HVAC-järjestelmien ilmatasapainotus | Alan artikkelit | Dwyer Instruments

LVAC-järjestelmien ilmatasapainotus

ilmatasapainotuksen menetelmät

Jakelujärjestelmän ilmatasapainotusta tarvitaan, jotta ilmavirta voidaan ohjata oikein järjestelmän suunnittelun optimoimiseksi. Virtausmäärät testataan, säädetään ja tasapainotetaan kuutiojaloina minuutissa (CFM) tai kuutiometreinä tunnissa (m3/h). Ilmavirran tasapainottamiseen päätelaitteissa on kaksi perinteistä menetelmää. Ensimmäinen on peräkkäinen tasapainotus, jossa vyöhyke- ja haarapellit asetetaan peräkkäin. Yleisintä ilmatasapainotusmenetelmää kutsutaan kuitenkin suhteelliseksi tasapainotukseksi.

Perinteisessä suhteellisessa tasapainotuksessa ilmavirran lukemien ottamiseen käytetään yleisimmin ilmavirtakupua eli sieppauskupua. Kanavan poikittaislukemat Pitot-putkella tai kuumalanka-anturimittarilla ovat toinen hyväksytty menetelmä todellisen ilmavirran taltioimiseksi.

Dwyer on suunnitellut suhteellisesta tasapainotuksesta muunnelman, jota kutsutaan ennakoivaksi tasapainotukseksi ja jota käytetään Dwyerin sarjan SAH SMART Air Hood® -ilmahuppu® -tasapainotuslaitteessa. Predictive Balancing on suunniteltu nopeammaksi prosessiksi ja tarkempien tulosten saamiseksi kuin perinteinen suhteellinen tasapainotus.
Predictive vs. Proportional Balancing

Perinteisessä suhteellisessa tasapainotuksessa virtaushuppu mittaa suoraan tilavuusvirran järjestelmän ulostuloaukoista tai päätepisteistä: rekistereistä, säleiköistä ja diffuusoreista. Useimmat ilmavirtaushuput ovat kartiomaisia ja kohdistetaan kattorekistereihin, kuten kuvassa 1 vasemmassa kuvassa on esitetty. Kun virtaushuppu asetetaan päätelaitteen päälle, se luo kanavajärjestelmään painetta, joka vähentää päätelaitteeseen tulevaa ilmavirtaa. Tätä tilaa kutsutaan vastapaineeksi. Vastapaineen vaikutus voi aiheuttaa virheitä lukemia otettaessa. Ennen virtaushupun käyttöä monet teknikot suosittelevat kanavan läpikäyntiä K-kertoimen tarkistamiseksi. Joissakin digitaalisissa virtaushuuvissa on vastapaineen kompensointi, joka yrittää laskea vastapaineen vaikutuksen teknikon puolesta.

Dwyerin Predictive Balancing -tekniikka perustuu massatasapaino- ja energiansäästömenetelmiin. Ennakoiva tasapainotus on prosessi, jossa ennustetaan ihanteelliset virtauksen asetusarvot jokaiselle TUA:lle (Terminal Under Adjustment) siten, että jokainen pääte on tavoitevirtauksessa, kunnes prosessi on valmis. Dwyerin sarjan SAH SMART Air Hood® -tasapainotuslaite on suunniteltu ennakoivaa tasapainotusta silmällä pitäen. Dwyerin ilmahuppua käytetään kuvassa 1 oikealla olevassa kuvassa.

Predictive Balancing on deterministinen ja minimoi HVAC-järjestelmien testaukseen, säätöön ja tasapainottamiseen liittyvien prosessivaiheiden määrän. Kuvassa 2 on vertailu Predictive Balancingin ja perinteisten suhteellisten tasapainotusprosessien välillä, mikä osoittaa, kuinka paljon nopeampi Predictive Balancing on.

Suhteellinen tasapainotus

Suhteellisessa tasapainotuksessa (viittaus kuvaan 3) teknikko tasapainottaa päätelaitteen suhteutettuna päätelaitteeseen. Jotta järjestelmän suhteellinen tasapainotus voidaan aloittaa, yksi vaatimus on, että järjestelmän nopeus on 80-120 % suunnittelun kokonaisvirtauksesta. Järjestelmät, jotka ovat tätä aluetta suurempia tai pienempiä, eivät tasapainotu kunnolla. Jos järjestelmä on tämän alueen ulkopuolella, puhaltimen nopeutta on säädettävä, jotta se saadaan alueelle. Kun se on asetettu, kunkin päätelaitteen ilmavirta pysyy samassa suhteessa muihin päätelaitteisiin nähden.

Jos päätelaitteen 1 suunnitteluvirtausprosentti on 60 %, päätelaite 2 on 57 %, päätelaite 3 on 65 %, ja suhde päätelaitteeseen 1 on 57 % / 60 % = 0,95. Tämä tarkoittaa, että päätelaite 2 tuottaa 95 % päätelaitteen 1 ilmamäärästä. Kun päätelaite 1 on avain, joka tuottaa 100 % suunnitteluvirrasta, päätelaite 2 tuottaa 95 % suunnitteluvirrasta. Tämä täyttää suunnitteluvaatimukset. Jos esimerkiksi päätelaitteen 3 vaimennin säädetään alaspäin 525 CFM:ään, päätelaitteen 1 virtaus voi kasvaa 550 CFM:ään. Tässä tapauksessa päätelaite 2 on suunnittelualueella; 550 * 0,95 = 523 CFM.

Kun päätelaitteet ovat tasapainossa, oikeassa toleranssisuhteessa toisiinsa nähden, ne pysyvät tasapainossa keskenään, vaikka ilmamäärä voi muuttua. Kaikki järjestelmän päätelaitteet ovat tällöin suhteellisesti tasapainossa. Puhaltimen kierrosluku voidaan asettaa siten, että se tuottaa aiotun kokonaisilmamäärän, ja kaikki päätelaitteet tuottavat suunnitellun virtauksen vahvistettujen toleranssien puitteissa.

Tämä prosessi edellyttää, että tasapainotusteknikko säätää virtausta päätelaitteen alisäädöstä (TUA) avaimeen oikean virtaussuhteen saamiseksi. Avaimen päätelaitteen virtaus muuttuu, kun TUA-peltiä muutetaan. Oikean virtaussuhteen saavuttaminen voi vaatia useita toistoja.

Sen vuoksi, että teknikko arvioi, mihin kohtaan TUA:n virtaus suhteessa avaimeen asetetaan, toleranssi voi vaihdella huomattavasti, mikä rajoittaa tasapainotuksen tarkkuutta. Kuvan 3 kuva osoittaa suhteelliseen tasapainotukseen mahdollisesti liittyvien pitkien vaiheiden määrän.

Prediktiivinen tasapainotus

Prediktiivinen tasapainotus (viite kuva 4) alkaa avaamalla läpät kokonaisvirtauksen talteenottamiseksi. Kokonaisvirtaus jaetaan neljään päätevirtaan. Päätevirrat määräytyvät pääte- ja vaimentimien kuormitusten sekä järjestelmän painehäviön perusteella.

Pääte 2 on järjestelmän ensimmäinen säädetty vaimentin, ja pääte 1 on avain. Predictive Balancing laskee terminaalin 2 ideaalisen virtauksen asetusarvon TUA:lle ja ennustaa virtaukset terminaaleille 1, 3 ja 4.

Kun terminaalin 2 virtaus on säädetty ideaalisen virtauksen asetusarvoon, Predictive Balancing laskee terminaalin 3 ideaalisen asetusarvon ja ennustaa uudet virtaukset terminaaleille 1, 2 ja 4.

Viimeiseksi Predictive Balancing laskee ihanteellisen asetusarvon viimeiselle terminaalille numero 4, ja terminaalien 1, 2 ja 3 virtaukset suhteutetaan oikein tavoitteeseen.

Viimeiseksi Predictive Balancing laskee ihanteellisen virtauksen päätelaitteelle 4, jotta puhaltimen virtausta voidaan säätää kaikkien päätelaitteiden virtausten saattamiseksi tavoitevirtauksiin.

Predictive Balancing valvoo ja kompensoi myös puhaltimeen/puhaltimeen kohdistuvaa kuormitusta, joka aiheutuu luukkujen sulkeutumisesta tasapainotusprosessin aikana. Kuvassa 4 oleva kuva verrattuna kuvaan 3 osoittaa, kuinka paljon helpompaa ja nopeampaa ennakoiva tasapainotus on suhteelliseen tasapainotukseen verrattuna prosessiin liittyvien vaiheiden määrässä.