Menu

Pomiary w instalacjach wentylacyjnych

Wstęp

Pomiary wielkości fizycznych w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych prowadzi się na różnych etapach ich funkcjonowania, począwszy od montażu i pierwszego uruchamiania instalacji, poprzez jej bieżącą eksploatację i modernizację, wykrywanie wszelkich nieszczelności i usterek. Zakres pomiarów i procedury badań zawiera norma PN-EN 12599 „Wentylacja budynków – Procedury badań i metody pomiarowe dotyczące odbioru wykonanych instalacji wentylacji i klimatyzacji". Norma podaje metodykę wykonywania pomiarów jak i dopuszczalne odchyłki parametrów od wartości projektowanych oraz wymagane dokładności badań.

Najczęściej wykonywane pomiary powietrza w instalacjach wentylacji i klimatyzacji to:
- pomiary prędkości przepływu powietrza;
- pomiary strumienia objętości powietrza;
- krotność wymian powietrza w pomieszczeniach;
- pomiary temperatury i wilgotności;
- pomiary różnicy ciśnienia;
- próby szczelności instalacji;

Poniżej postaram się omówić stosowane metody i narzędzia pomiarowe

Pomiar prędkości przepływu powietrza

Projektowanie instalacji wentylacyjnej prowadzi do wyznaczenia minimalnych przekrojów przewodów, otworów czerpnych, rozstawu i ilości nawiewników, przepustnic kanałowych, mocy wentylatora, itp. Wszystkie te elementy mają za zadanie zapewnić określoną przepisami krotność wymiany powietrza w pomieszczeniu. Projekt to jedno, a jego wykonanie i realna praca systemu to zawsze znak zapytania przy uruchamianiu i regulacji systemu. Jednym z podstawowych pomiarów prowadzonych w tym zakresie to pomiar przepływu powietrza w kanałach i nawiewnikach. Wykonuje się go kilkoma metodami, przy pomocy:

- anemometrów skrzydełkowych

- termoanemometrów2015 03 66 2

- rurek Prandla

- balometrów

Anemometr skrzydełkowy (fot. po lewej dwuręcznywentpo1.jpg, po prawej jednoręczny)- jest bardzo popularnym przyrządem pomiarowym wyposażonym w turbinkę o średnicy od kilkunastu do około 100mm i przetwornikiem z ciekłokrystalicznym wyświetlaczem. Wykonywany jest jako jednoręczny ze zintegrowanym wyświetlaczem lub dwuręczny (model na zdjęciu). W modelach jednoręcznych turbinka może być zamocowana na stałe, lub umożliwiać obrót o 180,  aby ekran ciekłokrystaliczny był zawsze w zasięgu wzroku operatora. Ułatwia to pomiar w różnych konfiguracjach. Pomiar prędkości przepływu może być chwilowy, jak i uśredniony w przedziale czasowym. W najprostszych miernikach tego typu uzyskamy tylko prędkość przepływu powietrza. W bardziej rozbudowanych dodatkowo jego temperaturę, a a nawet objętość przepływu. W tym ostatnim przypadku anemometr posiada możliwość wprowadzenia danych odnośnie powierzchni przekroju kanału czy otworu nawiewnego i uzyskania danych w l/s, m3/s, itp.

Dla ułatwienia pomiaru przepływu i precyzyjnego zebrania danych dostępne są elementy dodatkowe, jak np. dzwony pomiarowe (fot. poniżej.)

wentpo2.jpg

Przy użyciu dzwonu pomiarowego anemometrem można z dużą dokładnością zmierzyć przepływ powietrza na niedużych kratkach wentylacyjnych i anemostatach. Przy pomiarach na suficie kolejnym elementem ułatwiającym odczyt może być teleskop. Poniżej na zdjęciu zestaw firmy Wohler FA 410.

wentpo3.jpg  

Zasady wykonywania pomiarów

Użycie anemometru nie może być dowolne. Aby pomiar był obiektywny anemomwentpo5.jpgetr skrzydełkowy powinien być umieszczony za filtrem, kratką, wymiennikiem w odległości równej co najmniej 1.5-krotnej średnicy wirnika

Termoanemometr

Urządzenie powyższe mierzy wielkość przepływu powietrza na zasadzie pomiaru zdolności chłodzącej elementu oporowego umieszczonego w strumieniu powietrza. Zbudowane jest w postaci sondy o małej średnicy rzędu 1-2mm zamocowanej na ochronnej tulei, połączonej elektrycznie z urządzeniem pomiarowym

Fot. Termoanemometr (TSI Incorporated)

Pomiar odbywa się przez umieszczenie sondy w kanale. Wymaga to wykonania otworu o średnicy rzędu 8-10mm, który po przeprowadzeniu pomiarów i regulacji systemu może być z łatwością zasklepiony. Termoanemometry mają zakres pomiarowy od 0-30m/s i w odróżnieniu do anemometrów wiatraczkowych są bardziej miarodajne w dolnym zakresie pomiarowym. Oprócz prędkości przepływu powietrza mierzą też jego temperaturę.

 

wentpo6.jpg  Fot. Po lewej pomiar termoanemometrem Testo425.

Rurka Prandla

Na rynku znana jest też pod nazwami Rurka Pitota, lub anemometr ciśnieniowy. Pomiar prędkości przepływu powietrza zachodzi tutaj pośrednio, poprzez pomiar ciśnienia dynamicznego w przewodzie, a następnie przetworzeniu tej wartości na wartość prędkości ze wzoru 

wentpo7.jpg

gdzie:

w- prędkość przepływu powietrza,

ρ - gęstość powietrza

Δpd - wartość ciśnienia dynamicznego [Pa]

 

po przekształceniu wzoru uzyskujemy wartość prędkości powietrza

 

wentpo8.jpg

Budowa rurki Prandla

wentpo9.jpg

Rurka Prandla zbudowana jest z dwóch współosiowych rurek. Wewnętrzna mierzy wartość ciśnienia całkowitego panującego w strumieniu przepływu, dlatego posiada otwór skierowany na strumień powietrza. Zewnętrzna posiada otwory pomiarowe na obwodzie, mierzy ciśnienie statyczne. Różnica tych ciśnień, zmierzona przez manometr różnicowy,  daje wartość ciśnienia dynamicznego.

wentpo10.jpg  wentpo11.jpg

Rys. Po lewej sposób prowadzenia pomiaru. Po prawej anemometr ciśnieniowy TA400. 

Pomiar rurką Prandla odbywa sie przez umieszczenie sondy wewnątrz kanału w taki sposób, aby otwór rurki był skierowany na strumień przepływającego powietrza, równolegle do jego strug. Dopuszczalna odchyłka od kierunku równoległego wynosi 10°. Pomiar rurką Prandla możliwia określenie prędkości przepływu jak i objętości przepływu powietrza. W tym drugim przypadku na wyświetlaczu należy wprowadzić wymiary kanału.

Balometr

Pomiar wydajności małych kratek wentylacyjnych i anemostatów możemy z dużą dokładnością przeprowadzać powyższymi metodami. W przypadku użycia tylko anemometru wiatraczkowego bez dzwonu można zwiększać dokładność pomiaru wykonując go w kilku miejscach kratki i uśredniając prędkość przepływu. Przy naprawdę dużych nawiewnikach i anemostatach umieszczonych na suficie, a także pomiarach na anemostatach wirowych, korzystniejszym i dokładniejszym urządzeniem jest balometr.

wentpo12.jpgBalometry służą do precyzyjnego pomiaru natężenia przepływu powietrza w dużych obiektach biurowych, szpitalach, budynkach przemysłowych, komercyjnych, gdzie dokładny pomiar przepływu w wentylacji jest kluczowy. Balometr   pozwala zmierzyć wszystkie istotne parametry układu wentylacyjnego takie jak: prędkość przepływu i natężenie przepływu powietrza, ciśnienie absolutne, temperaturę i wilgotność powietrza. Wyposażony jest standardowo w duży rękaw wykonany zwykle z tkaniny, wewnątrz którego znajduje sie prostownica strumienia. W dolnej części natomiast tzw. kratownica pomiarowa.  

Fot. Pomiar strumienia powietrza balometrem Testo 420 (fot. Testo)

 Rozwiązanie takie poprawia dokładność pomiaru, szczególnie w anemostatach wirowych. Wypływ powietrza z takich jednostek jest skierowany ukośnie, co powoduje przepływ turbulentny przez rękaw pomiarowy. Przy zastosowaniu prostownic jeden duży strumień dzielony jest na szereg mniejszych strumieni, których prędkość łatwiej jest zmierzyć czujnikiem zamocowanym na dole rękawa.

wentpo13.jpgwentpo14.jpg

Rys. Rękaw pomiarowy bez prostownicy (przepływ powietrza jest turbulentny), po prawej rękaw z  prostownicą strumienia. Powietrze porusza się prostopadle do kratownicy pomiarowej umieszczonej w dolnej części rękawa (rys. Testo).

Przy małych wysokościach pomieszczenia pomiar odbywa się bezpośrednio z ręki. Masa rękawa jest znikomo mała. Dla urządzenia Testo 420 wynosi np. tylko 2,9kg. W pomieszczeniach wysokich stosowany jest teleskop. zakres pomiarowy balometru wynosi od kilkudziesięciu m3/h do kilku tys. m3/h, z dokładnością i rozdzielczością 1m3.

Pomiar szczelności

Szczelność kanałów wentylacyjnych gwarantuje poprawność działania wentylacji i wysoką jakość powietrza. Badania szczelności systemów wentylacyjnych przeprowadza się na podstawie norm:
PN-EN-12237:2005 – w przypadku kanałów i kształtek okrągłych
PN-EN-1507:2007 – dla kanałów prostokątnych
Klasyfikacja odbywa się na podstawie 4 klas szczelności wentylacji:

wentpo15.jpg

Pomiar za pomocą urządzenia LINDAB LT600

Zasada pomiaru polega na podłączeniu do badanego odcinka wentylacji dwuchawy, która pompuje powietrze pod określonym przepisami ciśnieniem. Powietrze to zawracane jest do urządzenia drugim przewodem ciśnieniowym o mniejszej średnicy. Mierzony jest ubytek powietrza pomiędzy oboma strumieniami. jeśli instalacja jest całkowicie szczelna, wynosi on 0m3. Jeśli w kanałach wentylacyjnych wystąpią przecieki, pojawia się różnica obu strumieni mierzona przez urządzenie. Czas trwania pomiaru to zwykle 5min. Dla jego wykonania uszczelnia sie obustronnie badany odcinek np. za pomocą balonów. 

wentpo16.jpg

Rys. Zasada działania urządzenia LINDAB LT600. Minimalna odległość między dwoma przyłączami przewodów powinna wynosić 2m.

wentpo17.jpg

Fot. Praktyczny pomiar szczelności z wykorzystaniem LINDAB LT600.

Pomiary powinno sie prowadzić na najlepiej jeszcze nie izolowanych przewodach wentylacyjnych. Minimalna powierzchnia kanałów badanego odcinka wynosi 10m2.

Badanie przy użyciu świecy dymnej

Wykrycie ubytku powietrza w przewodach wentylacyjnych urządzeniami ciśnieniowymi pozwala tylko określić jego wielkość, nie pokazuje miejsca wycieku. Przy rozległej instalacji dokładne określenie takich miejsc jest skomplikowane. Zwykle stosujemy do tego celu specjalne świece dymne, np. Smoke Signal

wentpo18.jpg

Fot. Świece dymne do badania szczelności kanałów wentylacyjnych.

Świece do badania wentylacji są źródłem nietoksycznego dymu. Potrafią szybko ocenić miejsca nieszczelności kanałów wentylacyjnych, przewodów spalinowych, kominów, itp. Sposób użycia polega na zapaleniu świecy i umieszczeniu jej w kanale. Czas palenia zależy od rodzaju i wielkości świecy  i wynosi od kilkudziesieciu sekund do kilku minut. Firma Bjornax produkuje świece w kilku odmianach.

Standardowe świece dymne - do większości zastosowań w branży HVACR, nie wymagających szczególnych właściwości innych świec. Wytwarzają biały, dobrze widoczny w świetle dziennym, dym.
Świece Pure („czystego dymu”) - nie zawierają w składzie chlorku amonu a ich dym - zbudowany z suchych, stałych cząstek - nie pozostawia po użyciu zabrudzeń ani substancji oleistych. Dzięki tym zaletom świece Pure bez obaw mogą być używane w pomieszczeniach „wrażliwych”, jak serwerownie, laboratoria, pomieszczenia czyste itp.
Świece zapachowe - do testowania szczelności bardzo długich systemów wentylacyjnych i rurociągów (gdzie potrzebne byłoby wytworzenie bardzo dużej ilości dymu) oraz wszędzie tam, gdzie wyciek może znajdować się w miejscu trudnym do zobaczenia. W takich przypadkach wygodniej posłużyć się węchem.

wentpo19.jpg

Tabela. Charakterystyka wyrobów Bjornax.

wentpo20.jpg

Fot. Świece dymne kolorowe.

 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});