Використання безпілотних літальних апаратів для забезпечення локального терморегулювання та вентиляції працівників у робочих зонах високотемпературних виробництв

Abstract

UK: Постановка проблеми. На виробництвах металургійних, петрургійних та склоплавильних підприємств, де використовуються високотемпературні технологічні процеси, існує проблема перегрівання працівників через значні теплові навантаження. Для запобігання цій небезпеці застосовують великі промислові вентилятори, що встановлюються безпосередньо на виробничих ділянках та забезпечують циркуляцію повітря на значній площі. Проте не завжди їх характеристики, режими роботи та схеми розміщення дають належний ефект охолодження працівників. Необхідне вивчення цієї проблеми для розроблення заходів щодо підвищення ефективності таких пристроїв шляхом їх удосконалення та оптимізації застосування. Мета статті − комплексне дослідження можливості застосування безпілотних літальних апаратів (дронів) для охолодження робочих зон на виробництвах із високими тепловими навантаженнями замість традиційних промислових вентиляторів. До основних завдань належить: проаналізувати сучасні системи охолодження робочих місць та виявлення їх недоліків; дослідити технічні характеристики дронів, що можуть бути використані для цієї мети; розробити концепт алгоритму системи керування дроном-вентилятором для забезпечення роботи в автоматичному режимі із заданими параметрами для робочого місця; провести експериментальну перевірку ефективності охолодження такою системою на лабораторній моделі. Висновок. Застосування дронів для локального охолодження робочих зон дозволить підвищити ефективність та гнучкість систем вентиляції порівняно з існуючими. Така система забезпечить оптимальні мікрокліматичні умови безпосередньо для кожного працівника. Енергоефективність такого підходу буде вищою, оскільки використовуватиметься лише необхідна потужність охолодження. Передбачається підвищення рівня охорони праці та зниження професійних ризиків унаслідок зниження температурних навантажень.

EN: Problem statement. In metallurgical and petrochemical industries using high-temperature technological processes, there exists an issue of overheating of workers due to significant heat loads. To prevent such hazard, large industrial fans are installed directly at production sites providing air circulation over a wide area. However, their performance characteristics, operation modes and placement schemes do not always ensure adequate cooling of employees. There is a need to study this problem in order to develop measures for improving efficiency of such devices through their enhancement and optimized application. The aim of the article is a comprehensive study of possibilities of applying unmanned aerial vehicles (drones) for cooling of working zones at productions with high heat loads instead of traditional industrial fans. The main objectives include: Conducting analysis of modern workplace cooling systems and identifying their shortcomings; Exploring technical characteristics of drones that can be used for this purpose; Developing a concept of algorithm for drone-fan control system to ensure operation in automatic mode with preset parameters for a working post; Experimental verification of efficiency of such system on a laboratory model. Conclusion. Application of drones for localized cooling of working zones will increase efficiency and flexibility of ventilation systems compared to existing ones; Such a system will provide optimal microclimatic conditions directly for each employee; Energy efficiency of this approach will be higher as only necessary cooling power will be used; Expected improvement of occupational safety and reduction of professional risks due to lower heat loads.