Измерение комплексных параметров микроклимата приборами фирмы Delta Ohm

Условия жизнедеятельности человека должны быть комфортными

Основной задачей современной климатологической техники является создание комфортных условий для жизнедеятельности человека. 

Оценка работы систем микроклимата является важной составляющей их эффективности. Для оценки влияния среды на человека нужно определить не только количественную величину отдельных параметров микроклимата, но и результат их общего воздействия на человеческий организм. Некоторые значения температуры, влажности и скорости ветра создают условия, которые являются раздражающими и даже невыносимыми для человека.

Рассчитать влияние одного фактора на человека не сложно, куда труднее рассчитать влияние сочетания нескольких факторов. Для формулировки качественного индекса комфорта были введены такие системы оценки, как тепловая нагрузка среды (WBGT) и индекс дискомфорта (DI). Согласно индексу дискомфорта условия меняются от комфортных до несколько раздражающих, а затем до невыносимых, как это показано на шкале ниже. 

Оценка работы систем микроклимата является важной составляющей их эффективности. Для оценки влияния среды на человека нужно определить не только количественную величину отдельных параметров микроклимата, но и результат их общего воздействия на человеческий организм. Некоторые значения температуры, влажности и скорости ветра создают условия, которые являются раздражающими и даже невыносимыми для человека. Рассчитать влияние одного фактора на человека не сложно, куда труднее рассчитать влияние сочетания нескольких факторов. Для формулировки качественного индекса комфорта были введены такие системы оценки, как тепловая нагрузка среды (WBGT) и индекс дискомфорта (DI). Согласно индексу дискомфорта условия меняются от комфортных до несколько раздражающих, а затем до невыносимых, как это показано на шкале ниже. 

Существуют четыре причины локального дискомфорта:

• высокий перепад температуры по вертикали
• слишком горячий или холодный пол
• большая асимметрия теплового излучения
• воздушные потоки

Приборы Delta Ohm измеряют параметры микроклимата и их воздействие на человеческий организм

Современные приборы позволяют измерять не только отдельные параметры микроклимата, но и определять на их основе влияние совокупности измеренных параметров. Примером этого может служить линейка приборов итальянской фирмы Delta Ohm, которая специализируется на изготовлении высококачественной измерительной техники.

Такими приборами являются гигротермометр серии HD2101, измеритель тепловых нагрузок среды (WBGT) HD3202, а также специализированный мультифункциональный прибор DO9847.

Для измерения температуры этими приборами используются платиновые сенсоры типа Pt100 или Pt1000 и термопары, для измерения влажности – преобразователи емкостного типа. Для работы с приборами могут быть применены комбинированные зонды для измерения влажности/температуры и зонды, предназначенные отдельно для измерения температуры или влажности. Большинство зондов фирмы Delta Ohm поставляются с SICRAM-модулем, который выполняет роль интерфейса между сенсором и прибором. Модуль имеет микропроцессорный блок с памятью, который позволяет прибору распознать тип подключенного сенсора и считать информацию его калибровки.

Внешний вид гигротермометра типа HD2101 и представленная информация на его дисплее изображены на рис. 1.

Рис. 1. Гигротермометр HD2101.

Прибор имеет следующие характеристики:

• диапазон измерения температуры: -200...+650 °С
• разрешение: 0,1 °С
• погрешность: ±0,1 °С
• диапазон измерения влажности: 0...100 %
• разрешение: 0,1 %
• погрешность: ±0,1 %

Указанные характеристики относятся к самому прибору и не учитывают погрешности и диапазона измерения сенсоров. Компания Delta Ohm производит широкий модельный ряд измерительных зондов – как для измерения параметров микроклимата, так и для решения других задач.

Прибор фиксирует текущее, среднее, минимальное и максимальное значение измерительного параметра, он оборудован интерфейсом для подключения к ПК или термопринтера, кроме того, существуют модели прибора с регистрацией измерений (до 38000 результатов). 

Приборы от Delta Ohm серии HD2101 позволяют определять такие параметры:

Прибор HD32.2 (рис. 2а) измеряет температуру влажного термометра с естественной вентиляцией, температуру шарового термометра и температуру окружающей среды. На основе измеренных величин прибор определяет тепловую нагрузку среды в помещениях WBGT (in) и тепловую нагрузку среды вне помещений в присутствии солнечного облучения WBGT (out).   

                                             а)                                       б)

Рис. 2. Приборы серии HD32: a) HD32.2, б) HD32.3.

При отсутствии солнечного излучения величина вычисляется по формуле

WBGT = 0.7·t_в  + 0.3·t_к.

Вне помещений в присутствии солнечного излучения тепловая нагрузка среды вычисляется следующим образом:

WBGT = 0.7·t_в + 0.2·t_к + 0.1·t_п,

где t_в – температура влажного термометра, t_к – температура шарового термометра, t_п – температура воздуха. Единицы измерения °С, °F, °K.

Прибор типа HD32.3 (рис. 2б), кроме тепловой нагрузки среды, вычисляет PMV и PPD индексы. PMV (Predicted Mean Vote = индекс комфортности по Фангеру = ожидаемая средняя оценка степени комфорта) – среднестатистический показатель оценки микроклимата в большой группе людей по семибалльной шкале от -3 до 3, в оптимальном варианте этот коэффициент должен быть равен 0. 

PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied = ожидаемый процент недовольных микроклиматом) описывает недовольство людей на основе теплового дискомфорта, который они ощущают. PPD рассчитывается на основе PMV по формуле:

PPD = 100 - 95·exp(-0.03353·PMV⁴ - 0.2179·PMV²).

Поскольку тепловой дискомфорт все чувствуют по-разному, показатель PPD никогда не опускается ниже 5 %.

Отдельного внимания заслуживает многофункциональный прибор DO9847 (рис. 3), который является многоканальным регистратором данных. DO9847 имеет 3 входных канала, к которым можно подключать зонды для измерения отдельных величин и комбинированные зонды (например, температура/влажность).

К входам могут быть подключены зонды фирмы Delta Ohm, оснащенные SICRAM-модулем, – платиновые сенсоры температуры, термопары, комбинированные сенсоры температура/влажность, зонды для определения индекса дискомфорта, а также сенсоры давления, света и скорости воздуха. 

Основным преимуществом прибора является его универсальность, благодаря которой есть возможность исследовать те параметры микроклимата и их изменение во времени, которые выбирает пользователь. Емкость памяти прибора составляет 32000 результатов измерений на один канал. Прибор имеет интерфейс типа RS232 для подключения к ПК, который позволяет осуществлять дальнейшую обработку и хранение результатов измерения на компьютере.

Все приборы фирмы Delta Ohm соответствуют европейским нормам по измерению указанных величин. 

Владимир Войтюк,
кандидат технических наук