ГОСТ EN 416-2-2015. Межгосударственный стандарт. Нагреватели трубчатые инфракрасного излучения газовые потолочные с одной горелкой, не предназначенные для бытового применения. Часть 2. Рациональное использование энергии

(введен в действие Приказом Росстандарта от 31.08.2021 № 874-ст)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ГОСТ Р 54449-2011"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/gost-9533-81" "ГОСТ Р 54449-2011. Национальный стандарт Российской Федерации. Нагреватели трубчатые радиационные газовые с одной горелкой, не предназначенные для бытового применения. Часть 2... ("
  n1["ГОСТ EN 416-2-2015"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-en-416-2-2015" "ГОСТ EN 416-2-2015. Межгосударственный стандарт. Нагреватели трубчатые инфракрасного излучения газовые потолочные с одной горелкой, не предназначенные для бытового применения. Част"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2021 г. № 874-ст

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НАГРЕВАТЕЛИ ТРУБЧАТЫЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ГАЗОВЫЕ ПОТОЛОЧНЫЕ С ОДНОЙ ГОРЕЛКОЙ, НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ БЫТОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ

ЧАСТЬ 2

РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

Single burner gas-fired overhead radiant tube heaters for nondomestic use. Part 2. Rational use of energy

(EN 416-2:2006, IDT)

ГОСТ EN 416-2-2015

МКС 97.100.20

Дата введения 1 февраля 2022 года

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Республиканским государственным предприятием «Казахстанский институт стандартизации и сертификации» и ТК 75 по стандартизации в области промышленной, общественной безопасности и безопасности в чрезвычайных ситуациях «Промышленная безопасность» на базе Акционерного общества «Национальный научно-технический центр промышленной безопасности» Министерства по инвестициям и развитию Республики Казахстан на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Комитетом технического регулирования и метрологии Министерства по инвестициям и развитию Республики Казахстан

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 ноября 2015 г. № 82-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2021 г. № 874-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 416-2-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 февраля 2022 г.

5 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 416-2:2006 «Нагреватели трубчатые инфракрасного излучения газовые потолочные с одной горелкой, не предназначенные для бытового применения. Часть 2. Рациональное использование энергии» («Single burner gas-fired overhead radiant tube heaters for nondomestic use — Part 2: Rational use of energy», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных европейских стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования и методы испытаний для нагревателей газовых трубчатых инфракрасного излучения, обеспечивающих верхнее отопление помещений кроме бытового назначения, которые имеют одну горелку с автоматической системой управления (далее — аппараты).

Настоящий стандарт применяется к аппаратам типа A₂, A₃, B₁₂, B₁₃, B₂₂, B₂₃, B₄₂, B₄₃, B₅₂, B₅₃, C₁₂, C₁₃, C₃₂ и C₃₃, не предназначенных для использования в жилых помещениях, в которых подача воздуха для горения и/или удаление продуктов горения осуществляется механическим способом.

Настоящий стандарт не применяется к:

a) аппаратам, предназначенным для использования в жилом помещении;

b) аппаратам наружной установки;

c) аппаратам с подводимой тепловой мощностью свыше 120 кВт;

d) аппаратам, которые имеют горелки, работающие на предварительно подготовленной смеси газа и воздуха, в которых:

1. газ и воздух для горения подводятся в зону горения;

2. предварительное смешивание газа и воздуха для горения осуществляется в горелке до зоны горения.

Настоящий стандарт применяется к аппаратам, используемым для испытаний. Требования к аппаратам, не предназначенным для испытаний, подлежат дальнейшему рассмотрению.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения)]:

EN 416-1:1999, Single burner gas-fired overhead radiant tube heaters for nondomestic use — Part 1: Safety (Нагреватели трубчатые радиационные газовые с одной горелкой, не предназначенные для бытового применения. Часть 1. Требования безопасности)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по EN 416-1:1999, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 плоскость начала отсчета уровня излучения (radiation reference plane): Плоская горизонтальная поверхность, ограниченная нижним краем рефлектора или находится ниже края рефлектора, соприкасаясь с нижней излучающей частью (см. рисунок 1).

3.2 плотность потока излучения E (irradiance): Мощность излучения на единицу площади (Вт/м2).

3.3 коэффициент излучения Rf (radiant factor): Соотношение количества тепла, излучаемого аппаратом на плоскость с начала отсчета уровня излучения к полезному подводу тепла испытательного газа.

3.4 плоскость измерения (для метода испытания B) (measuring plane): Плоскость, параллельная плоскости начала отсчета уровня излучения, на (100 +/- 3) мм ниже.

3.5 измерительная решетка (для метода испытания B) (measuring grid): Расположение в измерительной плоскости прямых линий, расположенных параллельно и перпендикулярно к продольной оси аппарата с достаточной точностью (+/- 1 мм). Узловые точки измерительной решетки являются точками пересечения этих линий (см. рисунок 2). Расстояние между точками смежных узлов на данных линиях составляет (100 +/- 2) мм.

4 Классификация аппаратов

4.1 Классификация по видам используемых газов

Применяют требования 4.1 EN 416-1:1999.

4.2 Классификация в соответствии с газами, которые можно использовать

Применяют требования 4.2 EN 416-1:1999.

1 — рефлектор; 2 — плоскость отсчета

Рисунок 1 — Плоскость начала отсчета уровня излучения

4.3 Классификация в соответствии со способом удаления продуктов горения

Применяют требования 4.3 EN 416-1:1999.

1 — нагреватель; 2 — узловая точка; 3 — измерительный модуль Fij

Рисунок 2 — Измерительная решетка (метод испытания B)

5 Условные обозначения

В настоящем стандарте применены условные обозначения, приведенные в таблице 1.

Таблица 1

Условные обозначения

6 Требования по рациональному использованию энергии

При горизонтальной установке в соответствии с руководством изготовителя и измерении одним из методов, приведенных в 7.2, коэффициент излучения аппарата, определенный при номинальной подводимой тепловой мощности, соответствует значениям, указанным в таблице 2.

Таблица 2

Коэффициент излучения для аппаратов, установленных горизонтально

7 Методы испытаний

7.1 Общие положения

Испытание проводится с аппаратом, горизонтально установленным в соответствии с руководством изготовителя.

Требования 7.1 EN 416-1:1999 применяются при проведении испытаний.

7.2 Коэффициент излучения

7.2.1 Общие положения

7.2.1.1 Рабочая зона (требования к методам испытания)

Рабочая зона имеет объем, в котором возможна установка аппарата и обеспечиваются:

a) достаточная вентиляция для удаления продуктов горения и тепла, вырабатываемого аппаратом;

b) температура окружающего воздуха (20 +/- 5) °C;

c) возможность установки датчиков.

Температура датчиков проверяется до и после проведения измерений:

1. для охлаждаемых воздухом датчиков температура (20 +/- 5) °C;

2. для датчиков с водяным охлаждением температура охлаждающей воды не должна изменяться более чем на +/- 5 °C на протяжении всего испытания.

7.2.1.2 Выбор метода испытания

Коэффициент излучения аппарата может быть определен методом, описанным в 7.2.2 или 7.2.3.

7.2.2 Метод A

7.2.2.1 Установка и регулировка аппарата

Аппарат должен быть установлен на высоте от 2 до 2,5 м и изначально отрегулирован в соответствии с требованиями 7.1.

Испытание проводится при настройке аппарата на номинальную подводимую тепловую мощность. Если нагреватель рассчитан для работы в определенном диапазоне подводимой тепловой мощности, он настраивается на минимальные и максимальные номинальные значения <1> (см. 7.1.3.2.3 EN 416-1:1999). При этом подается один из испытательных газов согласно 7.1.1 EN 416-1:1999.

<1> Испытание при максимальной подводимой тепловой мощности не проводится, если известно, что наименьшая выходная мощность излучения достигается при номинальной минимальной подводимой тепловой мощности.

7.2.2.2 Устройство

7.2.2.2.1 Механическое устройство

Для позиционирования датчиков на воображаемой огибающей поверхности вокруг аппарата требуется подвижная жесткая испытательная установка, имеющая градуированную металлическую дугу окружности радиусом, на которой крепятся датчики. Установка вращается на своей вертикальной оси. Радиус металлической дуги находится в пределах диапазона, показанного на рисунке 3.

Испытательное оборудование обеспечивает:

a) регулировку для аппарата длиной более 1,3 м;

b) совпадение центра дуги с центром плоскости отсчета для аппарата длиной 1,3 м или менее (см. рисунок 1);

c) достаточную для проведения измерений площадь пола в зоне проведения испытания;

Примечание - Необходимо проверить, что максимальная плотность потока излучения не превышает максимальное значение, допустимое для этого прибора.

d) установку съемного экрана перед каждым датчиком для защиты от излучения. Экран для защиты от излучения сконструирован и расположен таким образом, чтобы поверхность экрана, обращенная к датчику, находилась в состоянии теплового равновесия в атмосферных условиях рабочей зоны (7.2.1.1). Общее расположение и конструкция такого экрана для защиты от излучения показана на рисунке 4;

e) установку отдельного экрана для защиты от излучения для каждого датчика, который не отражает излучение в направлении другого датчика;

f) установку направляющего бруса для позиционирования металлической дуги по длине аппарата.

1 — съемный экран для защиты от излучения; 2 — радиометр; 3 — параллель; 4 — меридиан; R — радиус, измеренный от центра окружности дуги до поверхности радиометра. Радиус имеет величину в пределах от 1,54 до 1,88 м. Для любого измерения радиус дуги не изменяется более чем на +/- 20 мм

Рисунок 3 — Испытательная установка (метод испытания A)

1 — экран для защиты от излучения; 2 — датчик; 3 — отражающий алюминиевый лист; 4 — изоляция толщиной 15 мм (например, минвата или полистирол); 5 — матовая, черная, не отражающая поверхность

Рисунок 4 — Экран для защиты от излучения (метод испытания A)

7.2.2.2.2 Измерительное устройство

7.2.2.2.2.1 Характеристики датчика

Используемые датчики имеют:

a) коэффициент чувствительности, который не изменяется более чем на +/- 3% в диапазоне температур окружающей среды от 15 °C до 30 °C;

b) постоянную чувствительность в диапазоне длины волны от 0,8 до 40 мкм, либо в другом диапазоне, который указывается в протоколе испытания (см. 7.2.2.5) <1>

<1> Данные могут потребоваться для калибровки.

c) угол охвата >= 170 °C. Не допускается большого изменения чувствительности в зависимости от изменения угла падения излучения;

d) постоянную чувствительность в пределах плотности потока излучения от 10 до 1100 Вт/м2;

e) установленное подходящее окно, исключающее влияние сквозняков на тепломер:

1. имеющее угол обзора равный или более 170°;

2. максимизирующее передачу излучения в диапазоне от 2 до 9 мкм.

f) поправочный коэффициент (Fw) вычисляется для каждого окна (см. приложение D).

7.2.2.2.2.2 Позиции датчиков

Датчики расположены (см. рисунки 3, 5a) и 5b)) так, чтобы:

a) в случае использования одного датчика, предусматривалась возможность его перемещения по длине металлической дуги и позиционирования через каждые (20 +/- 1)° (между 10° и 90°);

b) в случае использования нескольких датчиков, они были позиционированы по длине дуги через каждые (20 +/- 1)° (между 10° и 90°);

c) измерительная поверхность была направлена по касательной к поверхности перемещения металлической дуги.

Примечание - Рекомендуется экранировать лицевую сторону перед термоэлементами датчика от облучения и пыли, когда датчики не используются для проведения измерений. Следует принимать меры для предотвращения случайного обратного излучения от отражающих поверхностей (например, материалы белого цвета и оборудование, ненужное для испытания) в пределах обзора радиометра 180°.

7.2.2.3 Рабочая зона

Рабочая зона:

a) имеет стены и потолки, которые изолированы от внешних воздействий (например, солнечного света через окна и отопительное оборудование);

b) имеет внутренние поверхности, обработанные для снижения паразитного теплового отражения (матовые не отражающие поверхности);

c) расположена таким образом, чтобы температура стены и потолка не изменялась более чем на +/- 5 °C на протяжении измерительной фазы испытания.

7.2.2.4 Порядок действий

7.2.2.4.1 Поверхность интегрирования

Поверхность интегрирования заключена в пределах внешней границы перемещения дуги (рисунки 5 a) и 5 b)):

a) для аппаратов длиной менее или равной 1,3 м, центр полусферы находится в центре излучающей контрольной поверхности;

b) для аппаратов длиной более 1,3 м, поверхность интегрирования характеризуется половиной длины цилиндра, равной эффективной длине излучателя, ось которого совпадает с контрольной поверхностью. Данная поверхность ограничена в крайних точках двумя половинками полусфер;

c) в случае, когда излучатель является симметричным (например, линейная труба), исследование излучения ограничивается до следующих частей сферы:

1. одна четверть сферы для аппарата длиной менее или равной 1,3 м (результат умножается на два);

2. одна четверть цилиндра плюс две четверти полусферы для аппарата длиной более 1,3 м (результат умножается на два).

7.2.2.4.2 Измерение

Каждый датчик подключается к милливольтметру потенциометрического, электронного типов или к электронному устройству, имеющему полное входное сопротивление, 1 МОм и чувствительность 1 мкВ.

Необходимо измерить показатели при стандартных условиях на аппарате, в состоянии термического равновесия, при функционировании в режиме настройки согласно требованиям 7.2.2.1.

Примечание - Необходимо измерять наружную температуру прибора, чтобы убедиться в отсутствии его перегрева.

1 — меридиан; 2 — параллель; 3 — идентификация позиций датчика; A — позиция датчика; L — длина цилиндра контрольной поверхности; N — количество дуговых позиций вдоль длины цилиндра

Рисунок 5 a) — Поверхность интегрирования (метод испытания A) — аппарат длиной более 1,3 м

1 — меридиан; 2 — параллель; 3 — позиция датчика, обозначение; A — позиция датчика

Рисунок 5 b) — Поверхность интегрирования (метод испытания A) — аппарат длиной менее 1,3 м

Точки измерения расположены на пересечении параллелей и меридианов (рисунки 5a) и 5b)):

a) для аппарата длиной менее или равной 1,3 м, точка измерения располагается на полусфере, а пересечения на меридианах 0°, 20°, 40° и так до 180 °C параллелями 10°, 30°, 50° и т.д. до 90° (рисунок 5b));

b) для аппарата длиной более 1,3 м, точка измерения располагается на половине полусферы (рисунок 5a)), а пересечения в крайних точках располагаются на меридианах 10°, 30°, 50° и т.д. до 170° с параллелями 10°, 30°, 50° и т.д. до 90°.

На половине цилиндра для контрольной поверхности длиной L для числа измерений N, пересечения находятся в точках, заданных следующим выражением

\frac{L}{2N\prime} \frac{3L}{2N\prime} \frac{5L}{2N\prime} \ldots\ldots\ldots \frac{(2N - 1)L}{2N} , (1)

где L — длина контрольной поверхности;

N — число измерений с интервалом 10°, 30°, 50° и т.д. до 90°.

Отношение L/N должно иметь максимальное значение 0,8 м.

7.2.2.4.3 Определение коэффициента излучения

Испытание выполняется по следующим этапам:

a) измерение напряжения в точках, показанных в пределах воображаемой границы. Данные измерения выполняются с экраном для защиты от излучения и без него (см. рисунок 4).

Фактическую плотность потока излучения E вычисляют по формуле

E = \frac{(V_{t} - V_{b})}{F_{w}S} , (2)

где Vt — напряжение сигнала датчика, зарегистрированное без экрана для защиты от излучения, мкВ;

Vb — напряжение сигнала датчика, зарегистрированное с экраном для защиты от излучения, мкВ;

Fw — поправочный коэффициент окна;

S — чувствительность радиометра, мкВ/(Вт/м2).

b) интегрирование осуществляется в пределах огибающей каждой четверти сферы и четверти цилиндра для получения значения излучения, принятого от аппарата, и общее значение в выходную мощность излучения (приложения A и B).

c) выходная мощность (Q(R)M) определяется формулами (3) или (4):

1. для аппаратов длиной менее или равной 1,3 м:

Q(R)M = Q(R)5, (3)

где Q(R)5 — выходная мощность излучения в полусфере, Вт.

2. для аппаратов длиной более 1,3 м:

Q(R)M = Q(R)1 + Q(R)2 + Q(R)3 + Q(R)4, (4)

где Q(R)1 — выходная мощность излучения в четверти сферы (конец горелки), Вт;

Q(R)2 — выходная мощность излучения в четверти сферы (противолежащий конец), Вт;

Q(R)3 — выходная мощность излучения в четверти цилиндра (сторона горелки), Вт;

Q(R)4 — выходная мощность излучения в четверти цилиндра (противоположная сторона), Вт;

d) подводимая тепловая мощность для аппарата (Qm), вычисляют по формуле

Qm = V₀(Hi), (5)

где V0 — объемный расход газа, приведенный к номинальным условиям, м3/ч;

Hi — низшая теплота сгорания испытательного газа, Вт ч/м3.

V_{0} = V(\frac{(288,15)}{273,15 + t_{g}} \cdot \frac{(p_{a} + p - p_{w})}{1013,25}) ,

где V — объемный расход подводимого газа в условиях испытания, м3/ч;

p — давление на входе газа, Па;

pa — атмосферное давление, Па;

pw — давление насыщенного пара топочного газа при температуре tg, °C;

tg — температура газа в точке измерения, °C.

Примечание — Qm определяют из объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, для низшей теплоты сгорания газа, используемого при испытании, в единицах измерения, заданных в разделе 5. Формула (6) не является аналогичной формуле, приведенной в EN 416-1 для вычисления номинальной подводимой тепловой мощности, которая не подходит в данном случае.

e) коэффициент излучения Rf вычисляют по формуле (см. приложение A)

R_{f} = \frac{Q_{(R)_{c}}}{Q_{m}} , (6)

где Q_{(R)_{c}} — выходная мощность излучения после коррекции на поглощение излучения в воздухе, Вт;

Qm — подводимая тепловая мощность, вычисленная на основе низшей теплоты сгорания испытательного газа, Вт; а также

Q_{(R)_{c}} = \frac{Q_{(R)M}}{1 - A_{\text{тот}}} ,

где Aтот — поправочный коэффициент на поглощение водяным паром и углекислым газом в воздухе.

Примечание — Вычисления Aтот даны в приложении E.

Проверяется выполнение требований, приведенных в разделе 6.

7.2.2.5 Протокол испытания

Из-за сложности испытания рекомендуется регистрировать полученные результаты в протоколе испытания (примеры смотреть в приложениях A, B и C).

7.2.3 Метод B

7.2.3.1 Общие положения

Аппарат устанавливается в соответствии с требованиями, приведенными в подразделе 7.1 на высоте 1,2 м над уровнем пола.

7.2.3.2 Испытательное оборудование

7.2.3.2.1 Общие требования к радиометру

Для измерений допускается использовать один или более тепломеров одновременно, имеющих чувствительность к плотности потока излучения в минимальном диапазоне значений длины волны от 0,8 до 40 мкм.

Каждый измеритель тепла проходит поверку в соответствии с требованиями приложения I.

Применяются только измерители тепла, имеющие управляемое термостатом водяное охлаждение и продувку азотом для интегрирования сферы.

Примечание — Пример отработанной и проверенной конструкции радиометра приведен в приложении H.

7.2.3.2.2 Механическое испытательное оборудование

Испытательное оборудование обеспечивает:

a) горизонтальную подвеску аппарата в соответствии с требованиями подраздела 7.1;

b) устойчивое подвижное расположение для проведения испытаний, которое дает возможность правильно настраивать радиометр в измерительной плоскости.

Примечание - Настройка осуществляется вручную или автоматически.

7.2.3.2.3 Позиции радиометра для проведения измерений

Перед началом испытания на мощность теплового излучения необходимо определить первые и последние узловые точки (точки измерения), где пересекаются параллельные и перпендикулярные линии. Достигается путем измерения плотности потока излучения на краю отражателя, а точки или узлы пересечения находятся там, где плотность потока излучения менее 1% максимального значения плотности потока излучения, измеренной под аппаратом.

Измеритель тепла позиционирован в узловых точках измерительной решетки (см. рисунок 2).

7.2.3.3 Рабочая зона

Испытание проводится в рабочей зоне, имеющей пол с неотражающими поверхностями.

7.2.3.4 Порядок испытания

7.2.3.4.1 Принцип измерения

Выходная мощность излучения устанавливается методом измерения тепла, которым измеряется плотность потока излучения в измерительной плоскости, а измеренные значения интегрируются по площади измерительной решетки.

7.2.3.4.2 Метод измерения

Измеритель тепла помещают в каждой из узловых точек, заданных в подразделе 3.5, с максимальным отклонением 3 мм (по каждой из трех осей), а измерение плотности потока излучения осуществляют в установившемся режиме для снятия отсчета.

Оси измерителя тепла имеют наклон более 2° от перпендикуляра к плоскости.

Примечание - Рекомендуется регистрировать последовательность проведения измерений, используя автоматическую систему.

7.2.3.5 Вычисление выходной мощности излучения

Выходная мощность излучения Q(R)M соответствует сумме произведений между площадями поверхностей отдельных узлов и среднеарифметических измеренных значений плотности потока излучения в четырех узлах, образующих поверхность каждого узла (см. рисунок 2).

Плотность потока излучения в узловых точках Eij, Вт/м, вычисляют по формуле

E_{ij} = \frac{U}{S} , (7)

где U — напряжение датчика, мкВ;

S — чувствительность радиометра, мкВ/(Вт/м2).

Среднюю плотность потока излучения аппарата (\overline{E_{ij}}) , измеренную на узлах, вычисляют по формуле

\overline{E_{ij}} = \frac{E_{i - 1,j - 1} + E_{i - 1,j} + E_{i,j - 1} + E_{i,j}}{4} ,\text{Вт}/\text{м}^{2} , (8)

где i \in (1,2,\ldots,n) ;

j \in (1,2,\ldots,k) .

Выходную мощность излучения Q(R)M вычисляют по формуле

(9)

где Fij — площадь измерительной ячейки, м2 (см. рисунок 2);

\overline{E_{ij}} — средняя плотность потока излучения измерительной ячейки Fij, Вт/м2.

7.2.3.6 Вычисление подводимой тепловой мощности

Подводимую тепловую мощность аппарата вычисляют по формуле (5).

Примечание — Подводимая тепловая мощность вычисляется по объемному расходу газа в стандартных условиях и низшей теплоте сгорания газа, используемого для испытания с использованием единиц измерения, приведенных в разделе 5. Уравнение не является аналогом, приведенным в стандарте EN 416-1 для вычисления номинальной подводимой тепловой мощности.

7.2.3.7 Вычисление коэффициента излучения

Коэффициент излучения (Rf) аппарата вычисляют по формуле (6).

Выполняются требования раздела 6.

7.2.3.8 Протокол испытания

Из-за сложности испытания рекомендуется регистрировать полученные результаты в протоколе испытания (см. приложение F).

Приложение A (справочное)

Запись данных испытания (метод испытания A)

A.1 Общая информация, подлежащая регистрации

Тип оборудования: ____________________  Модель: ___________________________
Поставщик: ___________________________  Изготовитель: _____________________
Категория аппарата: __________________  Эталонный газ: ____________________
Техник _______________________________  Дата проведения испытания: ________

Номинальная подводимая тепловая Тепловая мощность (Q_{\text{м}}) : _______ Вт

мощность: ____________________ кВт      Температура топочного газа
Относительная влажность окружающего     (до испытания): ________________ °C
воздуха: _____________________________  Температура топочного газа
Температура воздуха (до испытания):     (после испытания): _____________ °C

___________________________________ °C Топочный газ ( O_{2} или CO_{2} ) (после):

Температура воздуха (после испытания):  ___________________________________
___________________________________ °C  Чувствительность радиометра:

Топочный газ ( O_{2} или CO_{2} ) (до): ____ ________ мкВ/(Вт/м2)

Радиус четверти сферы/цилиндра: ____ м  Количество дуговых позиций цилиндра
Длина трубы (L): ___________________ м  (N): ______________________________

L/N: _______________________________ м A_{\text{тот}} : ____________________________

A.2 Результаты измерения

Измеренная выходная мощность излучения (Q_{(R)M}) для аппарата длиной менее или равной 1,3 м = Q_{(R5)} _____________________ Вт

Выходная мощность излучения (Q_{(R)c}) после коррекции на поглощение излучения в воздухе

Q_{(R)c} = Q_{(R)M}/(1 - A_{\text{тот}}) = _________________ Вт

Коэффициент излучения (R_{f})

R_{f} = Q_{(R)c}/Q_{\text{м}} = _____________________

Приложение B (справочное)

ФОРМЫ БЛАНКОВ (МЕТОД ИСПЫТАНИЯ A)

B.1 Типовая форма результатов испытаний — четверть сферы (конец горелки и противолежащий конец)

Четверть сферы (конец горелки) (Q(R)1)

Позиция радиометра на радиусе \alpha (параллель дуги)

Показание радиометра i (за вычетом напряжения от паразитного излучения) на позиции дуги радиусом, \beta меридиан мкВ

\Sigma I мкВ

Ca\beta

\Delta cos\alpha

1/SFw Вт/(м2/мкВ)

Вт/м2

10°

30°

50°

70°

90°

110°

130°

150°

170°

90°

0,5

0,347

70°

1

0,327

50°

1

0,266

30°

1

0,174

10°

1

0,060

Всего \Sigma E

Выходную мощность излучения Q(R)1 по поверхности четверти сферы вычисляют по формуле

Q_{(R)1} = \frac{\sum E}{9} \cdot \pi R^{2}________\text{Вт} (B.1)

Четверть сферы (конец горелки) (Q(R)2)

Позиция радиометра на радиусе \alpha (параллель дуги)

Показание радиометра i (за вычетом напряжения от паразитного излучения) на позиции дуги радиусом, \beta меридиан мкВ

\Sigma I мкВ

Ca\beta

\Delta cos\alpha

1/SFw Вт/(м2/мкВ)

Вт/м2

10°

30°

50°

70°

90°

110°

130°

150°

170°

90°

0,5

0,347

70°

1

0,327

50°

1

0,266

30°

1

0,174

10°

1

0,060

Всего \Sigma E

Выходную мощность излучения Q(R)2 по поверхности четверти сферы вычисляют по формуле

Q_{(R)2} = \frac{\sum E}{9} \cdot \pi R^{2}________\text{Вт} (B.2)

B.2 Типовая форма результатов испытаний — Четверть цилиндра (сторона горелки и противолежащая сторона)

Выходную мощность излучения (Q(R)3) по поверхности четверти цилиндра вычисляют по формуле

Q_{(R)3} = \frac{\sum E}{4,5} \cdot \frac{\pi RL}{2} = ________\text{Вт} (B.3)

Выходную мощность излучения (Q(R)4) по поверхности четверти цилиндра вычисляют по формуле

Q_{(R)4} = \frac{\sum E}{4,5N} \cdot \frac{\pi RL}{2} = ________\text{Вт} (B.4)

B.3 Типовая форма результатов испытаний — полусфера для аппаратов длиной менее или равной 1,3 м

Выходную мощность излучения (Q(R)5) по поверхности полусферы вычисляют по формуле

Q_{(R)5} = \frac{\sum E}{18} \cdot 2\pi R_{2} = ________\text{Вт} (B.5)

Приложение C (справочное)

ПРИМЕР С РЕШЕНИЕМ (МЕТОД ИСПЫТАНИЯ A)

C.1 Трубчатый инфракрасный нагревательный — Полученные данные и вычисление

Выходная мощность излучения (Q(R)C) после коррекции на поглощение излучения в воздухе вычисляется по формуле

Q(R)с = Q(R)м/(1 — Aтот) = 10 019,84/(1 — 0,048) = = 10 525,24 Вт (C.1)

Коэффициент излучения (Rf) вычисляют по формуле

Rf = Q(R)с/Qм = 10 525,24/19 156 = 0,5494 (C.2)

C.2 Коэффициент излучения — полученные данные и вычисление

C.2.1 Четверти сферы (конец горелки и противолежащий конец)

Выходную мощность излучения, Q(R)1, по поверхности четверти сферы вычисляют по формуле

Q_{(R)1} = \frac{\sum E}{9} \cdot \pi R^{2} = 1537,27\text{Вт} (C.3)

Выходную мощность излучения (Q(R)2) по поверхности четверти сферы вычисляют по формуле

Q_{(R)2} = \frac{\sum E}{9} \cdot \pi R^{2}641,64\text{Вт} (C.4)

C.2.2 Четверти цилиндра (сторона горелки и противоположная сторона)

Выходная мощность излучения (Q(R)3) по поверхности четверти цилиндра вычисляют по формуле

Q_{(R)3} = \frac{\sum E}{4,5N} \cdot \frac{\pi RL}{2} = 3542,52\text{Вт} (C.5)

Выходная мощность излучения (Q(R)4) по поверхности четверти цилиндра вычисляют по формуле

Q_{(R)4} = \frac{\sum E}{4,5N} \cdot \frac{\pi RL}{2} = 4316,41\text{Вт}

Приложение D (справочное)

ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЯ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОКНА (FW) (МЕТОД ИСПЫТАНИЯ A)

Поправочный коэффициент окна (Fw) вычисляется для каждого окна путем:

a) позиционирования измерителя тепла под аппаратом и на соответствующем расстоянии от него. Затем окно снимается, а датчик перемещается для максимального напряжения (V1);

Примечание - Может потребоваться экранировать датчик от сквозняков, чтобы свести к минимуму разброс показаний приборов.

b) повторной установки окна без перемещения датчика, отмечая уменьшение напряжения (V2);

c) вычисления поправочного коэффициента окна (Fw) по формуле

F_{w} = \frac{V_{2}}{V_{1}} , (D.1)

где V1 — максимальное зарегистрированное напряжение, В;

V2 — уменьшенное напряжение, измеренное после перемещения датчика, В;

d) порядок действий, изложенный в a), b), c) повторяется для каждого типа аппарата.

Приложение E (справочное)

КОРРЕКЦИЯ ИЗМЕРЕННОЙ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПОГЛОЩЕНИЕ ВОЗДУХОМ (МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ A И B)

E.1 Общие положения

Учитывают только поглощение:

a) водяного пара (H2O);

b) углекислого газа (CO2).

Приложение E может быть применено к определению коэффициента излучения по методу, приведенному в 7.2.2 или по методу, приведенному в 7.2.3.

E.2 Средняя толщина излучающего слоя газа (D)

Среднюю толщину излучающего слоя газа D вычисляют по формуле

D = 1,57R - \frac{0,57R}{1 + 0,183(\frac{L}{R})} , (E.1)

где L — длина излучающей поверхности нагревателя, м;

R — радиус до радиометра от центра плоскости начала отсчета уровня излучения (для метода A), м; или минимальное расстояние между радиометром и плоскостью начала отсчета (для метода B), м.

E.3 Поглощение излучения водяным паром

Показатель поглощения водяного пара (A_{H_{2}O}) вычисляют по формуле

A_{H_{2}O} = 1 - e^{( - k_{H2O(ta)} \times (p_{H2O} \times D)^{n})} , (E.2)

где k_{H_{2}O(ta)} — коэффициент показателя эмиссии водяного пара;

p_{H_{2}O} — парциальное давление водяного пара в окружающем воздухе;

D — средняя толщина излучающего слоя газа, м;

ta — температура окружающего воздуха, °C.

Значения для a_{H_{2}O} , b_{H_{2}O} и n определяют по формулам:

k_{H_{2}O(w)} = a_{H_{2}O} + b_{H_{2}O} \cdot \frac{t_{a}}{1000} ,

a_{H_{2}O} = 0,062(p_{H_{2}O}D)^{0,0283} , (E.3)

b_{H_{2}O} = 0,0038ln(p_{H_{2}O}D) - 0,0463 , (E.4)

n = 0,7032(p_{H_{2}O}D)^{- 0,0972} , (E.5)

где D — средняя толщина излучающего слоя газа, м.

Давление водяного пара p_{H_{2}O} , кПа, вычисляют по формуле

p_{H_{2}O} = 0,1 \frac{rh}{100} \cdot 6,1078e(17,08 \frac{t_{a}}{234,175 + t_{a}}) , (E.6)

где rh — относительная влажность;

ta — температура окружающего воздуха, °C.

E.4 Поглощение излучения углекислым газом

Показатель поглощения углекислого газа A_{CO_{2}} вычисляют по формуле

A_{CO_{2}} = 1 - e|^{.k_{CO2(ta)} \cdot (p_{CO2} \cdot D)^{n}}| , (E.7)

где p_{CO_{2}} — парциальное давление углекислого газа в окружающем воздухе;

D — средняя толщина излучающего слоя газа, м;

k_{CO_{2}(t_{a})} = a_{CO_{2}} + b_{CO_{2}} \cdot \frac{t_{a}}{1000} .

Значения для a_{CO_{2}} , b_{CO_{2}} и n определяют по формулам:

A_{CO_{2}} = 0,0532 ; (E.8)

B_{CO_{2}} = 0,00168 ; (E.9)

n = 0,527. (E.10)

Парциальное давление углекислого газа p_{CO_{2}} приблизительно равно 0,03 кПа, что соответствует содержанию 300 мг/м3 углекислого газа в воздухе.

E.5 Суммарное поглощение излучения

Показатель суммарного поглощение излучения Aтот водяным паром и углекислым газом для выходной мощности Q(R)M вычисляют по формуле

A_{\text{тот}} = A_{CO_{2}} + \beta A_{H_{2}O} \cdot (1 - A_{CO_{2}}) , (E.11)

где A_{CO_{2}} — показатель поглощения углекислого газа;

A_{H_{2}O} — показатель поглощения водяного пара.

\beta вычисляют по формуле

\beta = 1 + (0,76 - 0,0328 \sqrt{p_{H_{2}O} \cdot D}) \frac{p_{H_{2}O}}{100} . (E.12)

Формула E.12 действительна для значений P_{H_{2}O} между 0 и 20 кПа, а значения (P_{H_{2}O} \cdot D) между 0 и 1 кПа·м.

E.6 Метод вычислений

Выходную мощность излучения Q(R)C, скорректированную на поглощение излучения водяным паром и углекислым газом, вычисляют по измеренной выходной мощности излучения Q(R)M, по уравнению

Q_{(R)C} = \frac{Q_{(R)M}}{1 - A_{\text{тот}}} . (E.13)

Приложение F (справочное)

Данные подводимой тепловой мощности излучения — запись результатов (метод испытания B)

F.1 Общая информация, подлежащая регистрации

F.1.1 Данные об испытании и аппарате

Испытательная лаборатория: _________________________

Техник: ____________________________  Дата проведения испытания: __________
Круглый нагреватель: _______________  Трубчатый нагреватель: ______________
Тип оборудования: __________________  Модель: _____________________________
Поставщик: _________________________  Изготовитель: _______________________
Длина нагревателя: _______________ м  Ширина нагревателя: _______________ м
Номинальная подводимая тепловая       Категория газа: _____________________

мощность: ______________________ кВт

Низшая теплота сгорания испытательного газа (H_{i}) при 15 °C и 101,325 кПа ____ Вт ч/м3

F.1.2 Технические данные радиометра

Наименование/номер радиометра: ________________________________________

Тип датчика: __________________________________________________________

Система охлаждения: ___________________________________________________

Сертификат о калибровке: ______________________________________________

Чувствительность радиометра (S): ____________________________ В/(Вт/м2)

    Тип продувочного газа: ____     Расход продувочного газа: ______ л/ч
    Температура датчика: _____ °C   Температурная калибровка датчика: __ °C
    Частота прерывателя:_______ Гц  Блокировка напряжения питания

                                усилителя: __________ В

F.1.3 Технические данные плоскости измерений

Число точек измерения (параллельно с продольной осью): ____________

Число точек измерения (перпендикулярно с продольной осью): _______

    Длина измерительной решетки: ___ м  Ширина измерительной решетки: ___ м
    Число измерительных ячеек: _______  Площадь измерительной ячейки: __ м2

Площадь измерительной решетки: ____ м2

Плотность потока излучения за пределами линий величиной менее 1% максимального значения: Да/Нет

F.2 Результаты измерений

F.2.1 Информация об испытании

F.2.2 Условия окружающей среды при испытании

F.2.3 Данные о подводимой тепловой мощности и газе

F.2.4 Данные топочного газа

F.2.5 Данные поглощения излучения водяным паром и углекислым газом

F.2.6 Данные об измерении плотности потока излучения

Приложение G (справочное)

ПРИМЕР С РЕШЕНИЕМ (МЕТОД ИСПЫТАНИЯ B)

G.1 Общая информация

Испытательная лаборатория: A

Низшая теплота сгорания испытательного газа (Hi) при 15 °C и 101,325 кПа — 9,45 кВт ч/м3

G.2 Технические данные радиометра

Наименование/номер радиометра: AA

Тип датчика: пироэлектрический детектор

Система охлаждения: Вода

Сертификат о калибровке: 003/₂₀₀₄

Чувствительность радиометра (S): 4,1339·10-4 В/(Вт/м2)

G.3 Технические данные измерительной плоскости

Число точек измерения (параллельно с продольной осью): 54

Число точек измерения (перпендикулярно с продольной осью): 11

Плотность потока излучения, присутствующая за пределами линий меньше 1% максимального значения: Да/Нет

G.4 Результаты измерений

G.4.1 Информация об испытании

G.4.2 Условия окружающей среды при испытании

G.4.3 Данные о газе и подводимой тепловой мощности

G.4.4 Данные топочного газа

G.4.5 Данные поглощения излучения водяным паром и углекислым газом

G.4.6 Данные об измерении плотности потока излучения

Результаты измерений в контрольных точках

Продолжение таблицы

Окончание таблицы

Измеренная выходная мощность излучения, Вт (Eij·Fij)

Продолжение таблицы

Окончание таблицы

Приложение H (справочное)

КОНСТРУКЦИЯ КАЛОРИМЕТРА (МЕТОД ИСПЫТАНИЯ B)

H.1 Конструкция калориметра

Конструкция калориметра показана на рисунке H.1.

1 — продувка азотом; 2 — вход и выход водяного охлаждения; 3 — пластина I (охлаждаемая водой); 4 — пластина II; 5 — пироэлектрический детектор; 6 — пластина III; 7 — пластина IV

Рисунок H.1 — Особенности конструкции калориметра

Излучение поступает в измеритель тепла через верхнее отверстие (в пластине I) и отражается несколько раз на внутреннюю поверхность интегрирующей сферы. Излучение принимается пироэлектрическим детектором. Во избежание непосредственного приема излучения детектором, в центре интегрирующей сферы устанавливают горизонтальный позолоченный диск. Верхнее отверстие имеет острые кромки, а сфера внутри имеет золотое покрытие (толщина слоя золотого покрытия от 5 до 10 мкм) с тем, чтобы получать диффузное отражение инфракрасного излучения. Прием излучения пироэлектрическим детектором периодически прерывается колесиком прерывателя. Сигнал с выхода детектора управляется электронной схемой для достижения его непрерывности в пределах между 0 и 10 В.

H.2 Технические данные измерителя тепла

На рисунке H.1 показана конструкция, подходящая для измерителя тепла. Он состоит из четырех медных пластин, соединенных между собой винтами.

Измеритель тепла при измерении требуется охлаждать водой для защиты электронной схемы, детектора и прерывателя. Температура данных частей поддерживается на уровне (25 +/- 2) °C. Температура охлаждающей воды контролируется во избежание чрезмерного охлаждения или нагрева. Для данной цели устанавливается термометр (например, РТ-100).

Внутренние части непрерывно вентилируются сухим азотом с расходом около 2 дм3/ч, чтобы не допускать проникновение продуктов горения, пыли и т.д.

Частота вращения, с которой колесико прерывает прием излучения, регулируется таким образом, чтобы избежать частоты кратные 50 Гц. Это необходимо для правильной работы усилителя, получающего питание от сети электроснабжения.

H.3 Пироэлектрический детектор

Рекомендуется использовать пироэлектрический детектор (например LiTaO3) вместе с окном для передачи излучения (выполненной из бромида калия с защитным слоем), рассчитанным на спектральный диапазон от 0,8 до 40 мкм. Чувствительность детектора зависит от частоты вращения колесика прерывателя. Детектор может быть использован в частотном диапазоне между 30 Гц и 4 кГц с положительной полярностью (положительный сигнал на выходе увеличивается с интенсивностью плотности потока излучения). Установку и использование детектора необходимо осуществлять по руководству изготовителя. Электрическую проводку предохранять от влияний электромагнитной индукции.

Чувствительность детектора может быть изменена частотой вращения колесика прерывателя. Частота вращения колесика прерывателя поддерживается постоянной.

Приложение I (справочное)

КАЛИБРОВКА КАЛОРИМЕТРА (МЕТОД ИСПЫТАНИЯ B)

I.1 Калибровка калориметра

I.1.1 Общие положения

Калибровка калориметра осуществляется сравнением с так называемым «абсолютно черным телом». Плотность потока излучения внутри «абсолютно черного тела» (Вт/м2) сравнивается с напряжением выходного сигнала (B). Калибровочная кривая является прямой линией через начало координатной системы, показывающей выходной сигнал (B) в функции плотности потока излучения (см. рисунок I.1). Во время калибровки калориметр работает в том же режиме, что при измерении излучения под нагревателем, используя ту же самую проводку, усилитель и другие компоненты.

I.1.2 Метод калибровки в сравнении с «абсолютно черным телом»

В этом методе используется «абсолютно черное тело» со сферической полостью из керамики, имеющей внутренний диаметр 300 мм. Сферическая полость нагревается до температуры, не более 600 °C. Имеет отверстие (апертуру) такого же диаметра, как измеритель тепла, подлежащий поверке.

Для калибровки через апертуру калориметр вставляется в сферическую полость «абсолютно черного тела» так, что передняя поверхность радиометра выравнивается с внутренней поверхностью сферической полости. Излучение от внутренней горячей поверхности «абсолютно черного тела» передается на измеритель тепла и дает адекватный выходной сигнал (B).

Калибровка при температуре «абсолютно черного тела» до 600 °C является достаточной.

Примечание - Абсолютно черное тело (\epsilon@1) с температурой 600 °C имеет плотность потока излучения, как и нагреватель светового излучения (\epsilon<1) с температурой 900 °C.

Плотность потока излучения E (Вт/м2) при температуре T (К), отнесенную к температуре измерителя тепла 20 °C, вычисляют по формуле Стефана-Больцмана

E = \sigma(T^{4} - 293^{4}) , (I.1)

где \sigma = 5,67 \cdot 10^{- 8}W/(m^{2}T^{4}) , физическая постоянная — постоянная Больцмана, определяющая объемную плотность равновесного теплового излучения абсолютно черного тела.

Чувствительность при каждом значении температуры вычисляют по уравнению

\frac{1}{S} = \frac{E}{U} , (I.2)

где S — чувствительность калориметра, мкВ/(Вт/м2);

U — напряжение датчика, В.

Калибровка осуществляется по всему диапазону плотности потока излучения от светового нагревателя (или трубчатого нагревателя). Это обеспечивается калибровкой на нескольких значениях температуры «абсолютно черного тела». Для каждой температуры проводят три измерения и рассчитывают среднее арифметическое из полученных данных. До проведения измерений достигается температурное равновесие при каждом значении температуры калибровки. Чувствительность по всему диапазону плотности потока излучения устанавливается по отдельным значениям чувствительности, используя графические методы и статистические средства. По данным плотности потока излучения строится график зависимости в сравнении с напряжением выходного сигнала калориметра (рисунок I.2). Коэффициент корреляции задается наиболее подходящей прямой линией через начало системы координат (рисунок I.2).

Калибровка проводится для значений плотности потока излучения 2,0·104 Вт/м2.

I.2 Пример с решением

Таблица I.1

Калибровка трубчатого нагревателя

x — средний выходной сигнал, В; y — плотность потока излучения, Вт/м2

Рисунок I.1 — Определение коэффициента корреляции для светового нагревателя

Согласно графику и с использованием уравнения по I.2

S = \frac{1}{2419} = 4,1339 \cdot 10^{- 4} .

Приложение ZA (справочное)

РАЗДЕЛЫ EN 416-2:2006, СОДЕРЖАЩИЕ ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ИЛИ ДРУГИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИРЕКТИВ ЕС

Настоящий стандарт разработан согласно мандату, выданному CEN от Европейской комиссии и Европейской ассоциации свободной торговли, чтобы обеспечивать средства соответствия важным требованиям Директивы ЕС 90/396/EEC по вопросам аппроксимации законов стран-членов, касающихся газового бытового оборудования.

Настоящий стандарт цитируется в официальном бюллетене Европейского союза согласно упомянутой выше Директиве и применяется в качестве национального стандарта, по меньшей мере, в одной из стран-членов. Соответствие разделам настоящего стандарта, указанным в таблице ZA.1, подтверждает, в пределах области его применения, презумпцию соответствия соответствующим важным требованиям упомянутой Директивы и сопутствующим правилам EFTA.

Таблица ZA.1

Предупреждение: Другие требования и Директивы ЕС могут быть применены к изделиям, подпадающим под область применения настоящего стандарта.

Приложение ДА (справочное)

СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ ЕВРОПЕЙСКИХ СТАНДАРТОВ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫМ СТАНДАРТАМ

Таблица ДА.1