Žrout energií VZT systém

testo-440-Vane-probe-16-mm-fixed-cable_2000x750px.jpg

VZT systémy zajišťují správné vnitřní klima

Optimální klima v místnosti znamená, že vzduch má správnou teplotu s optimálním obsahem vlhkosti. Použitý vzduch je odváděn pryč a čerstvý vzduch je přiváděn, aniž by to zaměstnanec vnímal nekomfortně, například v důsledku průvanu. Vzduchotechnický systém funguje tak, že nasává venkovní vzduch, čistí jej a ohřívá nebo ochlazuje, zvlhčuje nebo odvlhčuje a distribuuje vzduchotechnickým systémem. Pomocí systému vzduchových kanálů lze všechny místnosti individuálně zásobovat upraveným čerstvým vzduchem. Odpadní vzduch je ideálně veden zpět do VZT systému přes druhý potrubní systém, který rekuperuje energii z použitého vzduchu přes tepelný výměník a přivádí ji zpět do upraveného čerstvého vzduchu.

VZT systémy jsou velkými spotřebiteli

Ale v čem je háček? VZT systémy vyžadují velmi mnoho energie k provádění popsaných úkolů. Především zastaralé VZT systémy (>10–15 let) jsou často skutečnými žrouty energie. Zde by mělo dojít k přesnému posouzení, zda by nemělo dojít k výměně. 

Regulace pomáhá snižovat náklady

Ale i novější stávající systémy nabízejí v různých oblastech až 25% potenciál optimalizace, například pomocí lepší regulace zařízení, optimalizace přepravy vzduchu, výměny nekvalitní technologie, rekuperace tepla atd. Tento článek se nezabývá jednotlivými možnostmi pro zvýšení účinnosti, ale začíná o krok dříve. Základ pro hodnocení stávajícího systému je mimo jiné tvořen spolehlivým a reprodukovatelným měřením objemového průtoku vzduchu. Jak, kde a jakou měřicí technikou se to provádí, je vysvětleno níže…

Měření ve vzduchotechnické kanálu

Objemový průtok vzduchu je součin rychlosti proudění krát plocha vzduchotechnického kanálu. Protože v praxi není rychlost proudění v průřezu kanálu stejná, tak bodové měření ke stanovení průměrné rychlosti vzduchu nestačí. Zdroje rušení jako clony, kolena atd. mají vliv na rychlostní profil v kanálu, proto je nutné provést tzv. síťové měření na několika místech v kanálu. Aby byly splněny kvalitativní požadavky na stanovení objemového průtoku, existují po celém světě různé normy, které se zabývají správným měřením rychlostí proudění. V Německu a ve většině států Evropy je vedoucí normou EN 12599. Zde je mimo jiné stanoven postup, že měřicí body jsou rozmístěny po průřezu kanálu podle konkrétních specifikací v závislosti na velikosti kanálu, rozlišuje se mezi obdélníkovými a kruhové kanály a naměřené hodnoty se zprůměrují. Správné měření objemového průtoku podle EN 12599 je vysvětleno níže.

Postup měření

Pro stanovení objemového průtoku vzduchu je třeba určit reprezentativní průměrnou hodnotu průtoku v průřezu kanálu. Za tímto účelem je měřená plocha rozdělena na dílčí oblasti a rychlost je stanovena v ohnisku dílčích oblastí. Tento postup se nazývá síťové měření. Postup rozdělení průřezu kanálu na dílčí oblasti je odlišný pro obdélníkové a kruhové kanály. DIN EN 12599 stanovuje následující dvě metody měření:

  • 'triviální metoda pro měření ve vzduchotechnickém kanálu s obdélníkovým nebo čtvercovým průřezem
  • mediánová metoda pro měření v kanálech s kruhovým průřezem 
 
Energie-tipy-1.png
Energie-tipy-2.jpg

Triviální metoda

Triviální metoda nevychází z žádného konkrétního rozložení rychlosti v kanálu. Průřez kanálu se jednoduše rozdělí na několik měřících oblastí o stejné velikosti. Bod měření je uprostřed dílčí oblasti.  

Tímto způsobem lze při rovnoměrném rychlostním profilu získat smysluplný výsledek měření pouze s několika měřicími body. V případě větších rozdílů v rychlostech proudění je třeba počet měřicích bodů odpovídajícím způsobem zvýšit. Je dostatečně vysoký, když jsou výkyvy naměřených hodnot v rámci dílčí oblasti tak malé, že hodnoty naměřené ve středních bodech lze považovat za střední hodnoty v rámci stanovené přesnosti měření.

Naměřená hodnota pro objemový průtok vzduchu celého kanálu je pak aritmetickým průměrem naměřených hodnot dílčích ploch.

Mediánová metoda

Podobný je postup u mediánové metody, která se používá v kruhových kanálech. Zde je kruhový průřez kanálu rozdělen na kruhové prstence o stejné ploše a na jeden kruh uprostřed. Měřicí místo v kruhové ploše a ve vnitřní kružnici leží na těžnici příslušné dílčí oblasti. Těžnice je přitom poloměr (y), který půlí dílčí plochu. Protože nelze vždy předpokládat, že se proudění v kanálu pohybuje dopředu rotačně symetricky, měly by být pro kruhové kanály zvoleny dvě měřicí roviny, které jsou vůči sobě v úhlu 90°. 

 

Výpočet objemového průtoku

Průměrná rychlost proudění a objemový průtok vzduchu se vypočítá z naměřených hodnot rychlosti zjištěných triviálním metodou nebo mediánovou metodou.

Výpočet se provede podle následujícího vzorce:

 
Energie-tipy-3.png

Krok 1: Stanovení nepravidelnosti profilu proudění

Potřebný počet měřicích bodů v daném průřezu kanálu závisí na nepravidelnosti (zkreslení) profilu proudění. Následující diagram stanoví empirický vztah mezi relativní vzdáleností a/Dh (vzdálenost od místa rušení vyjádřená v počtu hydraulických průměrů) a nepravidelností U profilu proudění (v procentech). Je vidět, že s rostoucí vzdáleností se nepravidelnost profilu zmenšuje.

Energie-tipy-4.png

Krok 2: Stanovení počtu potřebných měřicích bodů

Pomocí hodnotou pro U určenou z diagramu nyní můžete z následující tabulky odečíst počet měřicích bodů potřebných k dodržení určité specifikované přesnosti měření.

Tip:

Zvětšením měřicí vzdálenosti k místu rušení můžete výrazně snížit počet potřebných měřicích bodů a tím i náročnost měření, aniž by se zhoršila přesnost měření. 

Jak je vidět na příkladu vpravo: Při U = 40 % a specifikované nejistotě měření τU = ±15 % je zapotřebí 20 měřicích bodů (žluté značky, směr čtení shora dolů a poté doleva). Při U = 20 % stačí 8 měřicích bodů (zelené značení).

 
Energie-tipy-5.png

Krok 3: Výpočet nepravidelností profilu proudění

Na základě Vašich naměřených hodnot můžete nyní matematicky zkontrolovat nepravidelnost profilu proudění. Chcete-li to provést, rozdělte průřez kanálu na čtyři kvadranty o stejné ploše a určete aritmetický průměr naměřených hodnot pro každý z kvadrantů.

Energie-tipy-6.png

Nepravidelnosti v profilu proudění vyplývají z nejvyšší a nejnižší střední hodnoty podle následujícího vzorce:

  • U (*100) = nepravidelnost profilu proudění v %
  • Vmax (m/s) = maximum aritmetických průměrů všech čtyř kvadrantů
  • Vmin (m/s) = minimum aritmetických průměrů všech čtyř kvadrantů
  • V (m/s) = aritmetický průměr rychlosti v celkovém průřezu
unregelmaessigkeit-stroemungsprofil-formel-short.png

Krok 3: Výpočet celkové chyby podle DIN EN 12599

  • Kromě nejistoty měření způsobené vlivy (průtoku) v místě měření existují další možné zdroje chyb, které je třeba popř. vzít v úvahu: • Nejistota měření při odečítání
  • Nejistota měření střední hodnoty (při kolísající měřené veličině)
  • Chyba při indikaci měřicího přístroje (chyba měřicího přístroje)
  • Nejistota měření materiálových hodnot, např. hustota vzduchu
  • Nejistoty při převodu

Největší vliv má přitom nejistota způsobená vlivy v místě měření a chyby měřícího zařízení (přesnost měřícího zařízení a/nebo čidel). U moderních měřicích přístrojů, jako je testo 400, je toto automaticky zohledněno při výpočtu celkové nejistoty, čímž je podporována normovaná realizace měření a dokumentace výsledků.

Měření na velkých výstupech vzduchu

Měření na výstupech z kanálů obsahuje vysoký faktor nepřesnosti a je často vhodné jen v omezené míře. Měla by být spíše použita pro odhadovaná měření. U velmi velkých výstupů z kanálů se nejlepších výsledků měření dosahuje se 100mm oběžným kolem. Jsou dvě možnosti:

 

Smyčková metoda

Energie-tipy-8.png

Bodové měření

Energie-tipy-9.png

Dbejte na vzdálenost od výstupu (3-5 cm):

  • Při měření dodržujte vzdálenost 3 až 5 cm od otvoru.
  • Vyvarujte se nerovnoměrné rychlosti vedení vrtulky: v ideálním případě by mělo být provedeno několik měření.
  • Zohledněte vliv vrtulky a měřící osoby na průtok vzduchu: odpory proudění ovlivňují výsledek měření. Proto by měl být použit velký průměr vrtulky s teleskopem.

Další možnost u velkých výstupů nabízí měření objemového průtoku.  

Měření objemového průtoku s testo 420

  • Princip měření je založen na metodě dynamického tlaku
  • Průtok vzduchu je zaznamenáván v 16 měřicích bodech pomocí křížení diferenčního tlaku 
  • Objemový průtok se určí pomocí: diferenčního tlaku, teploty, vlhkosti a absolutního tlaku
 
testo-420-hood-61x61-perspective.jpg

Měření na malých výústkách

Na malých výústkách (např. talířové ventily) lze měření provádět pomocí nasazených trychtýřů na 100mm vrtulku.

 
testo-417-0563-4172-application-velocity-004656.jpg

Ještě jednu velmi dobrou možnost nabízí měření pomocí k-faktoru:

U této metody se objemový průtok vypočítává přímo z diferenčního tlaku. Plochu není třeba zadávat, místo toho je nutné zadat k-faktor. K-faktor normálně nabývá hodnot mezi 0 a 200.
Obvykle je specifikován výrobcem výstupu nebo regulátoru objemového průtoku. K tomu se diferenční tlak měří přímo na přípojce a vynásobí se k-faktorem závislým na výrobci.

location-multifunction-005742.jpg

Na stopě příjemného klimatu

V dnešní době jsou klimatizační systémy nepostradatelné zejména v oblastech, kde mnoho lidí pracuje ve vnitřních prostorách. V ideálním případě zajišťují optimální klima v místnosti, ve kterém se zaměstnanci cítí pohodlně a ve kterém jsou dány nejlepší podmínky pro efektivní práci.
blog-heizkosten-buero-senken-2000x1500px.jpg
Optimální klima v místnosti, ve kterém se zaměstnanci cítí dobře, je předpokladem pro efektivní práci a využití potenciálu zaměstnanců. Dále zamezuje dobré tepelné klima na pracovišti riziku absence z důvodu nemoci.