エアバランシングHVACシステム｜業界記事｜Dwyer Instruments

エアバランシングHVACシステム

エアバランシングの方法

分配システムのエアバランスは、システム設計を最適化するために空気の流れを適切に方向付けるために必要である。 流量は、立方フィート/分 (CFM) または立方メートル/時 (m3/h) としてテスト、調整、およびバランシングされます。 端末の気流をバランスさせるための伝統的な方法は2つあります。 1つはシーケンシャルバランシングで、ゾーンとブランチダンパーを順番に設定するものです。 しかし、エアバランシングの最も一般的な方法は、比例バランシングと呼ばれています。

従来の比例バランシングでは、エアフローフード、またはキャプチャフードは、空気の流れの読み取りを取るために使用される最も一般的なテスト機器です。 ピトー管または熱線式熱流速計によるダクト内のトラバース測定は、実際の空気流を捕捉するもう一つの認められた方法です。

Dwyer は、Dwyer のシリーズ SAH SMART Air Hood® Balancing Instrument で使用する Predictive Balancing と呼ばれる比例バランス調整のバリエーションを設計しています。
Predictive vs. Proportional Balancing

従来の比例バランシングでは、フローフードは、システムの出口または端末（レジスター、グリル、ディフューザー）で体積空気流を直接測定します。 ほとんどのエアフローフードは円錐形で、左の写真の図1に示すように、天井のレジスターに整列しています。 フローフードがターミナルの上に置かれると、ダクトシステム内に圧力が発生し、ターミナルへの空気流量が減少します。 この状態を背圧と呼びます。 背圧の影響により、測定時に誤差が生じることがあります。 フローフードを使用する前に、多くの技術者はダクトのトラバースを行い、Kファクターを確認することを推奨しています。 一部のデジタルフローフードは、技術者のために背圧の影響を計算しようとする背圧補正機能を備えています。

Dwyer の予測バランシング技術は、質量バランスとエネルギー保存方法に基づいています。 Predictive Balancingは、プロセスが完了するまですべてのターミナルが目標流量になるように、各TUA（調整中のターミナル）の理想的な流量設定点を予測するプロセスです。 DwyerのSeries SAH SMART Air Hood® Balancing Instrumentは、Predictive Balancingを念頭において設計されています。 Dwyerのエアフードは、右の写真の図1で使用されています。

予測バランシングは決定論的で、HVACシステムのテスト、調整、バランシングに関わるプロセスステップ数を最小にします。 図2は、Predictive Balancingと従来の比例バランシングプロセスとの比較を示しており、Predictive Balancingがどれほど速いかを示しています。

比例バランシング

比例バランシング（参照図3）では、技術者はキーターミナルに比例したターミナルのバランスを取ります。 システムの比例バランスを開始するために、1つの要件は、システムが総設計流量に対して80％から120％の割合を持っていることです。 この範囲より高いか低いシステムは、適切にバランスをとることができません。 システムがこの範囲外である場合、範囲内に入るようにファン速度を調整する必要があります。

キーターミナル1の設計流量パーセントが60%の場合、ターミナル2は57%、ターミナル3は65%で、キーターミナル1との比率は57% / 60% = 0.95となります。 つまり、第2ターミナルは第1ターミナルの95%の風量を供給することになります。 ターミナル1が設計流量の100％を供給するキーとなり、ターミナル2は設計流量の95％を供給することになります。 これにより、設計要件を満たすことができます。 たとえば、ターミナル 3 のダンパーが 525 CFM に調整されている場合、ターミナル 1 からの流量は 550 CFM に増加する可能性があります。 この場合、ターミナル 2 は設計範囲内にあります。550 * 0.95 = 523 CFM。

いったんターミナルが互いに適切な許容比率でバランスすると、風量が変化しても互いにバランスした状態を維持します。 そして、システム内のすべての端子が比例的にバランスされます。

このプロセスでは、バランシング技術者が正しい流量比率を得るために、ターミナルのアンダーアジャスト (TUA) からキーまでの流量を調整する必要があります。 TUAダンパーが変更されると、キーターミナルの流量が変化します。

技術者はキーに対してTUAの流量を設定する場所を推定しているので、公差はかなり変化する可能性があり、バランシングの精度が制限されることがあります。 図 3 の図は、比例バランシングに関わる長いステップの潜在的な数を示しています。

予測バランシング

予測バランシング（参照図 4）プロセスは、全フローを捕らえるためにダンパーを開くことによって始まります。 総フローは、4つのターミナルフローに分配される。 ターミナルフローは、ターミナルとダンパーの負荷、およびシステムの圧力損失によって決まります。

ターミナル2は、システムで調整された最初のダンパーで、ターミナル1がキーになります。 Predictive Balancingは、TUAのターミナル2の理想的なフローセットポイントを計算し、ターミナル1、3、および4のフローを予測します。

ターミナル2フローを理想的なフローセットポイントに調整した後、Predictive Balancingはターミナル3の理想的なセットポイントを計算し、ターミナル1、2、および4の新しいフローを予測します。

最後に、Predictive Balancingは最後のターミナルである4番の理想的なセットポイントを計算し、ターミナル1、2、および3のフローはターゲットに正しく比例します。

最後に、予測バランシングは、ターミナル 4 の理想的なフローを計算し、すべてのターミナルフローを目標フローにするためにブロワーフローを調整できるようにします。 図3と比較した図4のイラストは、プロセスに関与するステップの量において、比例バランシングよりも予測バランシングがどれほど簡単で速いかを示しています。