Spadek sprawności o 15% oznacza, że ze 100 kWh spalonego gazu do hali trafia 15 kWh mniej, niż zakładał projekt. Rooftop pracuje zimą po kilkanaście godzin na dobę. Taka strata szybko przekłada się więc na wyższe rachunki i chłodne strefy przy bramach. Dlatego pomiar sprawności rooftopa warto wykonać przed pierwszymi mrozami, gdy urządzenie można spokojnie wyłączyć i sprawdzić. Obejmuje on przepływ powietrza w rooftopie, stan filtrów, analizę spalin rooftopa lub parametry trybu pompy ciepła oraz prosty bilans mocy. Nagrzewnica gazowa rooftopa jest tu najważniejsza, ale bez poprawnego przepływu powietrza nawet sprawny palnik nie odda ciepła. Taki pomiar to także dobry punkt wyjścia, gdy planujesz przegląd rooftopa przed zimą. Poniżej opisujemy sześć kroków, które wykonujemy na dachu, i wartości, przy których zapala się czerwona lampka.
Po co pomiar sprawności rooftopa przed sezonem grzewczym
Rooftop łączy w jednej obudowie wentylator nawiewu, filtry, komorę mieszania, układ chłodniczy i sekcję grzewczą. Każdy z tych elementów wpływa na końcową moc grzewczą. Brudny filtr zmniejsza wydatek powietrza, rozregulowana przepustnica wpuszcza za dużo powietrza zewnętrznego, a zanieczyszczony wymiennik spalin oddaje mniej ciepła.
Pomiar przed sezonem ma trzy cele. Po pierwsze, ustala punkt odniesienia, z którym porównamy kolejne lata. Ponadto pokazuje, czy urządzenie da radę przy projektowej temperaturze zewnętrznej, na przykład minus 20°C. Wreszcie wskazuje, które prace przeglądowe dadzą największy efekt, zamiast wymieniać wszystko na zapas.
Dobry termin to październik i początek listopada. Temperatura zewnętrzna wynosi wtedy kilka stopni, więc nagrzewnica pracuje z dużym obciążeniem, a ewentualne poprawki zdążymy wykonać przed mrozami. Pomiar sprawności rooftopa w styczniu też jest możliwy, ale każda przerwa w grzaniu jest wtedy dla hali bardziej dotkliwa. Dodatkowo jesienią łatwiej zorganizować dostęp do dachu, bo nie trzeba odśnieżać tras i przejść. Przy kilku urządzeniach na jednym obiekcie mierzymy je kolejno, tak aby hala przez cały czas miała ogrzewanie z pozostałych rooftopów.
Krok 1 i 2: dane z tabliczki i odczyty ze sterownika
Zaczynamy od dokumentacji. Z tabliczki znamionowej i karty urządzenia spisujemy nominalny wydatek powietrza oraz moc nagrzewnicy gazowej. Potrzebne są także moc silnika wentylatora i rodzaj gazu. Bez tych danych nie da się ocenić, czy zmierzone wartości są dobre, czy złe. Jeżeli tabliczka jest nieczytelna, odtwarzamy parametry z numeru seryjnego i dokumentacji producenta.
Następnie zgrywamy ze sterownika historię alarmów, liczbę zapłonów, czas pracy palnika i nastawy. Szczególnie interesują nas: temperatura nawiewu zadana i rzeczywista, minimalne otwarcie przepustnicy powietrza zewnętrznego oraz ustawienia stopni grzania. Częste zaniki płomienia albo powtarzające się alarmy presostatu powietrza mówią więcej niż jednorazowy odczyt.
Krok 3: przepływ powietrza w rooftopie i filtry
Przepływ powietrza w rooftopie mierzymy anemometrem w kanale nawiewnym albo metodą siatki pomiarowej na czerpni. W praktyce uzupełniamy to pomiarem różnicy ciśnień na wentylatorze i porównaniem z jego charakterystyką. Wynik niższy o więcej niż 10 do 15% od nominalnego wymaga wyjaśnienia, zanim przejdziemy do sekcji grzewczej. Bez tego pomiar sprawności rooftopa da zaniżony wynik.
Najczęstszy winowajca to filtry. Na czystym filtrze wstępnym klasy G4 spadek ciśnienia wynosi zwykle 40 do 60 Pa. Filtr do wymiany ma 150 Pa i więcej. Z kolei filtr dokładny F7 zaczyna pracę od około 80 do 100 Pa i kończy przy 200 do 250 Pa. Sprawdzamy też siłowniki przepustnic, pasy klinowe i prąd silnika wentylatora, który porównujemy z wartością znamionową.
Krok 4: nagrzewnica gazowa rooftopa i analiza spalin
W rooftopie z modułem gazowym wykonujemy analizę spalin rooftopa przy pracy na pełnej mocy i na niskim stopniu. Analizator mierzy zawartość O2 i CO2, stężenie CO oraz temperaturę spalin, a na tej podstawie wylicza sprawność spalania. Dla typowej nagrzewnicy niekondensacyjnej oczekujemy sprawności spalania na poziomie 88 do 92% i CO poniżej 100 ppm. Temperatura spalin powinna mieścić się w przedziale producenta, zwykle od 140 do 200°C.
Wysoka temperatura spalin przy niskiej sprawności wskazuje na zanieczyszczony wymiennik albo za mały przepływ powietrza. Natomiast wysokie CO świadczy o złym spalaniu. Przyczyną bywają zabrudzone palniki, złe ciśnienie gazu na dyszach lub problem z ciągiem. Prace przy samej instalacji gazowej wykonują osoby z odpowiednimi uprawnieniami. W rooftopach z regulacją modulowaną sprawdzamy też, czy palnik płynnie zmienia moc, a nie pracuje skokowo między minimum i maksimum. Jeżeli rooftop grzeje w trybie pompy ciepła, zamiast spalin mierzymy ciśnienia, przegrzanie, dochłodzenie i pobór mocy. Sprawdzamy też, jak przebiega odszranianie.
Krok 5: bilans mocy, czyli jak liczymy sprawność
Sama analiza spalin mówi, jak dobrze pali się gaz. Natomiast bilans mocy pokazuje, ile ciepła trafia do hali. To właśnie on jest sednem, gdy klient pyta o pomiar sprawności rooftopa. Moc oddaną powietrzu liczymy ze wzoru Q = 0,34 × V × ΔT. W tym wzorze V to przepływ w m³/h, a ΔT to przyrost temperatury powietrza na nagrzewnicy. Moc doprowadzoną w gazie odczytujemy z gazomierza: zużycie w m³/h razy wartość opałowa, dla gazu ziemnego wysokometanowego około 9,5 kWh/m³.
| Parametr | Wartość zmierzona | Wniosek |
|---|---|---|
| Przepływ powietrza | 7 800 m³/h przy nominalnych 9 000 m³/h | Spadek o 13%, filtry i pasy do sprawdzenia |
| Przyrost temperatury na nagrzewnicy | 32 K | Za wysoki przy tym przepływie, wymiennik się przegrzewa |
| Moc oddana powietrzu | 0,34 × 7 800 × 32 = 84,9 kW | Wartość rzeczywista |
| Zużycie gazu | 10,4 m³/h × 9,5 kWh/m³ = 98,8 kW | Moc doprowadzona |
| Sprawność cieplna | 84,9 / 98,8 = 86% | Poniżej oczekiwanych około 90%, przyczyna po stronie powietrza |
W trybie pompy ciepła bilans liczymy podobnie, tylko zamiast gazu bierzemy moc elektryczną sprężarek i wentylatorów. Iloraz mocy oddanej powietrzu i mocy elektrycznej daje rzeczywisty COP. Przy 7°C na zewnątrz typowe wartości to 3 do 3,5, a przy minus 7°C około 2 do 2,5. Wynik wyraźnie niższy wskazuje na brak czynnika, zabrudzony wymiennik zewnętrzny albo zbyt częste odszranianie.
W tym przykładzie samo czyszczenie palników niewiele by dało. Najpierw trzeba przywrócić nominalny przepływ powietrza, a dopiero potem powtórzyć bilans. Metodykę pomiarów przepływu i ciepła w instalacjach HVAC opisują wytyczne ASHRAE.
Krok 6: protokół i przegląd rooftopa przed zimą
Wyniki zbieramy w protokole. Zawiera on wartości zmierzone i nominalne, różnice oraz listę działań uszeregowaną według wpływu na sprawność. Protokół jest punktem odniesienia na kolejne sezony, więc warto robić pomiar w podobnych warunkach i tymi samymi metodami. Kolejny pomiar sprawności rooftopa za rok pokaże, czy działania przyniosły efekt.
Na tej podstawie planujemy przegląd rooftopa przed zimą. Obejmuje on wymianę filtrów, regulację pasów i przepustnic oraz czyszczenie wymiennika i palników. Kontrolujemy też układ chłodniczy, który w trybie pompy ciepła odpowiada za grzanie. Dodatkowo sprawdzamy szczelność obudowy i uszczelki drzwi, bo nieszczelna sekcja zasysa zimne powietrze z dachu. Szerzej o tym zakresie piszemy na stronie serwis rooftopów, a pomiary całej instalacji opisuje audyt energetyczny instalacji HVAC. Przykład urządzenia, które mierzyliśmy w ten sposób, znajdziesz w tekście o serwisie rooftopa CLIMA ROCA YORK.
Ustal termin pomiaru przed sezonem. Zadzwoń pod numer +48 536 577 385 i podaj liczbę oraz modele rooftopów. Pomiar wykonujemy w ramach umowy przeglądowej albo jako pojedyncze zlecenie. Ekipy wyjeżdżają z naszej bazy w Wałsnowie do obiektów w całej Polsce.
Pytania przed pomiarem
Ile trwa pomiar sprawności rooftopa?
Dla jednego urządzenia zwykle od 2 do 4 godzin, łącznie z analizą spalin i bilansem mocy. Przy kilku rooftopach na jednym dachu czas na urządzenie się skraca.
Jak często powtarzać pomiar sprawności rooftopa?
Raz w roku przed sezonem grzewczym. Dodatkowo po większej naprawie sekcji grzewczej lub wentylatora, żeby potwierdzić efekt prac.
Czy rooftop musi być wyłączony na czas pomiaru?
Nie przez cały czas. Część pomiarów wykonujemy w pracy, a do oględzin wnętrza, filtrów i wymiennika potrzebne jest krótkie wyłączenie.
Jaka sprawność rooftopa jest prawidłowa?
Dla nagrzewnicy gazowej niekondensacyjnej sprawność spalania wynosi zwykle 88 do 92%. Bilans cieplny wychodzi kilka punktów niżej, a wynik poniżej 85% wymaga szukania przyczyny.
Co daje pomiar, jeżeli rooftop grzeje?
Pokazuje, ile ciepła rzeczywiście trafia do hali i czy urządzenie ma zapas na mrozy. Dodatkowo daje punkt odniesienia do porównań w kolejnych latach. Wiele rooftopów grzeje jesienią poprawnie, a nie wyrabia dopiero przy minus 15°C.
Zimą równie ważny jest pomiar przepływu powietrza w centrali, który pokazuje faktyczną wydajność wentylacji.
