Способ исследования распределения воздуха в помещениях

 

Использование: в исследованиях распределения воздуха в помещениях с помощью индикаторного газа. Сущность изобретения: способ предусматривает установление постоянного расхода газа-индикатора в помещении в течение заданного времени с последующим его прекращением. Затем начинают отбор проб с заданной периодичностью, газохроматографически измеряют его концентрацию и сравнивают эти данные с предварительно измеренным заданным распределением. 1 ил.

Изобретение относится к исследованию распределения и кондиционирования воздуха в помещениях и может быть использовано, например, при оценке эффективности вентиляционных систем эксплуатационных помещений.

Известен способ исследования распределения воздуха в помещениях с использованием газов-индикаторов, в качестве которых применяют, например, гексафторид серы и фреон [1] Однако ввиду нелинейности градуировочных характеристик, а также из-за недостаточной точности существующих методов анализа указанные индикаторы не отвечают в полной мере задачам исследования вентиляции помещений, в воздушной среде которых могут присутствовать такие высокотоксичные вещества, как, например, газообразный фтор или фтористый водород, с предельно допустимой концентрацией менее 0,001 мг/м³.

Известно также использование в качестве газа-индикатора смеси паров этилового спирта с азотом в соотношении, об. Пары этилового спирта 1-3 Азот 97-99 для исследования распределения воздуха в помещениях [2] Указанный способ обеспечивает необходимое качество получаемых результатов газохроматографического анализа.

Однако в этом способе неудовлетворительной является схема проведения экспериментальных исследований, которая предусматривает ввод газа-индикатора в поток приточного воздуха с последующей регистрацией его концентрацией в различных точках помещения.

Наличие неравномерности распределения концентраций газа-индикатора по объему помещения в установившихся условиях не обеспечивает возможности однозначного выбора точек-постов измерений и не позволяет получить полную интегральную оценку эффективности воздухораспределения. Результаты исследований по такой схеме, независимо от типа используемого газа-индикатора, дают лишь частичную характеристику проветриваемости отдельных мест и углов помещения, не оценивая общей доли полезно используемого воздуха для ассимиляции токсичных веществ по отношению к общему количеству притока и вытяжки. К тому же регистрация концентраций газа-индикатора в различных точках объемного помещения требует значительных затрат времени.

Задача изобретения получение полной интегральной оценки эффективности вентиляционной системы эксплуатационных помещений с минимальными материальными затратами.

Испытания предлагается проводить в переходном режиме от одного установившегося состояния к другому. Причем наблюдение за изменением концентрации осуществляется только в одной точке.

Решение задачи достигается тем, что газ-индикатор вводят в поток приточного воздуха с заданным расходом до достижения установившегося распределения концентраций по объему вентилируемых помещений, после чего подачу газа прекращают и проводят отбор проб воздуха на исходящей струе в одной фиксированной точке вытяжного воздуховода, являющейся наиболее представительной, поскольку все количество газа-индикатора, сосредоточенное внутри помещения, проходит через эту точку. Отбор воздушных проб начинают с момента отключения подачи газа-индикатора и проводят через определенные временные интервалы, пока его концентрация не снизится до уровня, cоизмеримого с порогом чувствительности газохроматографического метода анализа. Полученные монотонно убывающие зависимости "концентрация-время" являются откликом исследуемого объекта на единичное возмущение типа функции Хевисайда. С использованием математического описания динамики проветривания вентилируемых объемов, например, в виде уравнения Селиверстова, путем соответствующей обработки вычисляют интегральные параметры, характеризующие эффективность воздухораспределения. Полученные оценки на минимальном количестве экспериментального материала позволяют исчерпывающим образом характеризовать исследуемые системы распределения воздуха в помещениях.

На чертеже представлена схема осуществления способа исследования распределения воздуха в помещениях.

Схема включает баллон 1 с газом-индикатором, редуктор 2, регулятор 3 расхода, капиллярный расходомер 4, пробоотборное устройство 5, блок 6 хроматографического анализа и исследуемое помещение 7.

Способ реализуется следующим образом.

Открытием редуктора 2 устанавливают заданный расход газа-индикатора, достаточный для формирования исходной концентрации в точке отбора, на несколько порядков превышающей порог чувствительности газохроматографического метода анализа и не выходящей за нижний предел взрываемости, и уровень предельно допустимой концентрации (ПДК) используемого газа-индикатора. Требуемый расход поддерживают регулятором 3 и контролируют с помощью капиллярного расходомера 4. Ввод газа-индикатора в поток приточного воздуха в помещение осуществляют в течение времени, равного (3-4)/К, К L/V (1) где К кратность воздухообмена в помещении, 1 /ч; L расход вентиляционного воздуха, м³/ч; V объем исследуемого помещения, м³.

Так, например, для эксплуатационного помещения объемом ≈900 м³, имеющим аварийную вентиляцию с расходом L 7000 м³/ч, время ввода газа-индикатора составляет 0,5 ч. По истечении указанного времени перекрытием редуктора 2 прекращают подачу газа-индикатора и начинают отбор проб воздуха на исходящей струе (из вытяжного воздуховода) с помощью газоотборного устройства. Периодичность τ_N отбора проб зависит от характеристик газоотборного устройства и вида используемого газа-индикатора. Как правило τ_N (2) где N количество проб, удовлетворяющее неравенству. 3 ≅ N ≅ 10; К кратность воздухообмена 1/ч.

По достижении уровня концентрации, соответствующего порогу чувствительности используемого метода индикации, исследование прекращают. Для анализа воздушных проб могут быть использованы хроматографа. Спад концентрации примеси в вентилируемом объеме после прекращения действия источника выделения описывается зависимостью q(τ) q_oe ^- αKτ (3) где q_o концентрация примеси в момент времени τ 0; τ время; α коэффициент эффективности (α ≅ 1);
К кратность воздухообмена.

Величина коэффициента эффективности характеризует степень неравномерности распределения параметров воздушной среды в помещении и зависит от схемы организации воздухообмена. При равномерном распределении приточного воздуха в помещении α= 1. С помощью коэффициента α оценивается количество воздуха, фактически участвующего в проветривании объема по отношению к общему расходу, и по сути характеризуется степень использования потенциальных возможностей системы вентиляции, обусловленных ее производительностью.

Экспериментальные данные проб воздуха обрабатывают математически, в результате чего вычисляют показатели, в частности интегральный параметр α, количественным образом характеризующий воздухораспределение в исследуемом эксплуатационном помещении.

Формула изобретения

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ путем введения в поток приточного воздуха газа-индикатора с последующим отбором проб воздуха и газохроматографическим анализом концентрации индикатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки интегральной эффективности вентиляции, отбор проб воздуха проводят в последовательные фиксированные моменты времени после отключения ввода газа-индикатора на исходящей из помещения струе с предварительным достижением установившихся условий распределения концентраций газа-индикатора по объему помещения.

РИСУНКИ

Рисунок 1