Материал: Sb95852

где у – толщина утеплителя, м; у – теплопроводность утеплителя, Вт/ (м∙К); Rн.у – сопротивление теплопередаче стены до утепления, (м2∙К)/Вт.

Rн.у ст ст ,

где ст – толщина, а ст – теплопроводность существующей стены. Выведем теперь формулу для вычисления толщины слоя утеплителя:

Rу ст ст у у Rу ст ст у у ;

у у Rу ст ст .

Врядеслучаевпроведениемреконструкциинаружныхстенпредусматривается устранение их промерзания. Расчеты при этом усложняются, потому что сложно или невозможно определить фактическое сопротивление теплопередаче Rн.у промерзающей стены (до ее утепления). В таких случаях допуска-

ется (в соответствии с СНиП) принимать Rн.у на 30 % меньше величины, по-

лучаемой в результате аналогичного теплотехнического расчета для непромерзающей конструкции. Тогда получим:

у у Rу 0.7 ст ст .

Всоответствии с новыми требованиями СНиП, сопротивление теплопе-

редаче стены для города Санкт-Петербург должно быть равным 3 м2∙К/Вт.

Пример расчета затрат на компенсацию теплопотерь

Исходные данные:

1)температура воздуха в помещении – 18 ºС;

2)средняятемпературанаружноговоздухавтечениеотопительногопери-

ода − –17 ºС;

3)отопительный сезон − 220 дней;

4)стоимость тепловой энергии – 1300 р./Гкал;

5)толщина стены – 0.35 м;

6)теплопроводность материала стены – 0.2 Вт/(м·К);

7)толщина утеплителя – 0.075 м;

8)теплопроводность утеплителя – 0.041 Вт/(м·К);

9)промерзающая стена (до ее утепления) − да.

21

1. Сопротивление теплопередаче стены ((м2·К)/Вт) до ее утепления:

Rн.у ст ст 0.7 0.350.2 1.225.

2. Сопротивление теплопередаче стены ((м2·К)/Вт) после ее утепления:

Rу Rн.у у у 1.225 0.0750.041 3.05.

Таблица 4.2

Варианты заданий по экономическому расчету затрат на компенсацию теплопотерь

3.Текущие затраты на компенсацию теплопотерь через стену (при теплоснабжении от ТЭЦ) после утепления стены (р./м2):

T1.08(tв tср.от)nот10 6 cтец Rу

1.08(18 ( 17)) 220 24 10 6 13003.05 60.7.

22

Практическое занятие 5

ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ, КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВИЗОРА VARIOSCAN 3012 И ПРИОБРЕТЕНИЕ НАВЫКОВ РАБОТЫ С НИМ

Цель работы. Изучение схемы и характеристик тепловизора VARIOSCAN 3012 и приобретение навыков работы с ним.

5.1. Общие сведения

Любое нагретое тело испускает поток инфракрасного излучения. Одной из характерных особенностей такого излучения является то, что оно меньше, чем видимый свет, поглощается и рассеивается мутными средами. Многие вещества, непрозрачные для видимого света, прозрачны для инфракрасных лучей. Вследствиетогочтотелавокругнаснагретынеравномерно, складывается некаякартинараспределенияинфракрасногоизлучения. Фиксированиетемпературной разницы объект−фон и преобразование полученной информации в изображение, видимое глазом, осуществляется с помощью тепловизоров.

Основные рабочие диапазоны тепловизионной аппаратуры охватывают области длин волн 8…14 мкм (область далекого инфракрасного излучения) и 3…5.5 мкм (область среднего инфракрасного излучения). Именно в этих областях приземные слои атмосферы прозрачны для инфракрасного излучения, а излучательная способность наблюдаемых объектов с температурой -50…+50 0С максимальна. Таким образом, тепловизионные приборы способны обеспечивать большую дальность видения в любое время суток даже при несколько пониженной прозрачности атмосферы (тумане, дожде, снегопаде, пыли, дыме).

Тепловизор представляет собой оптико-электронную систему для получения видимого изображения объектов, испускающих невидимое тепловое (инфракрасное) излучение. Упрощенно принцип работы тепловизора таков: инфракрасное излучение через особую, прозрачную для инфракрасных волн оптику из кремния или германия попадает на матрицу фотоприемников, откуда сигнал подается на мультиплексоры фотоприемного устройства, а затем, после аналоговойи цифровойкоррекции полученных сигналов, сформированное изображение распределения тепловых полей по поверхности объекта выводится на дисплей. Изображение на матрице получают построчно с по-

23

мощью системы сканирования, состоящей из горизонтального и вертикальногосканеров. Вертикальныйсканерперемещаеттепловуюточкусострокина строку, а горизонтальный − вдоль строки. В результате получается растровое изображение. Чувствительность детектора к тепловому излучению тем выше, чемнижеегособственнаятемпература, поэтомуматрицуфоточувствительных элементов охлаждает микрокомпрессорная система либо используется термостабилизация при помощи термоэлектрической системы.

Термограммы являются основой для анализа информации о тепловом состоянии объекта. Наличие тепловых неоднородностей характеризуется изменением температуры на части поверхности объекта по сравнению с другими его участками. Таким образом, неразрушающий метод измерений – тепловой неразрушающий контроль – дает возможность оперативно проводить натурные обследования объекта.

Способность тепловизоров видеть собственное тепловое излучение объектовпородилоогромныйспектрпримененияэтихприборов: медицинскаядиагностика; диагностика утечек тепла; диагностика состояний электрических сетей, электроитепломеханическогооборудования; контрольтепловогополя объекта в различных технологических процессах; тепловизионные прицелы в военной технике.

5.2. Описание тепловизора VARIOSCAN 3012

Упрощенная структурная схема тепловизора VARIOSCAN 3012 приведена на рис. 5.1 (здесь 1 – окно; 2 – LCD-дисплей; 3 – вертикальный сканер; 4 – горизонтальный сканер; 5 – асферическая линза; 6 – сменные фильтры; 7 – прерыватель; 8 – детектор; 9 – компьютер).

Тепловизор VARIOSCAN 3012 работает в диапазоне длин волн 2… 5 мкм. Горизонтальный сканер сканирует объект с разрешением 300 точек в линии с частотой 135 Гц. Этот сканер работает как резонансный осциллятор, приводимый в движение двигателем постоянного тока. Вертикальный сканер строит изображение объекта из 200 индивидуальных линий и обновляет изображение с частотой 1.25 Гц. Возможно использование режима построения изображения из 100 или 50 линий. Информация об инфракрасном излучении объекта передается от сканера к детектору через асферическую линзу, позволяющую проводить фокусировку камеры на объект с расстояния от 0.2 м до бесконечности.

24

2

1

Рис. 5.1. Структурная схема тепловизора VARIOSCAN 3012

После каждого получения изображения объекта в оптическую часть тепловизора передвигается прерыватель, где термопарой измеряется его температура. Таким образом, сравнивая интенсивности излучения объекта и температуры прерывателя, возможно непрерывно измерять температуру объекта.

Между оптикой и детектором расположен также набор оптических фильтров, позволяющихпроводитьизмеренияпривысокихтемпературахобъекта.

Матрица инфракрасных детекторов охлаждается при помощи трехступенчатой системы термоэлектрического охлаждения.

Выходной электрический сигнал от детектора усиливается, оцифровывается и передается для последующей обработки в компьютер.

Технические характеристики тепловизора VARIOSCAN 3012