха

Требования. Все тот же ГОСТ для микроклимата нормирует температуру воздуха в помещениях. В теплый период рекомендуется диапазон 22–25°С. В холодное время года чуть ниже: 20–23°С для жилых комнат, 24–26°С для ванной, 23–24°С для детских и около 20°С для всех остальных помещений. Подробнее мы писали об этом здесь.
Кстати, кроме указанного ГОСТа, существует еще СанПиН 2.1.2.2645-10. Он устанавливает гигиенические требования к микроклимату помещений. Однако нормы температуры и влажности воздуха в этих документах полностью совпадают.

Измерения. Температура измеряется при помощи термометра или датчиков в специализированных устройствах, таких как базовая станция системы умного микроклимата MagicAir.
Регуляция. Если температура ниже комфортной, то понадобится обогреватель. А если батареи, наоборот, топят слишком сильно, то Вам пригодится терморегулятор, благодаря которому температуру в комнате можно существенно снизить. В летнее время охладить комнату можно кондиционером. Кстати, кондиционер с функцией обогрева заменит обогреватель зимой.

Влажность воздуха

Требования. Рекомендуемая для человека влажность – 40-60%. Превышение этой отметки – уже сырость, которая чревата порчей имущества и появлением плесени. Влажность ниже указанной может негативно воздействовать на самочувствие: Вы можете почувствовать сухость в горле, глазах. Кожа тоже может пересохнуть и загрубеть – в первую очередь, это касается кожи лица и рук.
Кстати, упомянутые ГОСТ и СанПиН для микроклимата помещений указывают другие цифры оптимальной влажности: 30-45% зимой и 30-60% летом. Однако далеко не каждый при таких показателях будет чувствовать себя комфортно. Между прочим, дети нуждаются в более влажном воздухе, чем взрослые.
Измерения. Влажность можно измерить бытовым гигрометром, домашней метеостанцией или многофункциональным устройством MagicAir (которое заслуживает отдельного разговора – он будет ниже).
Регуляция. С низкой влажностью борются при помощи увлажнителя. Высокую влажность победить сложнее, но вполне реально. Понадобится устранить протечки, утеплить промерзающие конструкции и – пожалуй, самое главное – наладить вентиляцию (подробнее можно почитать здесь).

Чистота воздуха

Требования. Воздух в квартире содержит загрязнения из различных источников. Во-первых, это частицы, поступающие в помещение снаружи – через открытые окна или систему вентиляции без очистки. Это может быть как пыль и пыльца, так и выхлопные газы и заводские выбросы. Во-вторых, это испарения от мебели, отделочных материалов, предметов. Нередко в воздухе квартир можно обнаружить формальдегид. В-третьих, это биологические загрязнения от людей – так называемые антропотоксины. Организм человека выделяет ацетон, аммиак, фенолы, амины, углекислый газ CO2.
Разумеется, приведенные категории загрязнителей отличаются по степени опасности. Скажем, концентрированные выбросы сероводорода с соседнего завода причинят больше вреда, чем любой из антропотоксинов. В любом случае, хороший микроклимат в квартире подразумевает минимальное содержание загрязнителей в воздухе.

Измерения. Глубокий анализ состава и чистоты воздуха в квартире невозможен без специального оборудования. Такой анализ может провести химическая лаборатория. Косвенным показателем чистоты воздуха служит концентрация СО2. Чем она выше, тем хуже вентиляция. А чем хуже вентиляция, тем больше загрязнений накапливается в воздухе квартиры.
Регуляция. Очищать воздух можно при помощи приточной вентиляции с фильтрацией, например, компактного бризера. Его фильтры задерживают как частицы пыли, пыльцу, микроорганизмы, газы и запахи. Бризер может также работать в качестве очистителя воздуха – фильтровать загрязнения, источники которых находятся не снаружи, а внутри квартиры. Или можно использовать бризер в паре с очистителем-обеззараживателем воздуха, который не просто удерживает инфекции и вирусы, но и уничтожает их, тем самым снижая риск заболеть.

Свежесть воздуха

Требования. На свежесть воздуха напрямую указывает содержание углекислого газа, которое измеряется в единицах ppm. Как и в случае с влажностью, требования ГОСТа и рекомендации физиологов касательно оптимальной концентрации СО2 значительно расходятся. ГОСТ «Параметры микроклимата» считает приемлемым уровнем 800 – 1 400 ppm, а врачи рекомендуют поддерживать около 800 ppm. На этой отметке большинство людей чувствуют себя комфортно. С ростом уровня CO2 появляется ощущение духоты, вялость, усталость, снижается концентрация и работоспособность.
Измерения. Уровень CO2 измеряется датчиками. Такой есть, например, в базовой станции MagicAir.
Регуляция. Свежесть воздуха зависит от качества работы вентиляции. Необходимо обеспечить постоянный приток свежего воздуха с улицы и вытяжку душного воздуха, наполненного углекислым газом и загрязнениями. Правильная вентиляция решает сразу несколько задач: обеспечивает Вас свежим воздухом, устраняет загрязнения из квартиры, помогает регулировать влажность.
В пункте выше мы уже сказали несколько слов о компактном вентиляционном устройстве – бризере. Так вот, его основная функция – обеспечить приток воздуха. Бризер подает воздух на 4-5 человек, при этом очищая и подогревая его при необходимости.
Для оттока воздуха служит вытяжка в кухне, ванной, санузле. Если хочется ее усилить, то стоит подобрать вытяжной вентилятор.

Управление микроклиматом

С требованиями к микроклимату разобрались, с перечнем климатической техники тоже. Осталось только разобраться с тем, как всем этим перечнем управлять.

Для тех, кто комфортный микроклимат хочет, а непрерывно мониторить показатели и вручную регулировать работу техники – не хочет, есть два варианта.

Первый – система «умного дома», в которую будут входить датчики и управляющее устройство для контроля и регуляции «погоды в доме». Второй – автономная система управления микроклиматом, которая не нуждается в алгоритмах и дорогостоящем оборудовании «умного дома».

Не раз упомянутая базовая станция MagicAir является частью как раз такой автономной системы. Причем центральной частью. Она измеряет основные параметры микроклимата в доме: температуру, влажность и уровень СО2 (т.е. свежесть и в некоторой степени чистоту воздуха). Если эти параметры некомфортны, то пользователь может зайти в мобильное приложение и парой касаний задать желаемые показатели. Базовая станция будет управлять климатической техникой и поддерживать требуемое качество микроклимата. Сейчас базовая станция работает с бризерами. В конце февраля 2017 года мы презентовали устройство связи между базовой станцией и кондиционерами – ИК-модуль. Скоро оно поступит в продажу.

Микроклимат – это и сложно, и просто одновременно. Параметров много, и все они взаимосвязаны. Но современная техника дает возможность создать в квартире свою «климатическую зону» с идеальными условиями.

Источник