Luftbalancierung von HLK-Systemen | Industrieartikel | Dwyer Instruments

Luftbalancierung von HLK-Systemen

Methoden der Luftbalancierung

Die Luftbalancierung eines Verteilungssystems ist erforderlich, um den Luftstrom richtig zu lenken und so die Auslegung des Systems zu optimieren. Die Durchflussmengen werden als Kubikfuß pro Minute (CFM) oder Kubikmeter pro Stunde (m3/h) geprüft, eingestellt und ausgeglichen. Es gibt zwei traditionelle Methoden für den Abgleich des Luftstroms an den Terminals. Die erste ist der sequenzielle Abgleich, bei dem die Zonen- und Abzweigklappen nacheinander eingestellt werden. Die gebräuchlichste Methode des Luftabgleichs ist jedoch der proportionale Abgleich.

Für den traditionellen proportionalen Abgleich ist eine Luftstromhaube oder Capture Hood das am häufigsten verwendete Prüfgerät zur Messung des Luftstroms. Eine weitere anerkannte Methode zur Erfassung des tatsächlichen Luftstroms ist die Messung mit einem Pitot-Rohr oder einem Hitzdraht-Thermoanemometer im Kanal.

Dwyer hat eine Variante des Proportionalabgleichs entwickelt, die als Predictive Balancing bezeichnet wird und im Dwyer-Auswuchtgerät der Serie SAH SMART Air Hood® verwendet wird. Predictive Balancing ist ein schnellerer Prozess und liefert genauere Ergebnisse als der traditionelle proportionale Abgleich.
Predictive vs. Proportionaler Abgleich

Beim traditionellen proportionalen Abgleich misst die Strömungshaube direkt den volumetrischen Luftstrom an den Auslässen oder Anschlüssen eines Systems: den Registern, Gittern und Diffusoren. Die meisten Luftstromhauben sind kegelförmig und auf die Deckenregister ausgerichtet, wie in Abbildung 1 im linken Bild dargestellt. Wenn eine Strömungshaube über einem Endgerät angebracht wird, erzeugt sie Druck im Kanalsystem, wodurch der Luftstrom zum Endgerät verringert wird. Dieser Zustand wird als Gegendruck bezeichnet. Die Wirkung des Gegendrucks kann zu Fehlern bei der Messung führen. Viele Techniker empfehlen, vor dem Einsatz einer Strömungshaube eine Kanalbefahrung durchzuführen, um den K-Faktor zu überprüfen. Einige digitale Durchflusshauben sind mit einer Gegendruckkompensation ausgestattet, die versucht, die Auswirkungen des Gegendrucks für den Techniker zu berechnen.

Dwyer’s Predictive Balancing Technik basiert auf Massenbilanz- und Energieerhaltungsmethoden. Predictive Balancing ist ein Prozess, bei dem die idealen Durchfluss-Sollwerte für jedes TUA (Terminal Under Adjustment) vorhergesagt werden, so dass jedes Terminal den Solldurchfluss hat, bis der Prozess abgeschlossen ist. Das Auswuchtgerät der Serie SAH SMART Air Hood® von Dwyer wurde im Hinblick auf das Predictive Balancing entwickelt. Die Dwyer-Lufthaube wird in Abbildung 1 (rechts) verwendet.

Das prädiktive Einregulieren ist deterministisch und minimiert die Anzahl der Prozessschritte, die mit dem Prüfen, Einstellen und Einregulieren von HLK-Systemen verbunden sind. Abbildung 2 veranschaulicht einen Vergleich zwischen Predictive Balancing und herkömmlichen proportionalen Abgleichverfahren und zeigt, wie viel schneller Predictive Balancing ist.

Proportionaler Abgleich

Beim proportionalen Abgleich (siehe Abbildung 3) gleicht der Techniker eine Klemme proportional zur Hauptklemme ab. Eine Voraussetzung für den Proportionalabgleich eines Systems ist, dass das System einen Anteil von 80 % bis 120 % am gesamten Auslegungsdurchfluss hat. Systeme, die diesen Bereich über- oder unterschreiten, werden nicht korrekt abgeglichen. Liegt das System außerhalb dieses Bereichs, sollte die Gebläsedrehzahl so eingestellt werden, dass sie innerhalb dieses Bereichs liegt. Einmal eingestellt, bleibt der Luftstrom von jedem Anschluss im gleichen Verhältnis zu den anderen Anschlüssen.

Wenn der Hauptanschluss 1 einen prozentualen Auslegungsdurchfluss von 60 % hat, dann ist Anschluss 2 57 %, Anschluss 3 65 %, und das Verhältnis zum Hauptanschluss 1 ist 57 % / 60 % = 0,95. Das bedeutet, dass Klemme 2 95% des Luftvolumens von Klemme 1 liefern wird. Wenn Klemme 1 der Schlüssel ist und 100 % des Auslegungsdurchflusses liefert, dann liefert Klemme 2 95 % des Auslegungsdurchflusses. Damit werden die Auslegungsanforderungen erfüllt. Wird beispielsweise die Klappe für Terminal 3 auf 525 CFM heruntergeregelt, kann der Volumenstrom von Terminal 1 auf 550 CFM ansteigen. In diesem Fall liegt Klemme 2 innerhalb des Auslegungsbereichs; 550 * 0,95 = 523 CFM.

Sobald die Klemmen im Gleichgewicht sind, mit dem richtigen Toleranzverhältnis zueinander, bleiben sie im Gleichgewicht zueinander, auch wenn sich die Luftmenge ändern kann. Alle Klemmen im System sind dann proportional ausgeglichen. Die Gebläsedrehzahl kann so eingestellt werden, dass sie die vorgesehene Gesamtluftmenge liefert, und alle Geräte liefern den vorgesehenen Volumenstrom innerhalb der festgelegten Toleranzen.

Dieses Verfahren erfordert, dass der Auswuchttechniker den Volumenstrom von der Unterdrosselung (TUA) des Geräts auf die Taste einstellt, um das korrekte Volumenstromverhältnis zu erreichen. Der Durchfluss des Tastenanschlusses ändert sich, wenn die TUA-Klappe verändert wird. Es kann mehrere Iterationen erfordern, um das richtige Durchflussverhältnis zu erreichen.

Da der Techniker abschätzen muss, wo er den Durchfluss der TUA im Verhältnis zur Taste einstellen muss, kann die Toleranz erheblich variieren, was die Genauigkeit des Abgleichs einschränkt. Die Illustration in Abbildung 3 zeigt die potenzielle Anzahl langwieriger Schritte, die mit dem proportionalen Abgleich verbunden sind.

Prädiktiver Abgleich

Der Prozess des prädiktiven Abgleichs (siehe Abbildung 4) beginnt mit dem Öffnen der Klappen, um den Gesamtdurchfluss zu erfassen. Der Gesamtdurchfluss wird auf die vier Klemmenströme aufgeteilt. Die Klemmenströme werden durch die Klemmen- und Klappenlasten und den Druckabfall im System bestimmt.

Klemme 2 ist die erste im System eingestellte Klappe, und Klemme 1 ist der Schlüssel. Predictive Balancing berechnet den idealen Vorlaufsollwert für Klemme 2 für TUA und prognostiziert die Durchflüsse für die Klemmen 1, 3 und 4.

Nach der Anpassung des Durchflusses von Klemme 2 an den idealen Vorlaufsollwert berechnet Predictive Balancing den idealen Sollwert für Klemme 3 und prognostiziert die neuen Durchflüsse für die Klemmen 1, 2 und 4.

Zum Schluss berechnet Predictive Balancing den idealen Sollwert für die letzte Klemme, Nummer 4, und die Durchflüsse für die Klemmen 1, 2 und 3 sind korrekt auf das Ziel abgestimmt.

Abschließend berechnet das Predictive Balancing den idealen Durchfluss für die Klemme 4, so dass der Gebläsedurchfluss angepasst werden kann, um alle Klemmenflüsse auf die Zielflüsse zu bringen.

Das Predictive Balancing überwacht und kompensiert auch die Belastung des Gebläses/Lüfters durch das Schließen der Klappen während des Ausgleichsprozesses. Die Darstellung in Abbildung 4 im Vergleich zu Abbildung 3 zeigt, wie viel einfacher und schneller Predictive Balancing im Vergleich zu Proportional Balancing ist, was die Anzahl der am Prozess beteiligten Schritte angeht.