Bilanciamento dell’aria dei sistemi HVAC | Articoli di settore | Dwyer Instruments

Bilanciamento dell’aria dei sistemi HVAC

Metodi di bilanciamento dell’aria

Il bilanciamento dell’aria di un sistema di distribuzione è necessario per dirigere correttamente il flusso d’aria al fine di ottimizzare il design del sistema. Le portate sono testate, regolate e bilanciate come piedi cubi al minuto (CFM) o metri cubi all’ora (m3/h). Ci sono due metodi tradizionali per il bilanciamento del flusso d’aria ai terminali. Il primo è il bilanciamento sequenziale, che comporta l’impostazione delle serrande di zona e di derivazione in sequenza. Tuttavia, il metodo più comune di bilanciamento dell’aria è chiamato bilanciamento proporzionale.

Per il bilanciamento proporzionale tradizionale, una cappa di flusso d’aria, o cappa di cattura, è lo strumento di prova più usato per prendere le letture del flusso d’aria. Le letture trasversali nel condotto con un tubo di Pitot o un termo-anemometro a filo caldo è un altro metodo accettato per catturare il flusso d’aria reale.

Dwyer ha progettato una variazione del bilanciamento proporzionale, che è chiamato bilanciamento predittivo utilizzato nello strumento di bilanciamento Dwyer Serie SAH SMART Air Hood®. Il bilanciamento predittivo è stato progettato per essere un processo più veloce e dare risultati più accurati rispetto al bilanciamento proporzionale tradizionale.
Bilanciamento Predittivo vs. Proporzionale

Nel bilanciamento proporzionale tradizionale, la cappa misurerà direttamente il flusso d’aria volumetrico alle uscite o terminali di un sistema: i registri, le griglie e i diffusori. La maggior parte delle cappe a flusso d’aria sono a forma di cono e allineate ai registri del soffitto, come mostrato nella figura 1 a sinistra. Quando una cappa di flusso è posizionata sopra un terminale, genererà una pressione all’interno del sistema di condotti, che riduce il flusso d’aria al terminale. Questa condizione è chiamata contropressione. L’effetto della contropressione può provocare errori quando si fanno le letture. Prima di usare una cappa a flusso, molti tecnici raccomandano di eseguire una traversata del condotto per verificare il fattore K. Alcune cappe a flusso digitale includono la compensazione della contropressione che tenta di calcolare l’effetto della contropressione per il tecnico.

La tecnica di bilanciamento predittivo di Dwyer è basata sull’equilibrio di massa e sui metodi di conservazione dell’energia. Il bilanciamento predittivo è un processo che prevede la previsione dei set point di flusso ideali per ogni TUA (Terminal Under Adjustment) in modo che ogni terminale sia al flusso target fino al completamento del processo. Lo strumento di bilanciamento Dwyer Serie SAH SMART Air Hood® è stato progettato con il bilanciamento predittivo in mente. La cappa d’aria Dwyer viene utilizzata nella figura 1 a destra.

Il bilanciamento predittivo è deterministico e riduce al minimo il numero o le fasi del processo coinvolte nella verifica, regolazione e bilanciamento dei sistemi HVAC. La Figura 2 illustra un confronto tra il bilanciamento predittivo e i tradizionali processi di bilanciamento proporzionale, mostrando quanto sia più veloce il bilanciamento predittivo.

Bilanciamento proporzionale

Con il bilanciamento proporzionale (figura 3), il tecnico bilancia un terminale proporzionale al terminale chiave. Per iniziare un bilanciamento proporzionale di un sistema, un requisito è che il sistema abbia un tasso dall’80% al 120% al flusso totale di progetto. I sistemi che sono più alti o più bassi di questo intervallo non saranno bilanciati correttamente. Se il sistema è fuori da questo intervallo, la velocità del ventilatore deve essere regolata per rientrare nell’intervallo. Una volta impostato, il flusso d’aria da ogni terminale rimarrà lo stesso rapporto agli altri terminali.

Se il terminale chiave 1 ha una percentuale di flusso di progetto del 60%, allora il terminale 2 è 57%, il terminale 3 è 65%, e il rapporto al terminale chiave 1 è 57% / 60% = 0,95. Ciò significa che il Terminale 2 fornirà il 95% del volume d’aria del Terminale 1. Con il Terminale 1 come chiave, che fornisce il 100% del flusso di progetto, allora il Terminale 2 fornirà il 95% del flusso di progetto. Questo soddisferà i requisiti di progetto. Per esempio, se la serranda del Terminale 3 è regolata a 525 CFM, il flusso dal Terminale 1 può aumentare a 550 CFM. In questo caso, il terminale 2 è all’interno della gamma di progetto; 550 * 0,95 = 523 CFM.

Una volta che i terminali sono in equilibrio, con il giusto rapporto di tolleranza tra loro, rimangono in equilibrio tra loro anche se il volume d’aria può cambiare. Tutti i terminali del sistema sono quindi proporzionalmente bilanciati. Il numero di giri del ventilatore può essere impostato per fornire il volume d’aria totale previsto e tutti i terminali forniranno il flusso di progetto entro le tolleranze stabilite.

Questo processo richiede che il tecnico di bilanciamento regoli il flusso dal terminale di sottoregolazione (TUA) alla chiave per ottenere la corretta proporzione del flusso. Il flusso del terminale della chiave cambia quando la serranda TUA viene modificata. Possono essere necessarie diverse iterazioni per ottenere la corretta proporzione di flusso.

Poiché il tecnico sta stimando dove impostare la portata del TUA rispetto alla chiave, la tolleranza può variare considerevolmente, il che limita la precisione del bilanciamento. L’illustrazione in Figura 3 mostra il potenziale numero di lunghe fasi coinvolte nel bilanciamento proporzionale.

Bilanciamento Predittivo

Il processo di bilanciamento predittivo (riferimento Figura 4) inizia aprendo le serrande per catturare il flusso totale. Il flusso totale viene distribuito nei quattro flussi terminali. I flussi terminali sono determinati dai carichi dei terminali e delle serrande e dalla caduta di pressione nel sistema.

Il terminale 2 è la prima serranda regolata nel sistema, e il terminale 1 è la chiave. Predictive Balancing calcola il set point di flusso ideale per il terminale 2 per TUA e predice i flussi per i terminali 1, 3 e 4.

Dopo aver regolato il flusso del terminale 2 al set point di flusso ideale, Predictive Balancing calcola il set point ideale per il terminale 3 e predice i nuovi flussi per i terminali 1, 2 e 4.

Per finire, Predictive Balancing calcola il set point ideale per l’ultimo terminale, il numero 4, e i flussi per i terminali 1, 2 e 3 sono correttamente proporzionati al target.

Infine, Predictive Balancing calcola il flusso ideale per il terminale 4 in modo che il flusso del ventilatore possa essere regolato per portare tutti i flussi dei terminali ai flussi di destinazione.

Predictive Balancing controlla e compensa anche il carico sul ventilatore/soffiatore dalle chiusure delle serrande durante il processo di bilanciamento. L’illustrazione della figura 4 rispetto alla figura 3 mostra quanto sia più facile e veloce il bilanciamento predittivo rispetto al bilanciamento proporzionale nella quantità di passi coinvolti nel processo.