-
)
Všetko, čo potrebujete vedieť o presne regulovanom prietoku vzduchu
Odborníci spoločnosti Systemair načrtávajú výhody a nevýhody rôznych metód merania rýchlosti prietoku vzduchu
Účinnosť
Množstvo vetracích systémov pracujúcich na základe aktuálneho dopytu sa potýka s jedným spoločným problémom. Sú navrhnuté na prevádzku s určitým menovitým objemovým prietokom vzduchu korešpondujúcim s rýchlosťami prietoku v potrubí niekoľko metrov za sekundu.
Toto je svetlejšia stránka života väčšiny vetracích systémov, pretože prietok vzduchu je jednoducho a presne riadený jednoduchými a cenovo dostupnými prostriedkami, ako sú bežné VAV (Variabilný prietok vzduchu) regulátory.
Minimálne vetranie
Existujú však obdobia, keď je potrebný len malý zlomok menovitého prietoku vzduchu. Príklady zahŕňajú projekty s:
Minimálny objem vetrania na priebežné limitovanie VOC a ďalších znečisťujúcich látok z nábytku, podlahy, čistiacich prostriedkov atď., napr. v školách, zdravotníckych zariadeniach alebo rezidenčných priestoroch počas období bez výskytu osôb s minimálnymi možnými stratami energie
Chladené alebo vykurované priestory s presnou reguláciou teploty pomocou vetrania
Presné dávkovanie špeciálne upraveného vzduchu napr. ionizáciou, antimikrobiálnymi látkami a pod.
Vetracie systémy zdôrazňujúce energeticky efektívne a environmentálne priority
Metódy merania rýchlosti prietoku vzduchu
Počas týchto prevádzkových období sa rýchlosť prúdenia vzduchu meria hlboko pod jeden meter za sekundu. Tu najobľúbenejšie metódy regulácie beznádejne bojujú proti masívne rastúcej nepresnosti.
Najlepším prístupom je použiť najvhodnejšiu metódu merania rýchlosti prúdenia vzduchu. Niektoré metódy merania rýchlosti prúdenia vzduchu riešia problém nepresnosti pri nízkej rýchlosti a fungujú dobre aj pri vyšších rýchlostiach na konci meracieho rozsahu.
)
Akustický (ultrazvukový) princíp merania prietoku vzduchu
Pomocou ultrazvukových prevodníkov môže prietokomer merať priemernú rýchlosť pozdĺž dráhy emitovaného ultrazvukového lúča spriemerovaním rozdielu nameraného času prechodu medzi pulzmi ultrazvuku šíriacimi sa do a proti smeru prúdenia alebo meraním frekvenčného posunu z Dopplerovho efektu.
Výhody
Prístroj môže byť inštalovaný v prakticky akomkoľvek druhu vzduchovodu
Inštalácia neznižuje prierezovú plochu potrubia, čím sa dosahuje najnižšia možná tlaková strata a hlučnosť
Vysoká presnosť merania
Široký rozsah merania
Nevýhody
Nekompaktné riešenie, meracie ústrojenstvo, regulátor a pohon klapky sú zyčajne rozdelené
Vysoké náklady
Komplexný regulačný algoritmus
)
Princíp merania prietoku lokálnym zúžením prierezu – Venturiho trubica, dýza, clona
Rýchlosť vzduchu sa musí pri prechode zúžením zvyšovať v súlade s princípom spojitosti hmoty, zatiaľ čo jeho statický tlak musí klesať v súlade so zásadou zachovania mechanickej energie (Bernoulliho princíp).
Meraním tlaku je možné určiť prietok.
Výhody
Stredne vysoké náklady
Presné meranie, jednoduchá kalibrácia
Umožňuje použitie kombinácie merania, regulácie, servopohonu v jednom kompaktnom VAV zariadení
Nevýhody
Limitácia rýchlosti prúdenia pre dostatočnú presnosť merania (>0,5m/s) v kompromise s trvalo zníženým prierezom prietoku
VAV
)
Sonda na meranie dynamického tlaku ΔP pripevnená k listu klapky VAV regulátora a pohybujúca sa s ním
Snímače diferenčného tlaku sa vyznačujú extrémne vysokou prietokovou impedanciou. V porovnaní s inými snímačmi s nižšou prietokovou impedanciou vyžadujú snímače diferenčného tlaku s vysokou prietokovou impedanciou menej parazitného prietoku na vykonanie merania, a preto spôsobujú menej porúch v hlavnom prietoku.
Výhody
Široký rozsah merania
Vysoká presnosť čítania
Dostupná takmer celá prierezová plocha
Priaznivo nízke náklady
Umožňuje použitie kombinácie merania, regulácie, servopohonu v jednom kompaktnom VAV zariadení
Nevýhody
Komplexný regulačný algoritmus
Čo sa stáva najlepšou voľbou?
)
Analýza jednotlivých spôsobov poskytuje možnosť porovnania. Zjednodušený graf nám ukazuje výsledky.
Spôsob merania ΔP so snímačom pripojeným a pohybujúcim sa listom VAV regulátora sa stáva favoritom s perspektívou VAV regulácie pri nízkych a stredných rýchlostiach s vynikajúcim presným komfortom a za veľmi rozumnú cenu.
Toto slúži ako základ pre vývoj VAV regulátora OPTIMA-LV-R. Použili sme DNA našich štandardných VAV regulátorov z rodiny OPTIMA, ako sú presnosť, komfort, spoľahlivosť, vylepšili sme merací hardvér a pridali porciu sofistikovaného regulačného algoritmu.
To nám pomohlo prekonať základný problém tejto metódy, plávajúci k-faktor. Je všeobecne známe, že objemový prietok vzduchu (q) v uzavretom systéme sa môže vypočítať z poklesu tlaku v tomto systéme (ΔP) a faktora, ktorý predstavuje prietokový odpor tohto systému, známeho ako k-faktor (k).
q=k√∆P
)
Regulačná klapka má rôzny odpor pre každý jednotlivý uhol otvorenia (∠α). Existuje preto neobmedzený počet rôznych k-faktorov (k1…kn , n=∞) klapky medzi úplne otvorenou a úplne zatvorenou polohou.
Riadiaci algoritmus teda musí ustavične čítať aktuálnu polohu klapky a hodnoty tlakovej straty. Algoritmus používa na kalkulovanie okamžitého k-faktora polynóm vyššieho stupňa.
Pre extrémne nízke tlaky v potrubí pod 2Pa, keď rýchlosť prúdenia klesá pod hodnotu 0,2 m/s, špeciálny postup chráni regulátor pred nežiaducimi kmitmi a mechanickým namáhaním servopohonu. Udržuje klapku v statickej čakacej polohe. Po návrate tlaku do prevádzkových hodnôt sa regulátor vracia do normálneho prevádzkového stavu – regulácii prietoku vzduchu.
Všetky základné a pokročilé funkcie sú zabalené do VAV-boxu s kompaktným vyhotovením servopohon/riadiaca jednotka, ktorú je ťažké odlíšiť od bežných VAV regulátorov.
)
OPTIMA-LV-R
Niektoré z výnimočných vlastností regulátorov OPTIMA-LV-R:
Tlakovo nezávislý elektronický kompaktný regulátor variabilného prietoku vzduchu.
Regulačný rozsah rýchlostí prúdenia vzduchu 0,2 – 6 m/s (rýchlosť v rovnakom potrubí)
Adaptívny merací snímač na vysoko účinné snímanie dynamického tlaku v celom rozsahu rýchlostí prúdenia
Vylepšený algoritmus pre presnú reguláciu pri podprahovom statickom tlaku v potrubí (2 Pa)
Schopnosť prevádzky v rozsahu ΔP 2 –
600 Pa
Najnižšie možné zmenšenie prierezu pre
dané parametre tlak/prietok >> nízka tlaková strata, nízka hlučnosť
Nepresnosť cca 5 % v celom regulačnom rozsahu
Inštalácia možná tesne za kolenom alebo T-kusom bez straty presnosti merania
Trieda tesnosti 4C pri tlaku do 1000 Pa
Kompletná sada prevádzkových funkcií
a funkcií s nadradenou prioritou (Otvor,
Zatvor, Vmin, Vmax)
Veľkosti: pre potrubia s priemerom 100
– 400 mm