Luftbalansering av HVAC-system | Industriartiklar | Dwyer Instruments

Luftbalansering av HVAC-system

Metoder för luftbalansering

Luftbalansering av ett distributionssystem behövs för att styra luftflödet på rätt sätt och optimera systemets utformning. Flödet testas, justeras och balanseras som kubikfot per minut (CFM) eller kubikmeter per timme (m3/h). Det finns två traditionella metoder för att balansera luftflödet vid terminalerna. Den första är sekventiell balansering, vilket innebär att zon- och grenspjäll ställs in i tur och ordning. Den vanligaste metoden för luftbalansering kallas dock proportionell balansering.

För traditionell proportionell balansering är en luftflödeshåla, eller fångsthåla, det vanligaste testinstrumentet som används för att ta avläsningar av luftflödet. Traversavläsningar i kanalen med ett Pitot-rör eller en varmtrådstermoanemometer är en annan accepterad metod för att fånga det faktiska luftflödet.

Dwyer har konstruerat en variant av proportionell balansering, som kallas Predictive Balancing och som används i Dwyers balanseringsinstrument SAH SMART Air Hood® i serien SAH. Prediktiv balansering är utformad för att vara en snabbare process och ge mer exakta resultat än traditionell proportionell balansering.
Prediktiv vs. proportionell balansering

I traditionell proportionell balansering mäter flödeshuven direkt det volymetriska luftflödet vid utloppen eller terminalerna i ett system: register, galler och diffusorer. De flesta luftflödeshuvuden är koniska och anpassas till takregistren enligt figur 1 i den vänstra bilden. När en luftflödeshåpa placeras över en terminal genererar den tryck i kanalsystemet, vilket minskar luftflödet till terminalen. Detta tillstånd kallas mottryck. Effekten av mottrycket kan leda till fel vid avläsningar. Innan en flödeshuva används rekommenderar många tekniker att man utför en kanalgenomgång för att verifiera K-faktorn. Vissa digitala flödeshuvar har en mottryckskompensation som försöker beräkna effekten av mottrycket för teknikern.

Dwyers Predictive Balancing-teknik är baserad på massbalans- och energibesparingsmetoder. Predictive Balancing är en process som innebär att man förutsäger de idealiska flödesinställningspunkterna för varje TUA (Terminal Under Adjustment) så att varje terminal har målflödet tills processen är avslutad. Dwyers serie SAH SMART Air Hood® Balancing Instrument har utformats med Predictive Balancing i åtanke. Dwyers luftkåpa används i figur 1 i den högra bilden.

Prediktiv balansering är deterministisk och minimerar antalet eller de processteg som ingår i testning, justering och balansering av HVAC-system. Figur 2 illustrerar en jämförelse mellan Predictive Balancing och traditionella proportionella balanseringsprocesser och visar hur mycket snabbare Predictive Balancing är.

Proportionell balansering

Med proportionell balansering (se figur 3) balanserar teknikern en terminal i proportion till nyckelterminalen. För att påbörja en proportionell balansering av ett system är ett krav att systemet har en hastighet på 80-120 % av det totala konstruktionsflödet. System som är högre eller lägre än detta intervall kommer inte att balanseras korrekt. Om systemet ligger utanför detta intervall bör fläkthastigheten justeras för att komma inom intervallet. När det väl är inställt kommer luftflödet från varje terminal att förbli samma förhållande till andra terminaler.

Om nyckelterminal 1 har en designflödesprocent på 60 % är terminal 2 57 %, terminal 3 65 % och förhållandet till nyckelterminal 1 är 57 % / 60 % = 0,95. Det betyder att terminal 2 kommer att leverera 95 % av luftvolymen från terminal 1. Med terminal 1 som nyckel, som levererar 100 % av det konstruerade flödet, kommer terminal 2 att leverera 95 % av det konstruerade flödet. Detta kommer att uppfylla konstruktionskraven. Om t.ex. spjället för terminal 3 justeras ned till 525 CFM kan flödet från terminal 1 öka till 550 CFM. I det här fallet ligger terminal 2 inom konstruktionsområdet; 550 * 0,95 = 523 CFM.

När terminalerna är i balans, med rätt toleransförhållande till varandra, förblir de i balans med varandra även om luftvolymen kan förändras. Alla terminaler i systemet är då proportionellt balanserade. Fläktens varvtal kan ställas in för att leverera den avsedda totala luftvolymen och alla terminaler kommer att leverera det designade flödet inom de fastställda toleranserna.

Denna process kräver att balanseringsteknikern justerar flödet från terminalens underjustering (TUA) till nyckeln för att få rätt flödesproportion. Nyckelterminalens flöde ändras när TUA-spjället ändras. Det kan ta flera iterationer för att uppnå rätt flödesproportion.

Då teknikern uppskattar var han ska ställa in flödet från TUA i förhållande till nyckeln, kan toleransen variera avsevärt, vilket begränsar balanseringens noggrannhet. Illustrationen i figur 3 visar det potentiella antalet långdragna steg som ingår i proportionell balansering.

Prediktiv balansering

Processen för prediktiv balansering (hänvisning till figur 4) börjar med att spjäll öppnas för att fånga upp det totala flödet. Det totala flödet fördelas på de fyra terminalflödena. Terminalflödena bestäms av terminal- och spjällbelastningen och tryckfallet i systemet.

Terminal 2 är det första spjället som justeras i systemet, och terminal 1 är nyckeln. Predictive Balancing beräknar den ideala flödesinställningspunkten för terminal 2 för TUA och förutspår flöden för terminalerna 1, 3 och 4.

När terminal 2 flödet har justerats till den ideala flödesinställningspunkten beräknar Predictive Balancing den ideala inställningspunkten för terminal 3 och förutspår de nya flödena för terminalerna 1, 2 och 4.

För att avsluta beräknar Predictive Balancing den ideala börvärdet för den sista terminalen, nummer 4, och flödena för terminalerna 1, 2 och 3 är korrekt proportionerade till målet.

Slutligt beräknar Predictive Balancing det ideala flödet för terminal 4 så att fläktflödet kan justeras för att få alla terminalflöden till målflödena.

Predictive Balancing övervakar och kompenserar också för belastningen på fläkt/fläkt från spjällstängningarna under balanseringsprocessen. Illustrationen i figur 4 jämfört med figur 3 visar hur mycket enklare och snabbare Predictive Balancing är jämfört med Proportional Balancing när det gäller antalet steg i processen.