Как измеряется средняя температура воздуха в помещении: Как определяется средняя температура воздуха?

Правила определения температуры воздуха в помещении

С целью выявления перепадов температур в помещении изучают температурный режим. Температуру в помещении измеряют по правилу конверта (полная схема) – по горизонтали в 5 точках: в углах помещения на расстоянии 0,2 м от каждой стены и посередине. Температурный перепад при этом не должен быть более 2 °С.

Для выявления колебаний температур по вертикали измерения проводят на уровне 0,1 м, 1,0 м и 1,5 м от пола. Перепад не должен быть более 2,5 °С.

По краткой схеме измерения температуры проводятся в трех точках – по диагонали помещения.

Чтобы получить среднюю температуру в помещениях, все показания суммируют и делят на количество измерений.

Среднесуточную температуру получают из измерений, выполненных утром, днем, вечером и ночью.

Основные принципы гигиенического нормирования температуры и других параметров микроклимата воздуха

1) Назначение помещений — для продолжительного или кратковременного пребывания людей, уровень энергозатрат людей, находящихся в помещении (различают состояние покоя, работы легкой, средней, тяжелой) и уровень теплозащитных свойств одежды.

2) Время года — теплый (среднесуточная температура наружного воздуха выше +10 °С) или холодный (среднесуточная температура наружного воздуха ниже +10 °С) период.

3) Климатическая зона.

4) Дифференциация допустимых параметров температуры в отношении различных возрастных групп.

Определение влажности воздуха

Влажность воздуха зависит от содержания в нем водяных паров. Гигиеническое значение влажности воздуха определяется, главным образом, ее влиянием на тепловой обмен человека. Высокая влажность воздуха в сочетании с его высокой температурой затрудняет отдачу тепла.

Если температура воздуха близка или выше температуры тела, отдача тепла осуществляется только благодаря испарению пота с поверхности кожи. Но последнее возможно только при условии низкой влажности воздуха. При высокой влажности затрудняется отдача тепла и путем испарения, вследствие чего происходит перегревание организма.

Высокая влажность воздуха в сочетании с низкой температурой способствует отдаче тепла путем проведения и конвекции, что может привести к охлаждению организма и возникновению простудных заболеваний.

Слишком низкая влажность воздуха (относительная влажность 10-15%) в сочетании с высокой температурой вызывает чувство жажды, сушит слизистые оболочки рта и верхних дыхательных путей, однако сухой воздух при всех условиях переносится легче, чем влажный.

Наиболее благоприятной является относительная влажность в пределах 30-60% при температуре воздуха 18-20°С и слабом его движении (0,2-0,4 м/с).

Влажность воздуха характеризуется следующими величинами:

Абсолютная влажность — упругость водяных паров, находящихся в данный момент в воздухе (выражается в миллиметрах ртутного столба), или количество водяных паров в граммах, содержащихся в 1 м³ воздуха в момент исследования.

Максимальная влажность — упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре, или количество водяных паров в граммах, необходимое для полного насыщения 1 м³ воздуха при данной температуре. Максимальная влажность воздуха зависит от температуры. Чем выше температура воздуха, тем больше требуется водяных паров для полного его насыщения.

Относительная влажность— отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.

Дефицит насыщения — разность между максимальной и абсолютной влажностью.

Физиологический дефицит насыщения — разность между максимальной влажностью воздуха при температуре 37°С (температура тела) и абсолютной влажностью воздуха в момент исследования. Он указывает, сколько граммов воды может извлечь из организма кубический метр вдыхаемого воздуха.

Точка росы — температура, при которой воздух становится насыщенным водяными парами.

Абсолютная влажность воздуха определяется приборами, которые называются психрометрами. Психрометры бывают двух типов: стационарные и аспирационные.

Стационарный психрометр Августа состоит из двух одинаковых ртутных или спиртовых термометров, условно называемых «влажным» и «сухим». Резервуар «влажного» термометра обернут кусочком тонкой материи (батист, марля), конец которого опущен в сосуд с дистиллированной водой. Верхний край сосуда должен находиться на расстоянии 3-4 см от резервуара термометра. С поверхности влажной материи происходит испарение воды. На процесс испарения затрачивается тепло, поэтому «влажный» термометр будет охлаждаться и показывать более низкую температуру, чем «сухой». При определении влажности воздуха прибор следует оградить от источников излучения и случайных движений воздуха. Отсчеты показаний обоих термометров производят через 10-15 мин после установки прибора. Абсолютную влажность вычисляют по следующей формуле:

A = f—a(t₁—t₂)B,

где А — искомая абсолютная влажность;

f — максимальное напряжение водяных паров при температуре «влажного» термометра;

а — психрометрический коэффициент, который при определении влажности атмосферного воздуха принимается равным 0,00074, при определении влажности комнатного воздуха — 0,0011;

t_l— показания сухого термометра;

t₂ — показания влажного термометра;

В — барометрическое давление в момент наблюдения.

Пример.При исследовании влажности воздуха в операционной сухой термометр показал 21°С, влажный — 17°С. Барометрическое давление 756 мм. рт. ст.

По табл. 1 находим максимальную влажность при температуре влажного термометра, т.е. при 17°С. Она равна 14,53 мм. Подставляем все значения в формулу:

А = 14,53 — 0,0011 x (21 — 17) x 756 = 11,21 мм. рт. ст.

Таблица 1

Как рассчитать относительную влажность воздуха

Чтобы понять, что такое влажность, нужно рассмотреть ее основные составляющие:

• абсолютная влажность;
• относительная влажность.

Абсолютная влажность представляет собой количество влаги, содержащейся определенном объеме воздуха. Измерять влажность принято в г/м³. Измерить и рассчитать абсолютную влажность можно с помощью психрометра Августа. Для определения количества водяного пара в единице воздуха можно воспользоваться также аспирационным психрометром Ассмана.

Что такое относительная влажность? Само ее название говорит о том, что это какое-то отношение. Остается понять, что это за отношение, чего и к чему? Для того чтобы рассчитать относительную влажность воздуха, нужно фактическое количество водяного пара, находящегося в данный момент в воздухе, разделить на максимально возможную влажность при этой же температуре, пока не началась конденсация влаги. Соотношение будет представлять собой следующую формулу:

RH (относительная влажность) = АВ (абсолютная влажность) / МВВ (максимально возможная влажность) х 100%.

КАК НАЙТИ ОТНОСИТЕЛЬНУЮ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

Если приобрести специальные приборы, электронные или механические, то определение относительной влажности происходит без участия человека. Приборы сами показывают какая относительная влажность в данный момент в помещении. Такие приборы носят название гигрометров.

Если же нет возможности такие устройства приобрести, или их просто в данный момент нет под руками, а относительную влажность нужно измерить, то сделать это можно с помощью двух термометров и психрометрической таблицы.

Можно прикрепить на дощечку два термометра. Один будет обычно измерять температуру, а у второго головку со ртутью надо обернуть мокрой тканью, ватой, марлей, он будет измерять влажную температуру. Затем производится замер показаний обоих термометров. По психрометрической таблице на пересечении температур сухого и влажного термометров, будет находиться искомая относительная влажность. А сам такой прибор, которым измеряли разные температуры, называется психрометр.

ПСИХОМЕТРИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ВЛАЖНОСТИ

Показания сухого термометра	Разность показаний сухого и влажного термометров
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0	100	81	63	45	28	11	—	—	—	—	—
1	100	83	65	48	32	16	—	—	—	—	—
2	100	84	68	51	35	20	—	—	—	—	—
3	100	84	69	54	39	24	10	—	—	—	—
4	100	85	70	56	42	28	14	—	—	—	—
5	100	86	72	58	45	32	19	6	—	—	—
6	100	86	73	60	47	35	23	10	—	—	—
7	100	87	74	61	49	37	26	14	—	—	—
8	100	87	75	63	51	40	28	18	7	—	—
9	100	88	76	64	53	42	34	21	10	—	—
10	100	88	76	65	54	44	34	24	14	5	—
11	100	88	77	66	56	46	36	26	17	8	—
12	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11	—
13	100	89	79	69	59	49	40	31	23	14	6
14	100	89	79	70	60	51	42	34	25	17	9
15	100	90	80	71	61	52	44	36	27	20	12
16	100	90	81	71	62	54	46	37	30	22	15
17	100	90	81	72	64	55	47	39	32	24	17
18	100	91	82	73	65	56	49	41	34	27	20
19	100	91	82	74	65	58	50	43	35	29	22
20	100	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24
21	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26
22	100	92	83	75	68	61	54	47	40	34	28
23	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31
25	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33
26	100	92	85	78	71	64	58	51	46	40	34
27	100	92	85	78	71	65	59	52	47	41	36
28	100	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37
29	100	93	85	79	72	66	60	54	49	43	38
30	100	93	86	79	73	67	61	55	50	44	39

Простой способ проверки: балансировка по температуре

Когда в здании проведена надлежащая балансировка воздуха, основным доказательством для находящихся в нем людей является то, что во всех комнатах одинаковая температура. Если вы находитесь в полевых условиях без колпака для балансировки воздуха, один из способов проверить здание — проверить температурный баланс.

Процедура проверки очень проста. Проверьте температуру в каждой из комнат. Если все они находятся в пределах двух градусов друг от друга, здание сбалансировано. Вот и все в поговорке.

Конечно, вы должны ожидать, что Док расскажет вам о чем-то еще. Я Вас не разочарую! Итак, давайте подробнее рассмотрим температурный баланс и посмотрим, как это действительно нужно делать в полевых условиях.

Для подготовки к тестированию запустите систему, установив термостат на нормальные условия, требуемые текущей наружной температурой. Дайте оборудованию поработать до тех пор, пока оно не выполнит один цикл или не проработает не менее 15 минут.

Начните с записи времени суток, а затем измерьте температуру наружного воздуха (обязательно проверяйте в тени в жаркие солнечные дни). Кроме того, запишите наружную влажность.

Как правило, из-за скорости и простоты лучше всего использовать инфракрасный термометр для измерения температуры в помещении. Есть несколько правил, которые следует помнить при измерении комнатной температуры с помощью инфракрасного излучения. Он не измеряет температуру воздуха, поэтому вам нужно выбрать стандартное место в каждой комнате, чтобы ваши показания точно отображали среднюю температуру в помещении.

При использовании инфракрасного термометра важно понимать, как работает ваш конкретный прибор. Ключ в том, чтобы понять тестовую область, прочитанную инструментом. Чем дороже прибор, тем меньшую площадь считывает луч. Все инфракрасные термометры оцениваются по соотношению ширины испытательного луча, увеличивающегося по мере увеличения расстояния от прибора.

Дешевые инфракрасные приборы стоимостью 100 долларов или меньше могут иметь соотношение сторон 1:4. Это означает, что он усредняет температуру 10 кв. футов. область у стены на расстоянии 10 футов. При тех же условиях инфракрасный термометр хорошего качества стоимостью от 300 до 500 долларов будет иметь соотношение 1:50 и будет измерять температуру на площади менее одного квадратного фута. Ключ в том, чтобы понять, как инструмент, на котором вы поете, считывает температуру.

Лучшее место для тестирования в комнате, чтобы получить наилучшую комнатную температуру, на уровне груди, на внутренней стене, вдали от воздушного потока приточного регистра. Место тестирования также должно быть вдали от прямых солнечных лучей или других источников тепла (нажмите здесь, чтобы увидеть пример). Измерьте температуру в каждой комнате.

Затем найдите среднюю температуру в здании путем усреднения температур, которые вы только что измерили в здании. Лучше всего выбросить самое высокое показание температуры и самое низкое показание температуры. Затем усредните остальные показания, чтобы получить справедливое среднее значение температур.

Наконец, вычтите разницу между средней температурой здания и температурой каждой комнаты, чтобы найти разницу в градусах от средней температуры для каждой комнаты. Напишите рекомендации для каждой комнаты, в которой разница температур превышает 2F.

Этот тест также можно использовать после установки, когда система сбалансирована, для измерения точности расчетов нагрузки ACCA Manual J. При сборе данных для ручного J-расчета делаются некоторые допущения относительно R-значений стен или потолков и других компонентов здания. Проверьте точность своих расчетов в экстремальных погодных условиях, измерив комнатную температуру.

И последнее замечание: температурные испытания действительны только в экстремальных погодных условиях, когда разница температур внутри и снаружи составляет 15F или более. Если в доме 70F и 70F, это не подходящее время для эффективного температурного баланса.

Для большинства наших клиентов температура является нашим продуктом. Попробуйте балансировку температуры, чтобы оценить производительность одной из ваших систем. Это довольно быстрый и простой процесс, который свидетельствует о хорошо выполненной работе.

Роб «Док» Фальке работает в отрасли в качестве президента National Comfort Institute, обучающей компании, специализирующейся на измерении, оценке, улучшении и проверке производительности систем HVAC. Если вы являетесь подрядчиком или техническим специалистом в области систем ОВКВ и заинтересованы в бесплатной процедуре проверки температурного баланса, свяжитесь с Доком по адресу [email protected] или позвоните ему по телефону 800/633-7058. Посетите веб-сайт NCI по адресу www.nationalcomfortinstitute.com, чтобы получить бесплатную информацию, технические статьи и файлы для загрузки.

Как точно измерить температуру воздуха?

Кредит: Н. Ханачек/NIST

Температура на улице важна не только для того, чтобы знать, нужно ли вам носить куртку, но и для наблюдения за изменением климата с течением времени.

Для измерения температуры термометры исторически использовали тот факт, что такие жидкости, как ртуть и спирт, расширяются при нагревании. Эти термометры достаточно точны, с точностью до градуса или двух. Ртуть более точна, но у ртути есть и обратная сторона, поскольку она является опасным нейротоксином. NIST в сотрудничестве с Агентством по охране окружающей среды США (EPA) прекратил калибровку ртутных термометров 1 марта 2011 года, чтобы поддержать переход от ртутных термометров к более безопасным, но не менее точным альтернативам.

В настоящее время в целях безопасности, точности и удобства температуру воздуха чаще всего измеряют с помощью электронных термометров с точностью до долей градуса. Эти термометры измеряют температуру, обнаруживая изменения сопротивления протеканию электрического тока через металл, которое меняется при изменении температуры. Поскольку они электронные, их измерения могут постоянно передаваться в офис метеоролога, давая мгновенные показания температуры.

Для измерения температуры наружного воздуха на суше установка проста. Термометр помещается внутрь ограждения, такого как обычный приют Хлопкового региона в форме деревянного ящика, который представляет собой американскую версию экрана Стивенсона, разработанного шотландским инженером-маяком и метеорологом Томасом Стивенсоном в 19 веке. Существует также более современная система максимальной-минимальной температуры (MMTS), которая часто используется для официальных измерений температуры воздуха в США и больше похожа на улей. Независимо от формы корпус имеет белый цвет, чтобы отражать солнечное излучение, которое нагревает термометр и мешает ему получать точные показания температуры воздуха. Корпус также обычно имеет решетчатые стороны для обеспечения потока воздуха и двойную крышу (крышу и приподнятую над ней крышу) для защиты термометра от дождя и дополнительного сопротивления влиянию солнца.

Нижняя часть вольера расположена на высоте от 1,2 до 2 метров (от 4,1 до 6,5 футов) над землей, которая должна быть покрыта травой или землей (если это трава, она должна быть короткой). Территория вокруг вольера должна быть свободна от деревьев, желательно, чтобы был хороший обзор горизонта. Корпус следует держать вдали от зданий и тротуаров, которые в течение дня поглощают солнечное тепло и могут искусственно нагревать термометр.