Методические указания по выполнению лабораторных работ по МДК 02.01
методическая разработка

ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«БЕЛГОРОДСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

обучающимся по выполнению лабораторных работ

по ПМ.02.Проведение ремонтных работ в системах вентиляции и кондиционирования

МДК 02.01Реализация технологических процессов проведения ремонтных работ и испытаний систем вентиляции и кондиционирования воздуха

15.02.13 Техническое обслуживание и ремонт систем вентиляции и кондиционирование

БЕЛГОРОД, 2020

Составители:  Гунько И.В., преподаватель ОГАПОУ  «БСК»

Введение

Содержание методических указаний по выполнению лабораторных занятий соответствует требованиям Государственного стандарта среднего профессионального образования.

Выполнение лабораторных занятий должно способствовать более глубокому пониманию, усвоению и закреплению изучаемого материала, развитию логического мышления, аккуратности, умению правильно выполнять расчеты и  делатьсоответствующие выводы.

В методических указаниях дается теоретический материал, и приводятся примеры расчета  задач.

В результате выполнения расчетов студенты должны уметь определять параметры при гидравлическом расчёте воздуховодов, определять характеристики вентиляторов, производить аэродинамический расчёт воздуховодов.

Цель методической разработки

1.  Дидактическая цель:

Оказание помощи студентам в выполнении задания по решению    ситуационных задач с использованием полученных знаний.

2.  Воспитательная цель:

Воспитать ответственность и аккуратность, интерес к дисциплине.

3.  Развивающая цель:

Сформировать у студентов новую идеологию экономического мышления, стратегию действий в условиях рынка;

Закрепить и расширить теоретические и практические знания.

Перечень практических работ

Критерии оценки результата

Лабораторная работа № 1

«Определение параметров воздушной среды в помещении».

1. Цель работы: закрепление теоретических знаний об основных параметрах, характеризующих температурно-влажностный режим воздушной среды в помещении исходя из условий комфортности; ознакомление с основными приборами, используемыми для измерения температуры и влажности воздуха в помещении;

2.        Теоретическое введение

Параметры микроклимата в помещениях жилых, общественных, административных и бытовых зданий на сегодняшний день устанавливаются в соответствии с ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении» [4]. Стандарт устанавливает общие требования к оптимальным и допустимым показателям микроклимата и методы их контроля.

Микроклимат помещения - состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.

Оптимальные параметры микроклимата - сочетание значений показателей температуры, влажности и подвижности воздуха, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении.

Допустимые параметры микроклимата - сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.

Условно принято разделять помещения жилых и общественных зданий на категории в соответствии с условиями пребывания человека.

Классификация помещений в соответствии с условиями пребывания человека

В соответствии с разделением на категории, приведенном в таблице 1.1, основные параметры комфортности пребывания человека нормируются следующим образом (таблица 1.2)

Основные параметры комфортности пребывания в помещениях общественных зданий

Влажность воздуха внутри помещения и еѐ нормируемые величины представляют одну из наиболее спорных позиций с точки зрения оценки параметров комфортности микроклимата и температурно-влажностного режима ограждающих конструкций. Биоклиматический график зон комфортности (по В. Олгею) представлен на рисунке 1.1. Биоклиматический график комфорта, на котором для жителей, адаптированных к климату США, нанесены характеристики температуры, позволяющие найти взаимосвязь между температурой и влажностью для комфортных условий пребывания человека в помещении.

При анализе влажностного режима помещения и ограждающих конструкций необходимо различать понятия абсолютной и относительной влажности.

Под абсолютной влажностью внутреннего воздуха помещения eВ понимается парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе помещения, и измеряемое в мм рт. ст. или гПа.

Под относительной влажностью внутреннего воздуха помещения φВ понимается отношение абсолютной влажности воздуха в данный момент времени к максимально возможному значению абсолютной влажности воздуха при данной температуре.

2.2. Описание приборов

Измерение влажности воздуха производят на основе психрометрического метода. Работа выполняется с помощью психрометра Ассмана на основании показаний двух термометров, резервуар одного из которых обернут батистом, смоченным дистиллированной водой.

Относительная влажность воздуха определяется на основании одновременных показаний сухого и влажного термометров по их разности с помощью специальных таблиц (таблица А.1, приложение А).

Работа может быть выполнена и с помощью психрометра Августа. Принцип действия прибора основан на свойстве обезжиренного волоса изменять длину в зависимости от влажности воздуха. Приборы, работа которых основана на этом принципе, требуют периодической проверки психрометрическим методом.

Аспирационный психрометр Ассмана (рисунок 1.2) дает более точные и устойчивые показания, так как оба термометра (сухой и влажный) обдуваются воздухом с постоянной скоростью, защищены от лучистого тепла и влияния внешних потоков воздуха.

Прибор состоит из двух одинаковых метеорологических ртутных термометров 4, закрепленных в специальной оправе 5. Резервуар правого термометра обернут батистом 7 в один слой и перед работой смачивается дистиллированной водой при помощи пипетки.

Резервуары термометров вставлены во всасывающие трубки 6, защищенные от лучистого нагрева. В верхней части всасывающие трубки объединены воздухопроводной трубкой, которая крепится к аспирационной головке 1. В аспирационной головке размещен вентилятор с приводом, который протягивает воздух около резервуаров термометров со скоростью около 2 м/с.

3.        Ход работы.

После ознакомления с теоретическим материалом студенты должны зарисовать и описать принцип работы: аспирационного психрометра Ассмана, а также ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Дать определения: абсолютной влажности; давления насыщенного пара и зависимости его от температуры; относительной влажности воздуха и ее значения для характеристики влажностного режима в помещении.

2. Приборы для измерения температуры и влажности воздуха, их достоинства и недостатки.

3. Порядок вычисления относительной и абсолютной влажности и воздуха по данным, полученным с помощью психрометров Ассмана и Августа.

4. Привести данные нормативов по температуре и влажности воздуха для обеспечения комфортности пребывания в жилых и общественных зданиях.

Лабораторная работа № 2

«Испытание систем вентиляции».

1. Цель работы: изучить методику проведения испытаний систем вентиляций.

2.        Теоретическое введение

Испытания и наладку систем вентиляции и кондиционирования воздуха осуществляют при их приемке и в процессе эксплуатации. При приемке испытание проводят после окончания строительно-монтажных работ до установки технологического оборудования или при его частичной загрузке.

В соответствии с проектом проверяют: производительность и полное давление вентилятора; объемный расход воздуха, проходящего через отдельные воздухоприемные и воздуховыпускные устройства, теплопроизводительность калориферных установок, режим работы насосов оросительных камер; параметры воздуха, поступающего в помещение.

Для оценки эффективности вентиляции в процессе эксплуатации системы проводят техническое и санитарно-гигиеническое испытание установки.

При техническом испытании вентиляционной установки определяет:

а) производительность и полное давление вентилятора, а также частоту вращения колеса вентилятора и ротора электродвигателя;

б) расходы удаляемого и подаваемого воздуха, скорости движения воздуха в вентиляционных каналах, выпуска его из приточных насадок и отверстий, всасывания в сечениях вытяжных отверстий, а также распределение, расхода воздуха по отдельным участкам вентиляционной сети;

в) температуру приточного и удаляемого воздуха, сопротивление и теплопроизводительность калориферов;

г) пропускную способность и сопротивление пылеулавливателей и фильтров;

д) охлаждающую мощность воздухоохладителей и холодильных установок;

е) характер работы оросительных камер (расход и температуру воды, количество испаряющейся и конденсирующейся влаги);

ж) наличие подсосов или утечек воздуха по отдельным элементам системы (воздуховоды, фланцы, камеры, фильтры и кондиционеры).

При санитарно-гигиеническом испытании вентиляционных систем определяют обеспечивает ли вентиляционная система:

а) заданные значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха как в рабочей зоне помещения, так и на рабочих местах;

б) требуемую чистоту воздуха как в отношении содержания пыли, так и газов, паров вредных веществ и влаги;

в) необходимую чистоту, температуру и относительную влажность поступающего в помещение воздуха;

г) заданные значения температуры, относительной влажности и допустимой запыленности и загазованности воздуха удаляемого из помещения в атмосферу.

Эффективность санитарно-гигиенической вентиляции следует определять в теплое и в холодное времена года, так как она зависит от наружных метеорологических условий.

В данной работе санитарно-гигиенические испытания не предусмотрены.

2.2.Аппаратура для технического контроля за работой вентиляционных систем

Согласно ГОСТ 12.3.018-79";Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний"; для измерения давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах (каналах) должны быть выбраны участки с расположением мерных сечений на расстояниях не менее шести гидравлических диаметров (Dh, м) за местом возмущения потока (отводы, шиберы, диафрагмы и т.п.) и не менее двух гидравлических диаметров перед ним.

При отсутствии прямолинейных участков необходимой длины допускается располагать мерное сечение в месте, делящем выбранный для измерения участок в отношении 3:1 в направлении движения воздуха. Гидравлический диаметр определяется по формуле

где F - площадь, м2, П - периметр сечения, м.

Допускается размещать мерное сечение непосредственно в месте внезапного расширения или сужения потока. Его размер в этом случае принимают соответствующим наименьшему размеру канала.

Координаты точек измерений давлений и скоростей, а также количество точек определяются формой и размерами мерного сечения по рис.18. Максимальное отклонение координат точек измерений от указанных на чертеже не должно превышать ±10%.

Координаты точек измерений давлений и скоростей в воздуховодах цилиндрического сечения при 100< D >300 мм.

Количество измерений в каждой точке должно быть не менее трех.

При использовании анемометров время измерения в каждой точке должно быть не менее 10 с.

Для аэродинамических испытаний вентиляционных систем применяется следующая аппаратура:

а) комбинированный приемник давления - для измерения динамических давлений потока при скоростях движения воздуха более 5 м/с и статических давлений в установившихся потоках (рис.19);

Комбинированный приемник давления (пневмометрическая трубка Пито-Прандтля)

б) дифференциальные манометры класса точности от 0,5 до 1,0 по ГОСТ 11161-71, ГОСТ 18140-77 и тягомеры по ГОСТ 2648-78 - для регистрации перепадов давлений;

в) анемометры по ГОСТ 6376-74 и термоанемометры - для измерения скоростей воздуха не менее 5 м/с;

г) барометры класса точности не ниже 1,0 - для измерения давления в окружающей среде;

д) ртутные термометры класса точности не ниже 1,0 по ГОСТ 13646-68 и термопары - для измерения температуры воздуха;

е) психрометры класса точности не ниже 1,0 по ГОСТ 112-78 - для измерения влажности воздуха.

Трубка Пито-Прандтля состоит из двух трубок, вставленных одна в другую: внутренняя - соединена с полушаровой головкой, имеющей отверстие на конце, предназначена для измерения полного давления; наружная - имеет на согнутом участке два отверстия для измерения статического давления.

При проведении измерений трубку вставляют внутрь через измерительные лючки в стенках воздуховодов. Трубка устанавливается перпендикулярно к оси воздуховода так, чтобы наконечник ее был направлен против потока воздуха, а ось наконечника была бы параллельна потоку воздуха (см. плакат на стенде).

Используемый в работе U -образный водяной манометр позволяет измерять давление в кгс/м2. Для получения давления в Па измеренное значение давления следует умножить на 9,81 м/с2. На рис.20 показана схема измерения полного, статического и динамического давлений с помощью трубки Пито-Прандтля и трех водяных U  -образных манометров.

При скоростях воздуха в воздуховодах менее 5 м/с используются микроманометры. Схема присоединения трубки Пито-Прандтля к микроманометрам показаны на рис 21.

В левой части рис.21 показана схема присоединения шлангов приемника давления к микроманометру при измерении давлений на всасывающей стороне вентиляционной установки. Так как при этом внутри воздуховода давление меньше атмосферного, то нижний манометр, соединенный шлангом с концом трубки статического давления, покажет статическое давление в миллиметрах водяного столба (или в килограмм-силах на квадратный метр), и столбик жидкости в нем будет поднят атмосферным давлением на уровень пониженного давления в воздуховоде.

На всасывающей стороне вентилятора статическое давление Ps будет максимальным, но с отрицательным знаком.

 Динамическое давление Pd (независимо от того, при каком избыточном статическом давлении движется воздух - положительном или отрицательном) всегда положительно. Поэтому полное давление, равное алгебраической сумме статического и динамического давлений, по показанию левого манометра будет по абсолютному значению меньше статического и по знаку отрицательно.

Правый манометр присоединен к двум концам приемников давления и показывает разность полного и статического давлений:

Тем самым подтверждается, что Pd положительно.

В правой части рис.4 показано распределение давления в вентиляционной сети за вентилятором, где в воздуховоде давление воздуха больше атмосферного. Согласно этому условию максимальная разность высот уровней жидкости будет при измерении полного давления на левом манометре, так как

При положительном знаке Ps эта сумма увеличивается, показываемое правым манометром Ps больше атмосферного.

Частота вращения колеса вентилятора и вала электродвигателя определяется с помощью тахометра и счетчика оборотов.

Согласно ГОСТ 12.3.018-79 испытания следует проводить не ранее чем через 15 мин после пуска вентиляционного агрегата,

При испытаниях измеряют:

• барометрическое давление окружающей воздушной среды Ва , Па(кгс/м2);
• температуру перемещаемого воздуха сухим и влажным термометрами соответственно t и tφ , °С;
• температуру воздуха в рабочей зоне помещения ta , °С;
• динамическое давление потока воздуха в точке мерного сечения Pdi , Па(кгс/м2) ;
• статическое давление воздуха в точке мерного сечения Ps , Па(кгс/м2);
• полное давление воздуха в точке мерного сечения Pi , Па (кгс/ м2);
• время перемещения анемометра по площади мерного сечения, τ ,с;
• число делений счетного механизма оборотов механического анемометра за время τ обвода сечения na;
• число оборотов n колеса вентилятора и вала электродвигателя, рад(об/мин).

3.        Ход работы.

После ознакомления с теоретическим материалом студенты должны ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Что определяют при техническом испытании вентиляционной установки.

2. Аппаратура, которая применяется для аэродинамических испытаний вентиляционных систем.

3. Что замеряют при испытаниях  вентиляционных агрегатов.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

1. Нимич Г. В., Михайлов В. А., Бондарь Е. С. Современные системы вентиляции и кондиционирования воздуха - М.: Стройиздат, 2013г.
2. Каменев П.Н.,Тертичник Е.И. Вентиляция. Учебное пособие- М., Изд-во АСВ, 2008 г.
3. Стефанов Е.В. Вентиляция и кондиционирование воздуха, -СПб, :Изд-во «АВОК Северо-Запад»-2005 г.
4. Бурцев С.И., Блинов А.В., Востров Б.С., Минин В.Е. Монтаж, эксплуатация и сервис систем вентиляции и кондиционирования воздуха- СПб,: Изд-во Профессия-2005 г.
5. Протодьяконов И.О., Анискин О.В., Василевский О.А., Слепцов И.Е. Экспериментальное исследование работы общеобменной вентиляции- СПб-2012 г.
6. Кашкаров А.П. Установка, ремонт и обслуживание кондиционеров- М.: ДМК ПРЕСС, 2011 г.
7. Сибикин Ю.Д. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. М.:- Academia, 2013.
8. Измеров, Н.Ф., Кириллов В.Ф. Гигиена труда-М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016 г.
9. Кочев А.Г., Вентиляция промышленных зданий и сооружений-Н.Н, ННГАСУ, 2011 г.
10. Ливчак И.Ф., Наумов А.Л. Вентиляция жилых многоэтажных зданий- М.: АВОК-ПРЕСС, 2005 г.
11. Караджи В.Г., Московко Ю.Г. Вентиляционное оборудование. Технические рекомендации для проектировщиков и монтажников.- М.: АВОК-ПРЕСС, 2010 г.
12. Калашников М.П. Вентиляция общественных зданий- У.У, Изд-во ВСГТУ, 2005 г.
13. Фокин С.В., Шпорьтко О.Н., Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: устройство, монтаж и эксплуатация, 2-е изд., стер. - М .: КНОРУС, 2016.
14. Минин В.Е. Монтаж, эксплуатация и сервис систем вентиляции и кондиционирования воздуха. СПб.:- Профессия, 2013.
15. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1. / Под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. – М.: Стройиздат, 1992. – 320 с.
16. Каталог оборудования «АЭРОМАШ»- С.-2019 г.
17. Типовая технологическая карта. Производство работ по монтажу металлических воздуховодов внутренних систем вентиляции.-2006 г.
18. Система электронного обучения «Академия-Медия» Ю.Д. Сибикин «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха-М. Изд-во Академия, 2013 г. https://academia-library.ru/catalogue/4831/36409/
19. Харланов С.А., Степанов В.А. Монтаж систем вентиляции и кондиционирования воздуха. –М.:Высш.шк., 1991г.