Nawet 30 procent różnicy. Tyle potrafi dzielić wydajność z projektu od tego, co centrala wentylacyjna podaje naprawdę, gdy filtry są zabrudzone, a pasek wentylatora luźny. Pomiar przepływu powietrza w centrali pokazuje tę różnicę czarno na białym. Najczęściej łączymy trzy metody: pomiar ciśnienia na wentylatorze, pomiar anemometrem w kanale i kontrolę sprężu dyspozycyjnego centrali. Wyniki trafiają do protokołu pomiarów wentylacji, który jest podstawą regulacji, odbioru albo decyzji o modernizacji. Poniżej pokazujemy metody, wzory i przykład liczbowy, który można przenieść na własny obiekt.
Po co pomiar przepływu powietrza w centrali przed zimą
Zimą przepływ powietrza decyduje o dwóch rzeczach naraz. Po pierwsze o mocy nagrzewnicy, bo ta sama nagrzewnica przy innym strumieniu daje inną temperaturę nawiewu. Ponadto przepływ wpływa na pracę odzysku ciepła i ryzyko szronienia wymiennika. Jeżeli więc nawiew i wywiew nie są zrównoważone, wymiennik po stronie wywiewu może się oszronić, a hala dostaje zimne powietrze.
Drugi powód to koszty. Wentylator, który tłoczy więcej powietrza niż potrzeba, zużywa nieproporcjonalnie dużo energii, ponieważ moc rośnie mniej więcej z trzecią potęgą obrotów. Dlatego rzetelny pomiar wydajności centrali to pierwszy krok audytu, a nie formalność.
Trzeci powód dotyczy ludzi. Zbyt mały strumień w hali czy biurze oznacza wyższe stężenie CO2, zaparowane okna i skargi na duszność. Natomiast zbyt duży strumień przy słabej nagrzewnicy daje przeciągi i zimny nawiew. W obu przypadkach liczba z pomiaru kończy dyskusję szybciej niż odczucia użytkowników.
Metoda pierwsza: pomiar ciśnienia na wentylatorze i współczynnik k
Wiele wentylatorów z napędem EC ma fabryczne króćce pomiarowe na dyszy wlotowej. Producent podaje dla nich współczynnik k, a strumień liczy się ze wzoru Q = k × √Δp. To najszybsza metoda, bo wystarczy dokładny manometr różnicowy.
Przykład: współczynnik k wynosi 290, a zmierzona różnica ciśnień 650 Pa. Pierwiastek z 650 to około 25,5, więc strumień wynosi 290 × 25,5 ≈ 7395 m³/h. Jeżeli projekt zakładał 8500 m³/h, centrala daje około 13 procent mniej. Następnie sprawdzamy, czy przyczyną są filtry, wymiennik czy nastawa falownika. Metoda ma jednak ograniczenie: działa tylko wtedy, gdy znamy prawdziwy współczynnik k danego wentylatora. Przy kilku wentylatorach pracujących równolegle w jednej sekcji mierzymy każdy z nich osobno i sumujemy wyniki.
Metoda druga: pomiar anemometrem w kanale i siatka punktów
Gdy wentylator nie ma króćców, mierzymy prędkość w kanale. Przekrój dzielimy na siatkę punktów, na przykład 5 × 5, i w każdym punkcie odczytujemy prędkość anemometrem albo rurką spiętrzającą. Zasadę pomiaru rurką dobrze opisuje hasło rurka Prandtla. Pomiar anemometrem w kanale wymaga prostego odcinka, najlepiej co najmniej 5 średnic za kolanem lub przepustnicą.
Przykład liczbowy: kanał 800 × 500 mm ma przekrój 0,4 m². Średnia prędkość z 25 punktów wynosi 5,2 m/s, więc strumień to 0,4 × 5,2 = 2,08 m³/s, czyli około 7490 m³/h. Wynik zgadza się z pomiarem na wentylatorze z dokładnością do 2 procent, co potwierdza wiarygodność obu odczytów. Natomiast różnica powyżej 10 procent oznacza zwykle nieszczelności albo zły punkt pomiaru.
Na nawiewnikach i kratkach używamy z kolei balometru, czyli kaptura z wbudowanym przepływomierzem. Suma odczytów ze wszystkich nawiewników powinna być bliska wartości z kanału głównego. Jeżeli jest wyraźnie mniejsza, powietrze ucieka po drodze przez nieszczelne połączenia lub otwarte rewizje. Pomiar anemometrem w kanale i pomiar balometrem uzupełniają się więc, bo pierwszy pokazuje wydajność centrali, a drugi rozdział powietrza w pomieszczeniach.
Pomiar przepływu powietrza w centrali a spręż i spadki na filtrach
Sam strumień nie wystarczy, bo trzeba wiedzieć, dlaczego jest za mały. Mierzymy więc spręż dyspozycyjny centrali, czyli ciśnienie, które zostaje na pokonanie oporów sieci kanałów. Równolegle odczytujemy spadki na filtrach, odzysku ciepła, nagrzewnicy i chłodnicy.
| Parametr | Wartość typowa | Wniosek |
|---|---|---|
| Spadek na filtrze ePM10 50% | czysty 50 do 80 Pa, końcowy 200 Pa | Powyżej wartości końcowej filtr do wymiany |
| Spadek na filtrze ePM1 55% | czysty 70 do 100 Pa, końcowy 300 Pa | Rośnie zimą, gdy filtr wilgotnieje |
| Spadek na nagrzewnicy wodnej | 40 do 80 Pa | Wyższy wynik to zabrudzone lamele |
| Prędkość w przekroju centrali | 2,0 do 2,8 m/s | Powyżej 3 m/s ryzyko porywania skroplin |
| Różnica nawiew i wywiew | do 10 procent | Większa różnica zaburza odzysk ciepła |
Na tej podstawie widać, czy wystarczy wymiana filtrów, czy trzeba czyścić wymienniki albo zmienić nastawę wentylatora. Pomiar ciśnienia na wentylatorze w połączeniu ze sprężem pozwala też wyznaczyć punkt pracy na charakterystyce.
Przykład z praktyki pomiarowej: projektowy spręż dyspozycyjny centrali wynosił 350 Pa, a zmierzony tylko 190 Pa. Różnicę zjadały filtry ePM1 ze spadkiem 280 Pa i zabrudzona nagrzewnica ze spadkiem 110 Pa. Po wymianie filtrów i umyciu lamel spręż dyspozycyjny centrali wrócił do około 320 Pa, a strumień wzrósł o 14 procent bez zmiany nastawy falownika.
Pomiar wydajności centrali a moc nagrzewnicy zimą
Zmierzony strumień od razu przeliczamy na moc grzewczą. Wzór jest prosty: P = Q × ρ × cp × ΔT. Dla 7500 m³/h, czyli 2,08 m³/s, gęstości 1,2 kg/m³ i ciepła właściwego 1,005 kJ/kgK, podgrzanie powietrza z minus 20 do plus 18°C, czyli o 38 K, wymaga około 95 kW.
Jeżeli odzysk ciepła ma sprawność 70 procent, temperatura za wymiennikiem wyniesie około plus 6,6°C, więc nagrzewnica dogrzewa już tylko o 11,4 K. Wtedy potrzebna moc spada do około 29 kW. Ten rachunek pokazuje, jak ważny jest sprawny odzysk i poprawne zrównoważenie strumieni. Z kolei zbyt mały przepływ przy pełnym otwarciu zaworu nagrzewnicy podnosi temperaturę nawiewu, ale zmniejsza wymianę powietrza w hali.
Zmierzone strumienie pomagają też ocenić ryzyko szronienia odzysku. Jeżeli wywiew jest większy od nawiewu, temperatura powietrza usuwanego za wymiennikiem spada poniżej zera i na lamelach osadza się szron. Wtedy rośnie spadek ciśnienia po stronie wywiewu, co widać w kolejnym pomiarze. Dlatego zimą porównujemy spadek na wymienniku z wartością z jesieni.
Protokół pomiarów wentylacji: co powinien zawierać
Rzetelny protokół pomiarów wentylacji zawiera metodę pomiaru, użyte przyrządy, miejsce pomiaru, wyniki z każdego punktu i obliczony strumień. Poza tym podajemy spadki ciśnień na sekcjach, nastawy falowników, temperatury i wnioski z listą działań. Taki dokument przyda się przy odbiorze, przy sporze z wykonawcą albo przed modernizacją.
Dobry protokół pomiarów wentylacji porównuje też wyniki z projektem i z poprzednim pomiarem. Dzięki temu widać trend, a nie tylko pojedynczy odczyt. Do protokołu dołączamy szkic z miejscami otworów pomiarowych, żeby kolejny pomiar wykonać dokładnie w tych samych punktach. Sam pomiar jednej centrali trwa zwykle od 2 do 4 godzin, w zależności od dostępu do kanałów i liczby punktów pomiarowych, więc przy kilku centralach planujemy jeden dzień na obiekcie.
W ColdWay pomiar wykonujemy w ramach audytu albo przeglądu. Jeżeli centrala pracuje w ramach umowy przeglądowej, pomiar przed sezonem grzewczym można wpisać na stałe do harmonogramu. Wtedy co roku porównujemy wyniki i widzimy, czy wydajność spada.
Pomiar przepływu powietrza w centrali: odpowiedzi na pytania
Jak często wykonywać pomiar przepływu powietrza w centrali?
Zalecamy pomiar raz w roku, najlepiej przed sezonem grzewczym, a także po każdej przebudowie kanałów lub zmianie nastaw.
Która metoda pomiaru jest dokładniejsza?
Pomiar ciśnienia na wentylatorze jest szybki i powtarzalny, jednak wymaga znanego współczynnika k. Z kolei pomiar anemometrem w kanale jest dokładny przy dobrym odcinku prostym i odpowiedniej liczbie punktów.
Czy pomiar wymaga wyłączenia centrali?
Nie. Mierzymy podczas normalnej pracy, ponieważ chodzi o rzeczywisty punkt pracy. Wyłączenie jest potrzebne tylko przy wierceniu otworów pomiarowych w kanale.
Czy pomiar wydajności centrali wpływa na rachunki za energię?
Pośrednio tak. Pomiar pokazuje, czy wentylator nie tłoczy nadmiaru powietrza i czy filtry nie zwiększają oporów, a obie rzeczy przekładają się na zużycie energii.
Co daje protokół pomiarów wentylacji?
Protokół pokazuje faktyczną wydajność, spadki ciśnień i listę działań. Dzięki temu decyzja o regulacji lub modernizacji opiera się na liczbach.
Chcesz mieć pomiar przed mrozami? Zarezerwuj termin pomiaru przepływu w ramach przeglądu centrali pod numerem +48 536 577 385. Jeżeli centrala ma umowę przeglądową, dopiszemy pomiar do stałego harmonogramu. Zobacz też, jak mierzymy sprawność rooftopa, jak liczymy wydajność chillera oraz ile wynosi zużycie energii przez chiller.
