Pomiar przepływu powietrza w instalacji wentylacyjnej (cz. II)

Jednym z podstawowych zadań instalacji wentylacyjnej jest doprowadzenie odpowiedniej ilości powietrza do pomieszczeń. Jednak jak wykazuje doświadczenie, niespełnienie tego warunku występuje w wielu, nawet bardzo nowoczesnych układach. Składają się na to różne przyczyny, takie jak: nieprawidłowość obliczeń w fazie projektu, niewłaściwy dobór urządzeń i wentylatorów, czy bardzo częste, wprowadzanie licznych zmian na etapie wykonywania i eksploatacji instalacji. Dlatego tak ważna jest kontrola pracy instalacji wentylacyjnej i to nie tylko w czasie uruchamiania, ale także podczas użytkowania obiektu.

Pomiar wydajności kratki wentylacyjnej
   W przypadku kratek wentylacyjnych, procedura pomiarowa polega na wyznaczeniu prędkości średniej, a następnie przemnożeniu jej przez pole powierzchni wypływu powietrza. Aby tego dokonać trzeba podzielić domyślnie kratkę na pola o równej powierzchni. Takich pól powinno być co najmniej cztery, a ich wymiary raczej nie większe niż 15x15 cm (rys. 7a.). Za pomocą anemometru dokonuje się pomiaru prędkości w środku każdego pola, a wyniki uśrednia. Jako zasadę w pomiarach kratek przyjmuje się dwukrotne określenie prędkości czy wydajności. Wyniki nie różniące się o więcej niż 10%, wskazują o prawidłowości dokonanego pomiaru. Ostateczny wynik może być wtedy średnią z dwukrotnie zmierzonych wydajności.
   Inna metoda, pomiaru wydajności kratki, polega na stopniowym, równomiernym przesuwaniu sondy anemometru z jednoczesnym zapamiętywaniem i uśrednianiem wyników. Pozwala na to większość anemometrów skrzydełkowych, które są wyposażone w funkcję uśredniania w czasie. Aby dokonać pomiaru, umieszcza się sondę w jednym narożniku kratki, uruchamia funkcję uśredniania, przesuwa równomiernie sondę po całej powierzchni wypływu, a na koniec zatrzymuje uśrednianie (rys. 7b). Należy pamiętać, aby przesuwać sondę nie zbyt szybko, tak aby skrzydełko anemometru, o pewnej bezwładności, zdążyło dostosować obroty do prędkości w poszczególnych punktach kratki. Prędkość przesuwu sondy powinna być rzędu 1/5 prędkości mierzonej.



Rys. 7. Pomiar wydajności kratek wentylacyjnych: a) podział na pola o równej powierzchni, b) równomierne przesuwanie sondy po powierzchni kratki

   Do pomiaru wydajności kratek najlepiej nadają się, wspomniane już wcześniej, anemometry skrzydełkowe. Wskazane są takie o średnicach sond znacznie większych od stopnia perforacji powierzchni czołowej kratki. Z występujących na rynku, można polecić te z sondami co najmniej ok. 60 mm, często wchodzącymi w skład uniwersalnych zestawów pomiarowych (rys. 4a, 4b - w części I nr 1-2/04 CH&K). Zastosowanie anemometru skrzydełkowego, w pewnych przypadkach, niesie ze sobą ograniczenia. Minimalna mierzona prędkość to 0,20÷0,25 m/s. Trzeba także czasami pamiętać o prędkości dopuszczalnej, która dla sond o większej średnicy wynosi ok. 12÷15 m/s. Jej przekroczenie najprawdopodobniej spowoduje mechaniczne uszkodzenie anemometru.
   Niestety dokładny pomiar podobnymi metodami, za pomocą anemometrów skrzydełkowych, jest możliwy tylko dla kratek typowych, o niewielkim stopniu przesłonięcia powierzchni przez elementy kierujące (łopatki) i równoległym wypływie strumieni powietrza. Dla innych elementów, takich jak nawiewniki szczelinowe, wirowe, anemostaty czy zawory, występująca bardziej złożona struktura przepływu, w zasadzie uniemożliwia zastosowanie powyższej metody.
(...)

Określanie wydajności nawiewnika poprzez pomiar ciśnienia
   Każdy element powinien mieć, w katalogu producenta, zamieszczoną charakterystykę spadku ciśnienia w funkcji przepływu. Z tych danych można pośrednio skorzystać w celu określenia wydajności. Można bowiem zmierzyć nadciśnienie w przewodzie przed nawiewnikiem, a następnie z charakterystyki wyznaczyć odpowiadający temu nadciśnieniu przepływ. Trzeba tylko pamiętać, że króćcem pomiarowym, osadzonym w ściance przewodu, mierzymy ciśnienie statyczne. Charakterystyki oporów podają zwykle ciśnienie całkowite przed nawiewnikiem. Aby z nich skorzystać, należy je skorygować o wartość ciśnienia dynamicznego. Poza tym, wykresy oporów sporządzane są dla pewnych specyficznych warunków np. pełnego otwarcia przepustnicy w skrzynce nawiewnika. Dlatego też skuteczność stosowania tej metody pomiarowej jest ograniczona.
(...)



Rys. 13. Przykład skrzynki rozprężnej z pomiarem przepływui przepustnicą regulacyjną (FläktWoods)

Dokładność pomiarów
   Pomiary kontrolne pracy instalacji wentylacyjnej wykonywane są na różnych etapach funkcjonowania obiektu. Począwszy od uruchamiania instalacji, regulacji układu, sprawdzenia urządzeń, poprzez późniejsze modernizacje, czy wykrywanie usterek, zawsze niezbędny jest pomiar wielkości fizycznych. Uzyskane dane trzeba jednak odpowiednio zinterpretować tak, aby ocenić jakość pracy instalacji i stwierdzić, czy uzyskiwane parametry są odpowiednie i zgodne z projektem. Do niedawna informacje na ten temat można było znaleźć w normie PN-78/B-10440 pt. Urządzenia wentylacyjne. Wymagania i badania przy odbiorze. W grudniu 2002 roku ustanowiona została nowa norma PN-EN 12599 Wentylacja budynków - Procedury badań i metody pomiarowe dotyczące odbioru wykonanych instalacji wentylacji i klimatyzacji, która dodatkowo opisuje sposoby wykonywania pomiarów.




   Tabela 2 zawiera dopuszczalne odchyłki parametrów od wartości projektowanych oraz wymagane dokładności badań. W przypadku normy PN-78/B-10440 wielkości związane z dotrzymaniem parametrów pracy instalacji i dokładności pomiarów opisane były oddzielnie. Nowa norma PN-EN 12599 podaje całkowitą niepewność pomiaru, zawierającą już dopuszczalne odchyłki od wartości projektowych oraz wszystkie błędy pomiarowe.
   Jak widać norma PN-EN 12599 dopuszcza czasami wysokie tolerancje, dla niektórych wielkości mierzonych. Nie oznacza to jednak, że zawsze takie dokładności mają zastosowanie. W przypadkach, kiedy projekt techniczny, czy specjalne wymagania w stosunku do instalacji i urządzeń narzucają bardziej precyzyjny stopień dotrzymania parametrów, to również na etapie pomiarów koniecznie należy to uwzględnić.

Normy, wytyczne, literatura
   Poniżej przedstawiono wybrane normy i wydawnictwa krajowe, w których można znaleźć informacje związane z zasadami pomiarów w instalacjach wentylacyjnych. Szczególnie ważna jest pierwsza z wymienionych norm, dodatkowo opisująca sposoby wykonywania pomiarów:
• PN-EN 12599 Wentylacja budynków - Procedury badań i metody pomiarowe dotyczące odbioru wykonanych instalacji wentylacji i klimatyzacji,
• PN-ISO 5221 Rozprowadzenie i rozdział powietrza - Metody pomiaru przepływu strumienia powietrza w przewodzie,
• PN-ISO 7726 Ergonomia środowiska termicznego - Przyrządy do pomiaru wielkości fizycznych,
• Warunki techniczne wykonania i odbioru instalacji wentylacyjnych, Wymagania techniczne COBRTI Instal, zeszyt 5, Warszawa 2002,
• Kołodziejczyk L., Mańkowski S., Rubik M.: Pomiary w inżynierii sanitarnej, Arkady 1980,
• Pomiary cieplne, Wydawnictwa Naukowo Techniczne 1993,
• Hans-Jürgen Ullrich: Technika Klimatyzacyjna - Poradnik (rozdz. 12 - Metody i elementy pomiarowe stosowane w technice klimatyzacyjnej), IPPU MASTA 2001.

Jacek HENDIGER, Warszawa

http://chlodnictwo.euro-media.pl/artykuly/2004_3/31.html

---