2. Розрахунок опалення

Вихідні данні для розрахунку опалення – це температура у виробничих приміщеннях.

Кількість теплоти для опалення визначають з виразу

(3.17)

де q₀ – витрати теплоти для опалення 1 м³ приміщення на 1°С різниці внутрішньої і зовнішньої температур, q₀ = 2,08 кДж/год.; tв – внутрішня температура приміщення, °С; t_З – зовнішня температура повітря, °С; V – об'єм будівлі (приміщення), м³.

Кількість теплоти, що витрачається на вентиляцію, визначають за формулою

(3.18)

де q_В – витрати теплоти на вентиляцію 1м³ будівлі при різниці внутрішньої і зовнішньої температури 1°С; q_В = 1...2 кДж/год.

Площа нагрівальних приладів

(3.19)

де Q_П – витрати теплоти на опалення і вентиляцію приміщення, кДж/год; t_Т – середня розрахункова температура теплоносія (пара низького тиску – 100 °С, пара при тиску 1,2 атм. (0,12 МПа) – 104 °С, при тиску 1,5 атм. (0,15 МПа) -111 °С). Значення коефіцієнта К_П залежить від різниці температур теплоносія і повітря, яке нагрівається.

Результати розрахунків опалення приміщень занести у таблицю 3.21 і зробити висновки.

Таблиця 3.21

Розрахунок опалення

№п/п	Назва приміщень	V,м3	q0	tВ	tЗ	qВ	QП	tТ-tВ	КП	FП

2. Електробезпека

[ ІІ(4,19-21,40,41,43,45,49)]

Двополюсний, або двофазний дотик (рис. 3.3) є найбільш небезпечним тому, що в цьому випадку напруга дотику максимальна і дорівнює напрузі мережі.

Струм, який проходить крізь людину, дорівнює:

, (3.20)

де І_л — струм, що проходить крізь людину, А; U_дот, U_л ,U_ф — відповідно напруги дотику, лінійна і фазна, В; R_л — опір людини, Ом.

а б

Рис. 3.3 Двополюсний дотик людини до мережі: а-звичайний; б- із залишковим зарядом

Людина може бути уражена електричним струмом при дотику до проводів довгої повітряної або кабельної відімкненої мережі, яка має велику ємність, що аналогічно дотику до зарядженого конденсатора. У цьому випадку крізь людину, ізольовану від землі, проходить струм, що змінюється за показовою кривою на рис.3.3б.

, (3.21)

де U₀ — напруга між проводами в момент дотику, В; t— час від моменту дотику, с; С₁₂ — ємність між проводами відключеної мережі, Ф.

При однополюсному і однофазовому дотику (рис. 3.4):

а б

Рис. 3.4 Схема дотику людини (а) і еквівалентна схема заміщення (б).

Використовуючи схему заміщення, визначається напруга дотику:

, В (3.22)

Загальний струм визначається зі схеми заміщення:

, А (3.23)

Підставляючи формулу 3.23 в формулу 3.22, отримаємо вираз:

, В (3.24)

Тоді струм, який проходить крізь тіло людини, визначають як:

, (3.25)

Якщо r₁=r₂=r_із де r_із — опір ізоляції, то формула 3.25 набуде вигляду:

, та (3.26)

Якщо людина стоїть на ізольованій підлозі і має взуття, тоді загальний опір людини визначається як:

R_з =R_л + r_n + r_вз, (3.27)

де r_n — опір підлоги, Ом; r_вз — опір взуття, Ом.

В аварійному режимі, коли одна фаза або полюс замкнуті на землю, схема під’єднання та еквівалентна схема мають вигляд, показаний на рис. 3.5

Рис. 3.5. Однополюсний дотик людини до електричної мережі

Опір замикання на землю (r_зм), набагато менший за опір ізоляції r₁, r₂ і опір людини R_л , тому, замінюючи в формулах 3.24, 3.25 опір r₂ на еквівалентний опір , отримаємо:

, та (3.28)

Оскільки r_зм близьке до нуля, то формули 3.28 мають вигляд:

, (3.29)

Тобто під час аварій напруга дотику дорівнює напрузі мережі, і струм крізь людину досягає дуже небезпечних величин, тому що опір ізоляції не захищає людину від дії струму. У випадку, якщо опір ізоляції настільки високий, що можна вважати r_із=∞, людина не ізольована від землі і буде під дією струму розряду ємності проводу відносно землі С₁₁ і струму часткового розряду ємності між проводами С₁₂, тобто вважатимемо, що людина знаходиться в мережі розряду ємності С₁₁+ С₁₂, тобто крізь неї проходить струм:

(3.30)

де U₀ - напруга між проводами в момент дотику, В; t — час від моменту дотику, с;

С - ємність між проводами відімкненої мережі, Ф. Враховуючи небезпеку ураження людини розрядним струмом, необхідно перед початком роботи на відімкнених частинах обладнання виділену для роботи дільницю попередньо розрядити на землю (рис. 3.5, 3.6).

Рис. 3.6. Однополюсний дотик до мережі зі залишковим зарядом

Для живлення частіше використовують трифазні мережі з ізольованою і заземленою нейтраллю. Струм, що проходить через людину, при дотику до однієї з фаз у мережі з ізольованою нейтраллю залежить від опору ізоляції та ємності фаз відносно землі (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Дотик людини до одного з фазних проводів у мережі з ізольованою нейтраллю

Рис 3.8. Схема пристрою захисного вимкнення, котрий реагує на напругу корпусу відносно землі:

1 — корпус, 2 — автоматичний вимикач, KB — котушка вимикаюча; Н — реле напруги максимальне, R₃ — опір захисного заземлення, R_д— опір допоміжного заземлення.

Таблиця 3.22

Порогові значення змінного та постійного струму при його проходженні через тіло людини по шляху «рука—рука» або «рука—ноги».

Вид струму	Пороговий відчутний струм, мА	Пороговий невідпус-каючий струм, мА	Пороговий фібриля-ційний струм, мА
Змінний струм частотою 50 Гц Постійний струм	0,5—1,5 5,0—7,0	6—10 50—80	80—100 3 00

Струм (змінний та постійний) більше 5А викликає миттєву зупинку серця, минаючи стан фібриляції. Чим більший струм проходить через тіло людини, тим більшою є небезпека ураження.

Значення прикладеної напруги U впливає на наслідки ураження (рис.3.9), оскільки згідно закону Ома визначає силу струму І_Л, що проходить через тіло людини, та його опір R_Л (умовно R_Л = 1 кОм).

І_Л = U/ R_Л, А (3.31)

Чим вище значення напруги, тим більша небезпека ураження електричним струмом. Індивідуальні особливості людини значною мірою впливають на наслідки ураження електричним струмом. При зволоженні, забрудненні та пошкодженні шкіри (потовиділення, порізи, подряпини), збільшенні прикладеної напруги, площі контакту, частоти струму (рис. 3.10) і часу його дії, опір тіла людини зменшується до певного мінімального значення (0,5—0,7 кОм). Найбільш небезпечним вважається змінний струм частотою f=20—100 Гц (рис. 3.11), а f >500 кГц не може смертельно уразити людину, а викликає опіки.

Небезпека ураження особливо велика тоді, коли на шляху струму знаходяться життєво важливі органи - серце, легені, головний мозок. Існує багато можливих шляхів проходження струму через тіло людини (петель струму), найбільш поширені серед них наведені на рис. 3.12.

Безпека експлуатації електрообладнання забезпечується 3 класами комплексу заходів:

1. Технічні захисні заходи, які запобігають дотик людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.

2. Технічні захисні заходи, які знижують ступінь поразки людини при дотику його до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.

3. Організаційні захисні заходи.