Luftbalancering af HVAC-systemer | Industriartikler | Dwyer Instruments

Luftbalancering af HVAC-systemer

Metoder til luftbalancering

Luftbalancering af et distributionssystem er nødvendig for at dirigere luftstrømmen korrekt for at optimere systemets design. Flowhastigheder testes, justeres og afbalanceres som kubikfod pr. minut (CFM) eller kubikmeter pr. time (m3/h). Der er to traditionelle metoder til at afbalancere luftstrømmen ved terminalerne. Den første er sekventiel balancering, som indebærer, at zone- og grenspjæld indstilles i rækkefølge. Den mest almindelige metode til luftbalancering kaldes imidlertid proportional balancering.

Til traditionel proportional balancering er en luftstrømshætte eller opfangningshætte det mest populære testinstrument, der anvendes til at tage luftstrømsaflæsninger. Tværgående aflæsninger i kanalen med et Pitot-rør eller et hot-wire termo-anemometer er en anden accepteret metode til at opfange den faktiske luftstrømning.

Dwyer har designet en variation af proportional afbalancering, som kaldes Predictive Balancing, der anvendes i Dwyers serie SAH SMART Air Hood®-afbalanceringsinstrument. Predictive Balancing er designet til at være en hurtigere proces og give mere præcise resultater end traditionel proportional balancering.
Predictive vs. Proportional Balancing

I traditionel proportional balancering vil flowhætten direkte måle den volumetriske luftstrøm ved systemets udgange eller terminaler: registre, gitre og diffusorer. De fleste luftstrømshætter er kegleformede og justeret til loftsregistrene som vist i figur 1 i det venstre billede. Når en luftstrømningshætte er placeret over en terminal, vil den skabe tryk i kanalsystemet, hvilket reducerer luftstrømmen til terminalen. Denne tilstand kaldes modtryk. Effekten af modtryk kan resultere i fejl ved aflæsning. Før der anvendes en strømningshætte, anbefaler mange teknikere, at der udføres en kanalgennemgang for at verificere K-faktoren. Nogle digitale strømningshætter omfatter modtrykskompensation, der forsøger at beregne effekten af modtryk for teknikeren.

Dwyers Predictive Balancing-teknik er baseret på massebalance- og energibesparelsesmetoder. Predictive Balancing, er en proces, der indebærer forudsigelse af de ideelle flow-setpunkter for hver TUA (Terminal Under Adjustment), så hver terminal er på målflowet, indtil processen er afsluttet. Dwyer’s serie SAH SMART Air Hood® Balancing Instrument er designet med Predictive Balancing i tankerne. Dwyers lufthætte anvendes i figur 1 i det højre billede.

Predictive Balancing er deterministisk og minimerer antallet af eller procestrin i forbindelse med test, justering og afbalancering af HVAC-systemer. Figur 2 illustrerer en sammenligning mellem Predictive Balancing og traditionelle proportionale balanceringsprocesser og viser, hvor meget hurtigere Predictive Balancing er.

Proportional Balancing

Med proportional balancering (reference Figur 3) balancerer teknikeren en terminal proportionalt med nøgleterminalen. For at starte en proportional afbalancering af et system er et krav, at systemet har en hastighed på 80 % til 120 % i forhold til det samlede designflow. Systemer, der er højere eller lavere end dette område, vil ikke balancere korrekt. Hvis systemet er uden for dette område, skal ventilatorhastigheden justeres for at komme inden for området. Når den er indstillet, vil luftstrømmen fra hver terminal forblive det samme forhold til andre terminaler.

Hvis nøgle Terminal 1 har en designstrømprocent på 60 %, så er Terminal 2 57 %, Terminal 3 er 65 %, og forholdet til nøgle Terminal 1 er 57 % / 60 % = 0,95. Det betyder, at terminal 2 vil levere 95 % af luftmængden fra terminal 1. Med Terminal 1 som nøgle, der leverer 100 % af designflowet, vil Terminal 2 levere 95 % af designflowet. Dette vil opfylde konstruktionskravene. Hvis spjældet for terminal 3 f.eks. justeres ned til 525 CFM, kan flowet fra terminal 1 stige til 550 CFM. I dette tilfælde er Terminal 2 inden for designområdet; 550 * 0,95 = 523 CFM.

Når terminalerne er i balance, med det rette toleranceforhold med hinanden, forbliver de i balance med hinanden, selv om luftmængden kan ændre sig. Alle terminaler i systemet er så proportionelt afbalanceret. Ventilatorens omdrejningstal kan indstilles til at levere den tilsigtede samlede luftmængde, og alle terminaler vil levere det designede flow inden for de fastsatte tolerancer.

Denne proces kræver, at balanceringsteknikeren justerer flowet fra terminalunderjusteringen (TUA) til nøglen for at opnå den korrekte flowproportion. Nøgleterminalens flow ændres, når TUA-spjældet ændres. Det kan tage flere gentagelser at opnå den korrekte flowproportion.

Da teknikeren vurderer, hvor han skal indstille flowet fra TUA’en i forhold til nøglen, kan tolerancen variere betydeligt, hvilket begrænser balanceringens nøjagtighed. Illustrationen i figur 3 viser det potentielle antal langvarige trin, der er involveret i proportional afbalancering.

Prediktiv afbalancering

Den prædiktive afbalanceringsproces (reference figur 4) begynder med at åbne spjældene for at opfange den samlede strømning. Den samlede strøm fordeles på de fire terminalstrømme. Terminalstrømmene bestemmes af terminal- og spjældbelastningerne og trykfaldet i systemet.

Terminal 2 er det første spjæld, der justeres i systemet, og Terminal 1 er nøglen. Predictive Balancing beregner det ideelle flow-sætpunkt for Terminal 2 for TUA og forudsiger flow for Terminal 1, 3 og 4.

Efter justering af Terminal 2 flowet til det ideelle flow-sætpunkt beregner Predictive Balancing det ideelle setpunkt for Terminal 3 og forudsiger de nye flow for Terminal 1, 2 og 4.

Til sidst beregner Predictive Balancing det ideelle sætpunkt for den sidste Terminal, nummer 4, og strømmene for Terminal 1, 2 og 3 er korrekt proportioneret til målet.

Slutteligt beregner Predictive Balancing det ideelle flow for Terminal 4, så blæserflowet kan justeres for at bringe alle terminalflow til målflowet.

Predictive Balancing overvåger og kompenserer også for belastningen på blæseren/ventilatoren fra spjældlukninger under balanceringsprocessen. Illustrationen i figur 4 sammenlignet med figur 3 viser, hvor meget nemmere og hurtigere Predictive Balancing er i forhold til Proportional Balancing med hensyn til antallet af trin i processen.