ANALIZA METOD POMIAROWYCH PRZEPŁYWU POWIETRZA W INSTALACJACH WENTYLAYJNYCH ANALYSIS OF AIR FLOW MEASUREMENT METHODS USED IN VENTIALTION SYSTEMS



Podobne dokumenty
BADANIA W INSTALACJACH WENTYLACYJNYCH

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO

BADANIA W INSTALACJACH WENTYLACYJNYCH

WZÓR. Raport z Badań. ALNOR systemy wentylacji Sp. z o.o. Ul. Aleja Krakowska Wola Mrokowska

Podstawowe narzędzia do pomiaru prędkości przepływu metodami ciśnieniowymi

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

Sonda pomiarowa Model A2G-FM

ANALIZA ROZKŁADU CIŚNIEŃ I PRĘDKOŚCI W PRZEWODZIE O ZMIENNYM PRZEKROJU

Badania efektywności pracy wywietrzników systemowych Zefir w układach na pustaku wentylacyjnym w czterorzędowym wariancie montażowym

Projekt. Mechaniczna instalacja wentylacyjna nawiewno wywiewna domku jednorodzinnego Polikarp. Wykonał: Marek Kępa gr /2008 r.

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

FUNKCJE VAV INSTRUKCJA MONTAŻU

POMIARY PARAMETRÓW PRZEPŁYWU POWIETRZA

Pomiar prędkości i natęŝenia przepływu za pomocą rurek spiętrzających

Laboratorium InŜynierii i Aparatury Przemysłu SpoŜywczego

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Opory przepływu powietrza w instalacji wentylacyjnej

PROJEKT WYKONAWCZY ETAP I, II

Rozprowadzenie i dobór kanałów wentylacyjnych (schemat instalacji)

Laboratorium: Ogrzewnictwa i wentylacji

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

WYZNACZENIE ŚREDNIEJ PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU GAZU ORAZ BADANIE JEJ ROZKŁADU W PRZEKROJU RUROCIĄGU.

ROZDZIAŁ III INSTALACJE OGRZEWCZE I WENTYLACYJNE

POMIARY PARAMETRÓW ŚRODOWISKA W POMIESZCZENIACH CZYSTYCH

FMDRU. Przepustnica z miernikiem przepływu. Wymiary. Opis. Przykładowe zamówienie. Ød i. Ød 1

Pomiar pompy wirowej

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

PROJEKT BUDOWLANY WYKONAWCZY

OPIS: 1. PODSTAWA OPRACOWANIA PRZEDMIOT I ZAKRES OPRACOWANIA ZAŁOśENIA WYJŚCIOWE TECHNICZNE ROZWIĄZANIE ZAGADNIENIA...

Wyznaczanie charakterystyki regulatora zmiennego przepływu

Rys. 1. Stanowisko pomiarowe do pomiaru parametrów mikroklimatu w pomieszczeniu

RAPORT BADANIA SZCZELNOŚCI POWIETRZNEJ OBUDOWY BUDYNKU

Regulator przepływu RAVAV

Wojskowa Akademia Techniczna Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu

SPRAWDZENIE PRAWA OHMA POMIAR REZYSTANCJI METODĄ TECHNICZNĄ

Politechnika Gdańska

OKW1 OKW. Seria. Seria CHŁODNICE WODNE

Zalecane do stosowania w pomieszczeniach o wysokości do 4,0m. The art of handling air

1. Szczelność powietrzna budynku

4. UWAGI KOŃCO0WE 5. ZASADY MONTAŻU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH 6. OTWORY REWIZYJNE I MOŻLIWOŚĆ CZYSZCZENIA INSTALACJI

LABORATORIUM Z PROEKOLOGICZNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ

Supply air nozzle. Wymiary

Wywietrzniki grawitacyjne i ich właściwy dobór dla poprawnej wentylacji naturalnej w budynkach

AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH: TECHNIKA PROCESÓW SPALANIA

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 4-EW ELEKTROWNIA WIATROWA

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Badanie wentylatora - 1 -

Badania wentylatora. Politechnika Lubelska. Katedra Termodynamiki, Mechaniki Płynów. i Napędów Lotniczych. Instrukcja laboratoryjna

ĆWICZENIE I WYZNACZENIE ROZKŁADU PRĘDKOŚCI STRUGI W KANALE

prędkości przy przepływie przez kanał

NKV. Seria NAGRZEWNICE WODNE

Ćw. 4. BADANIE I OCENA WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA ROZKŁAD CIŚNIEŃ W ŁOśYSKU HYDRODYNAMICZNYMM

SmartSondy profesjonalne przyrządy pomiarowe zoptymalizowane dla smartfonów

Siatka spiętrzająca opis czujnika do pomiaru natężenia przepływu gazów. 1. Zasada działania. 2. Budowa siatki spiętrzającej.

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

PUBLICZNE NR 3 W BRZEGU PRZY UL. ZIELONEJ 23 WENTYLACJA POMIESZCZEŃ KUCHNI 1

Kanałowa chłodnica wodna CPW

Wentylacja i klimatyzacja. Inżynieria Środowiska I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Dr inż. Zenon Spik POLITECHNIKA WARSZAWSKA KS-INSTAL sp. z o.o.

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

Anemostat nawiewny prostokątny ANP

POMIAR STRUMIENIA PRZEPŁYWU PŁYNÓW I OPORÓW PRZEPŁYWU

Nawiewnik podłogowy wirowy PWAA

Kanałowa nagrzewnica wodna NOW

Pomiar natęŝeń przepływu gazów metodą zwęŝkową

Okrągły anemostat nawiewny

ciąg podciśnienie wywołane róŝnicą ciśnień hydrostatycznych zamkniętego słupa gazu oraz otaczającego powietrza atmosferycznego

ĆWICZENIE NR 4 WYMIENNIK CIEPŁA

Doświadczenia w eksploatacji gazomierzy ultradźwiękowych

PROBLEMY AKUSTYCZNE ZWIĄZANE Z INSTALACJAMI WENTYLACJI MECHANICZNEJ

PRZEPŁYW CIECZY W KORYCIE VENTURIEGO

Straty energii podczas przepływu wody przez rurociąg

Politechnika Poznańska. Zakład Mechaniki Technicznej

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

17/ OZNACZENIA INSTALACJI WEW WENTYLACJI MECHANICZNEJ

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

Wojskowa Akademia Techniczna Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu

FDS 6 - Nowe funkcje i możliwości: Modelowanie instalacji HVAC część 2 zagadnienia hydrauliczne

Rys.1. Zwężki znormalizowane: a) kryza, b) dysza, c) dysza Venturiego [2].

Wentylacja i klimatyzacja Ventilation and air conditioning

Kanałowe chłodnice freonowe CPF CPF 1

Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej dla różnych kątów nachylenia łopat turbiny wiatrowej

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

Zawartość opracowania

Wentylacja i klimatyzacja. Inżynieria Środowiska I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

OCENA SKUTKÓW ZMIAN ZASILANIA W OPTOELEKTRONICZNYM SYSTEMIE POMIARU WILGOTNOŚCI GLEBY

PRACE INSTYTUTU TECHNIKI BUDOWLANEJ - KWARTALNIK BUILDING RESEARCH INSTITUTE - QUARTERLY 2 (162)2012

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

POMIAR STRUMIENIA PŁYNU ZA POMOCĄ ZWĘŻEK.

Inżynieria Środowiska II stopień (I stopień / II stopień) ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

HFD KARTA INFORMACYJNA KARTA INFORMACYJNA. KARTA INFORMACYJNA v WERSJA POLSKA

LABORATORIUM Z FIZYKI

POMIARY REZYSTANCJI. Cel ćwiczenia. Program ćwiczenia

2. Kryteria doboru instalacji klimatyzacyjnej pomieszczenia basenu.

Regulatory przepływu VAV Typ TA-Silenzio

Badanie klasy wymaganej odporności ogniowej wentylatora przy wykorzystaniu programu FDS

Do: Niniejszym mam przyjemność przedstawić nowe produkty w ofercie przyrządów pomiarowych firmy TESTO:

SPECYFIKACJE TECHNICZNE WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH 02 INSTALACJA WENTYLACJI

Ćwiczenie nr 25: Interferencja fal akustycznych

Transkrypt:

ANALIZA METOD POMIAROWYCH PRZEPŁYWU POWIETRZA W INSTALACJACH WENTYLAYJNYCH ANALYSIS OF AIR FLOW MEASUREMENT METHODS USED IN VENTIALTION SYSTEMS Mariusz A. Skwarczyński 1, Andrzej Raczkowski 1, Piotr Skarba 1 Politechnika Lubelska, Wydział InŜynierii Środowiska, Zakład InŜynierii Środowiska Wewnętrznego ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, e-mail: a.skwarczynski@wis.pol.lublin.pl ABSTRACT This paper investigates differences between widely used measuring airflow methods in ventilation system to balance air distribution system. Traditional instrumentations such as, thermo-anemometers, pitot-tubes were compare with Debimo blades, IRIS damper, Lindab Measuring Unit FMI and FMU. The results of the measuring procedure show that the pitot tubes and Debimo blades are the most precision methods. Key words: air flow measurements, Pitot tube, thermoanemometer, measuring blades, measuring dampers, VAV. Wprowadzenie W obecnych czasach budowane obiekty, z uwagi na obniŝenie kosztów ogrzewania cechują się wysoką izolacyjnością przegród budowlanych, a stolarka okienna i drzwiowa jest wysokiej jakości i szczelności. W wyniku czego w istotny sposób zostaje ograniczona wymiana bazująca na naturalnej wentylacji grawitacyjnej co przekłada się na dyskomfort uŝytkowników, złe samopoczucie, bóle głowy, problemy z koncentracją etc. Zastosowanie instalacji wentylacyjnej mechanicznej nawiewno-wywiewnej pozwala na doprowadzenie odpowiedniej ilości świeŝego do pomieszczenia. Ilość nawiewanego do pomieszczenia zaleŝy od jego obciąŝenia termicznego, ilości osób w nim przebywających, ilości zanieczyszczeń się uwalniających etc. JednakŜe, bez odpowiedniej regulacji na etapie wykonawstwa, poprawnie zaprojektowana wentylacja nie gwarantuje de facto, iŝ przewidziany przez projektanta strumień zostanie dostarczony do pomieszczenia. Dlatego teŝ instalacje wentylacyjne przed przekazaniem do eksploatacji wymagają przeprowadzenia pomiarów aerodynamicznych Pomiary takie mogą być równieŝ wymagane po zmianie załoŝeń projektowych, modernizacji instalacji czy na bezpośredni wniosek jej uŝytkowników. Istotnymi parametrami podlegającymi ocenie są: prędkość i strumień przepływającego. Są one najczęściej mierzone bezpośrednio w przewodach lub w okolicach elementów nawiewnych bądź wywiewnych (Kołodziejczyk, 2007; Makowiecki i Rosiński, 2002). MoŜna wyróŝnić dwie zasadnicze metody pomiarowe przepływu. Pierwsza bazuje na pomiarze z wykorzystaniem elementu cieplno-oporowego (anemometr kanałowy). Wynikiem pomiaru jest prędkość w kanale wentylacyjnym, po wskazaniu do miernika dodatkowej informacji w postaci pola przekroju kanału, następuje konwersja odczytu na przepływ. W drugiej metodzie wykorzystywana jest róŝnica pomiędzy ciśnieniem całkowitym a statycznym. W wyniku kalibracji elementów pomiarowych istnieje moŝliwość przeliczenia odczytu zarówno na prędkość jak i na przepływ w kanale. PoniŜej przedstawiono metody pomiaru wydajności i prędkości przepływającego w przewodach, przy uŝyciu najczęściej obecnie stosowanych metod pomiarowych Metodyka Badania parametrów pracy instalacji przeprowadzono na zaprojektowanym stanowisku laboratoryjnym zgodnie z rysnkiem 1a i b. Instalacja zasysa powietrze przez wentylator (N 1.5), odcinkami prostych przewodów (N 1.2, N 1.4, N 1.6 oraz N 1.8), między którymi wbudowano elementy pomiarowe Debimo firmy KIMO (N 1.3 oraz N 1.7).

224 a) Rys. 1a Schemat stanowiska badawczego (oznaczenia w tekście) b) Rys.1b Widok stanowiska badawczego Elementy te stanowiły urządzenie wymienne i dla celów badawczych pracy zastępowano je kolejno: termoanemometrem, rurką Pitota, przepustnicą IRIS firmy Systemair, elementem pomiarowym FMU firmy Lindab, kanałowym elementem pomiarowym FMI firmy Lindab. Konstrukcja uŝytego do doświadczeń wentylatora K200L, firmy Systemair ma znaczący wpływ na kształtowanie się wartości prędkości lokalnych w przewodzie. Przy uŝyciu rurki Pitota wykonano pomiary zgodnie z wytycznymi normy PN-EN 12599. Przy obliczaniu strumienia w przewodzie wentylacyjnym, określono średnią prędkość w przekroju pomiarowym. Badanie polega na wyznaczeniu prędkości w odpowiednich punktach pomiarowych przekroju, a następnie obliczeniu średniej arytmetycznej. Wartość przepływu wyraŝona w m 3 /s obliczono jako iloczyn średniej prędkości i pola przekroju poprzecznego. Wartość prędkości dla temperatury +20 C obliczono na podstawie wzoru: V = 1, 291 [m/s], p d gdzie: p d wartość ciśnienia dynamicznego [Pa]. W przypadku przewodów prostokątnych, przekrój pomiarowy dzieli się na pola o równej powierzchni (ilość pól od 16 do 64). Poprzez otwory znajdujące się w ściance przewodu wprowadza się sondę pomiarową i mierzy prędkości w środkach wyznaczonych pól. Otrzymane wyniki są następnie uśredniane. (Rys. 2) W przewodach okrągłych pomiar jest bardziej skomplikowany. RozłoŜenie punktów pomiarowych wzdłuŝ średnicy jest nierównomierne i trzeba je kaŝdorazowo wyliczać. Ostateczny wynik jest średnią arytmetyczną, podobnie jak w przekroju prostokątnym (Hendiger, 2001; Makowiecki i Rosiński, 2002). Liczba pierścieni na które dzieli się przekrój przewodu kołowego zaleŝy od średnicy przepływu. Generalnie zaleca się, aby liczba pierścienie dla średnicy 200 mm wynosiła co najmniej 3, dla średnicy od 200 do 400 co najmniej 4, a od 400 do 700 co najmniej 5. MoŜna zatem stwierdzić, Ŝe powiększanie liczby pól prowadzi do wzrostu dokładności pomiaru prędkości średniej, ale równocześnie do pracochłonności badań (Bonetyński, 1987) (Tab. 1).

225 a) b) Rys. 2. Rozmieszczenie punktów pomiarowych : a) w przewodach okrągłych, b) w przewodach prostokątnych Tabela.1. Odległości punktów pomiarowy dla przewodów okrągłych od ścianki w funkcji ich średnicy (PN-EN 125999) Punkt Odległość punktu pomiarowego od ścianki D<300 mm 1 0,044 D 2 0,146 D 3 0,296 D 4 0,704 D 5 0,854 D 6 0,956 D Punkt Odległość punktu pomiarowego od ścianki D>300 mm 1 0,026 D 2 0,082 D 3 0,146 D 4 0,226 D 5 0,342 D 6 0,658 D 7 0,774 D 8 0,854 D 9 0,918 D 10 0,974 D Za pomocą termoanemometru określa się prędkość. Sensorem jest ogrzewany elektrycznie termorezystor lub termistor. JednakŜe sygnał pomiarowy zaleŝy w duŝej mierze od ustawienia względem kierunku przepływu Sposób rozmieszczania punktów pomiarowych dla sondy cieplno-oporowej jest identyczny jak w przypadku rurki Pitota. Po wyznaczeniu prędkości w odpowiednich punktach przekroju oblicza się średnią arytmetyczną, której wartości posłuŝyć moŝe do obliczenia wydajności przepływającego przez przewód wentylacyjny (Makowiecki i Rosiński, 2002). W celu wyznaczenia wartości przepływu dla elementów pomiarowych Debimo firmy Kimo (rys. 2) oraz przepustnicy typu IRIS firmy Systemair stosuje się następującą zaleŝność: q = k [m 3 /h], gdzie: p i k współczynnik korekcyjny, podany przez producenta elementu pomiarowego. p wartość ciśnienia wskazanego przez i element pomiarowy [Pa] Rys. 2 Elementy pomiarowe Debimo firmy Kimo (www.kimo.pl)

226 Ciśnienie dynamiczne pd [Pa] W przypadku przepustnicy IRIS pomiary były prowadzone dla K=31,7. FMU jest przyrządem pomiarowym przystosowanym do zamontowania w instalacji na stałe. Przepływ objętościowy określany jest przez pomiar róŝnicy ciśnienia między punktami pomiarowymi i przez odczyt z wykresu. Dodatkowe wyposaŝenie miernika w przepustnicę regulacyjną umoŝliwiają uŝytkownikowi regulację przepływu objętościowego. Przepływ dla miernika FMU określa się ze wzoru: q = 29, 4 p [m 3 /h], gdzie: p róŝnica ciśnienia mierzona między punktami pomiarowymi [Pa]. Kanałowy miernik przepływu FMI firmy Lindab przystosowany jest do instalacji w przewodach wentylacyjnych okrągłych. Dla kaŝdego z wyŝej wymienionych urządzeń, zmierzono wartości wydajności, prędkości oraz ciśnienia, zgodnie z wytycznymi normy PN-EN 12599 oraz dokumentacji technicznej urządzenia. Pomiary zostały przeprowadzone dla wartości napięcia zasilającego wentylator, w zakresie 40-220 V. Dla potrzeb badań, czerpnia (N 1.1) oraz skrzynka rozpręŝna (N 1.9) zostały zdemontowane, tak aby nie powodować dodatkowych strat ciśnienia w instalacji. średnica przewodu wentylacyjnego przepływ V W analizie wyników badań oraz porównania parametrów pracy instalacji, wykorzystano parametry techniczne uŝytych do pomiaru urządzeń, udostępnione przez ich producentów w katalogach produktów oraz na stornach internetowych. Wyniki Wartości prędkości lokalnych, dla poszczególnych punktów pomiarowych w danych przekrojach przewodu wyznaczono za pomocą termoanemometr oraz rurki Pitota. Wyniki dla sondy cieplno-oporowej przedstawiono w tabelach 2 i 3 Zgodnie z załoŝeniami normy PN-EN 125999 przy wyliczaniu prędkości średniej nie brano pod uwagę prędkości w osi przewodu wentylacyjnego (10 cm). Przy rozpatrywaniu strony ssawnej zaprojektowanej instalacji, najwyŝsze prędkości lokalne wystąpiły w osi przewodu wentylacyjnego (tab. 2). Osiągały one wartości z zakresu od 1,9 do 9,37 (m/s). Analizując lokalne prędkości dla odpowiednich napięć, moŝna wyraźnie dostrzec wzrost ich wartości wraz ze zmniejszaniem się odległości punktu pomiarowego od środka przewodu. NajniŜsze prędkości lokalne dla danego przekroju zaobserwowano w sąsiedztwie ścianek przewodu. Ich wartości minimalne i maksymalne wynosiły odpowiednio 1,90 (m/s) dla napięcia U=40 (V) oraz 9,37 (m/s) dla napięcia U=220 (V). RozbieŜność pomiędzy wartością maksymalną a minimalną obliczonej prędkości średniej była znaczna, sięgająca 7,47 (m/s). Na podstawie przeprowadzonych badań moŝna zauwaŝyć równomierność pomiarów w tej samej odległości od ścianek kanału wentylacyjnego. PowyŜej wartości napięcia 140 (V) róŝnice w wartościach mierzonych są bardzo małe, 1-2 m/s. Rys. 2. Zmiana ciśnienia dynamicznego w funkcji przepływu i poziomu moc akustycznej w przewodzie wentylacyjnym (www.lindab.pl)

227 a) b) c) d) e) f) Rys. 2. Urządzenia zastosowane do pomiaru natęŝenia strumienia w przewodach wentylacyjnych a) rurka Pitota typu L, b) sonda cieplno-oporowa (termoanemometr), c) przepustnica pomiarowa typu IRIS, d) element pomiarowy FMI firmy Lindab, e) miernik przepływu FMU firmy Lindab f) elementy pomiarowe Debimo firmy Kimo.

228 Tabela. 2. Obliczenia średniego natęŝenia przepływu przy uŝyciu termoanemometru na podstawie wartości prędkości [m/s] w miejscach lokalizacji punktów pomiarowych dla strony ssawnej instalacji Napięcie U Lokalizacja punktu pomiarowego w osi przekroju przewodu wentylacyjnego Średnia prędkość w kanale Średnie natęŝenie przepływu strumienia [cm] 0,88 2,92 5,92 14,08 17,08 19,12 Prędkość [m/s] w miejscu pomiarowym [V] [m/s] [m/s] [m 3 /h] 40 1,76 1,94 2,00 2,00 1,90 1,80 1,90 215 60 2,84 3,00 3,10 3,10 2,95 2,85 2,97 336 80 4,30 4,60 4,70 4,70 4,70 4,50 4,58 518 100 5,40 6,10 6,20 6,30 6,10 5,50 5,93 671 120 6,90 7,50 7,80 7,70 7,60 7,10 7,43 840 140 7,60 8,30 8,50 8,50 8,40 7,80 8,18 925 160 8,10 8,70 9,10 9,10 8,80 8,30 8,68 982 180 8,40 8,70 9,40 9,40 8,90 8,60 8,90 1006 200 8,70 9,50 9,70 9,80 9,50 8,80 9,35 1057 220 8,70 9,50 9,70 9,80 9,70 8,80 9,37 1059 Tabela. 3. Obliczenia średniego natęŝenia przepływu przy uŝyciu termoanemometru na podstawie wartości prędkości [m/s] w miejscach lokalizacji punktów pomiarowych dla strony tłocznej instalacji Napięcie U Lokalizacja punktu pomiarowego w osi przekroju przewodu wentylacyjnego Średnia prędkość w kanale Średnie natęŝenie przepływu strumienia [cm] 0,88 2,92 5,92 14,08* 17,08 19,12 Prędkość [m/s] w miejscu pomiarowym [V] [m/s] [m/s] [m 3 /h] 40 2,08 1,87 1,76 1,76 1,92 2,18 1,93 218 60 3,7 3,5 3,2 3,2 3,5 3,8 3,48 394 80 5,1 5 4,6 4,7 5,1 5,1 4,93 558 100 7,5 7,8 5,8 6 8 7,6 7,12 805 120 9,3 9,1 7,9 7,7 9,3 9,3 8,77 991 140 10,6 11,1 8,2 8,3 11,2 10,6 10 1131 160 11,3 11,9 9 9,1 12,3 11,3 10,82 1223 180 11,5 12,7 9,1 9,1 12,9 11,55 11,14 1260 200 11,9 12,9 9,2 9,3 13 11,9 11,37 1286 220 12,3 13,1 9,3 9,4 13,2 12,3 11,6 1312 Przy przepływie po stronie tłocznej wentylatora, najwyŝsze prędkości lokalne zanotowano w sąsiedztwie ścianek przewodu (dla napięć 40-80 V). Przy wzroście napięcia powyŝej 100 (V) ich maksymalne wartości zmierzono w punkcie pomiarowym oddalonym o 17,08 (cm) od ścianki przewodu. Zgodnie z wynikami zamieszczonymi w tabeli nr 3 maksymalne i minimalne prędkości lokalne wynosiły odpowiednio: 11,6 (m/s) dla

229 U= 220 (V), 1,93 (m/s) dla U=40 (V). Analizując prędkości lokalne wyraźnie dostrzec moŝna obniŝanie się ich wartości wraz ze zmniejszaniem się odległości punktu pomiarowego od osi przewodu. RozbieŜności w wartościach prędkości zmierzonych w osi przewodu wentylacyjnego, pomiędzy zasilaniem 40 (V) i 220 (V) wynoszą 9,67 (m/s). Analizując wartości prędkości średniej stwierdzono, Ŝe maksymalna jej wartość przy zasileniu 220 (V) jest wyŝsza o 2,23 (m/s) w stosunku do maksymalnej prędkości średniej, wyznaczonej dla strony ssawnej instalacji (tab 2.). DostrzeŜono wyraźne róŝnice w profilach prędkości pomiędzy stroną ssawną i tłoczną wentylatora. Dla strony ssawnej krzywe mają charakter równomierny. Ich wartości maksymalne występują w osi przewodu, najniŝsze natomiast w sąsiedztwie jego ścianek. Dla strony tłocznej sytuacja jest odwrotna. NajwyŜsze prędkości zmierzono w sąsiedztwie ścianek przewodu (dla wartości napięć 40-80 V) oraz w punkcie pomiarowym nr 5(dla napięć 100-220V). NajniŜsze prędkości zanotowano dla wszystkich rozpatrywanych zasileń wentylatora w osi kanału wentylacyjnego. W celu uzyskania doświadczalnego wytłumaczenia rozbieŝności pomiędzy profilami prędkości dla strony tłocznej instalacji dokonano pomiarów prędkości lokalnych za pomocą rurki Pitota. Wyniki zaprezentowano w tabelach 4 i 5. Wyraźnie moŝna dostrzec, Ŝe podobnie jak przy pomiarze termoanemometrem najwyŝsze prędkości lokalne wystąpiły w sąsiedztwie ścianek przewodu. Ich wartości minimalne i maksymalne dla strony ssawnej wyniosły odpowiednio: 5,0 (Pa) dla napięcia 80 (V), 35,4 (Pa) dla napięcia 220 (V). Istotną zmianą przy pomiarze rurką Pitota jest fakt, Ŝe róŝnice pomiędzy przepływami lokalnymi są duŝo mniejsze niŝ w przypadku termoanemometru. Dla napięcia 220 (V) róŝnica między lokalnym maksymalnym a minimalnym przepływem wynosi zaledwie 5 (m 3 /h), natomiast dla termoanemometru wyniosła 255 (m 3 /h). Pomimo, Ŝe minimalna prędkość lokalna w przekroju przewodu występuje w jego osi, rozkład prędkości dla pomiaru rurką Pitota ma bardziej równomierny charakter, przyjmując nawet kształt linii prostej dla napięcia 80 (V). Tabela. 4. Obliczenia średniego natęŝenia przepływu przy uŝyciu rurki Pitota na podstawie róŝnicy między ciśnieniem całkowitym a statycznym [Pa] w miejscach lokalizacji punktów pomiarowych dla strony tłocznej instalacji Napięcie U Lokalizacja punktu pomiarowego w osi przekroju przewodu wentylacyjnego Średnia róŝnica ciśnienia w kanale Średnie natęŝenie przepływu strumienia [cm] 0,88 2,92 5,92 14,08 17,08 19,12 RóŜnica ciśnienia całkowitego a statycznego w miejscu pomiarowym [V] [Pa] [Pa] [m 3 /h] 80 4,5 5,1 5,5 5,5 4,9 4,6 5,0 327 100 8,9 10,5 11,1 11,1 11,1 9,9 10,4 471 120 13,5 18,3 19,1 19,8 18,3 14,1 17,2 605 140 18,6 23,7 26,5 25,6 24,7 20,2 23,2 704 160 21,7 28,3 30,3 30,3 29,3 23,5 27,3 762 180 23,4 29,4 33,7 33,7 30,5 25,3 29,3 791 200 27,3 30,4 38,0 38,0 32,5 29,4 32,6 834 220 28,4 37,1 39,5 40,6 37,1 29,5 35,4 868

230 Tab. 5. Obliczenia średniego natęŝenia przepływu przy uŝyciu rurki Pitota na podstawie róŝnicy między ciśnieniem całkowitym a statycznym [Pa] w miejscach lokalizacji punktów pomiarowych dla strony tłocznej instalacji Napięcie U Lokalizacja punktu pomiarowego w osi przekroju przewodu wentylacyjnego Średnia prędkość w kanale Średnie natęŝenie przepływu strumienia [cm] 0,88 2,92 5,92 14,08 17,08 19,12 RóŜnica ciśnienia całkowitego a statycznego w miejscu pomiarowym [V] [Pa] [Pa] [m 3 /h] 80 6,7 5,8 4,6 4,6 5,8 7,2 5,8 352 100 13,6 13,0 10,7 11,3 13,6 13,6 12,6 519 120 20,7 23,5 7,2 8,6 25,4 21,7 17,8 617 140 28,9 26,7 14,4 12,6 28,9 28,9 23,4 706 160 34,4 40,9 7,3 8,3 42,3 34,4 27,9 772 180 37,6 46,0 9,6 10,7 51,8 37,6 32,2 829 200 36,3 53,8 6,7 6,7 56,8 37,0 32,9 837 220 41,0 55,8 6,8 7,9 57,4 41,0 35,0 863 Zestawienie dla wszystkich elementów pomiarowych przedstawiono na rysunkach 6 i 7. Analizując wyniki uzyskane dla strony ssawnej instalacji, moŝna dostrzec duŝą rozbieŝność pomiędzy wartościami wydajności dla poszczególnych napięć. Dla przykładu, przy napięciu 220 (V) róŝnica pomiędzy maksymalnym a minimalnym przepływem wyniosła około 270 [m 3 /h]. Porównując dane techniczne wentylatora wykorzystanego do badań, najbardziej zbliŝoną charakterystykę 1200 Elementy pomiarowe Debimo Rurka Pitota Element pomiarowy FMU Przepustnica IRIS K=31,7 jego pracy uzyskujemy przy uŝyciu rurki Pitota (rys.6). Porównując dane Systemair i wyniki pomiaru rurką Pitota rozbieŝność pomiędzy wartościami: średnią i minimalną wyniosły odpowiednio około 65 (m 3 /h) oraz 40 (m 3 /h). Maksymalna wartość przepływu zmierzona przy pomocą termoanemometru wyniosła 1059 (m 3 /h), przy napięciu 220 (V). NajniŜszą wartość wskazał element pomiarowy FMU przy napięciu 40 (V) równą 105 (m 3 /h) Sonda cieplno-oporowa Element pomiarowy FMI Teoretyczny NatęŜenie przpływu V [m 3 /h] 1000 800 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Napięcie zasilające wentylator U [V] Rys. 6. ZaleŜność pomiędzy napięciem zasilającym wentylator a pomiarem natęŝenia przepływu za pomocą dostępnych mierników po stronie ssawnej instalacji.

231 1400 Elementy pomiarowe Debimo Rurka Pitota Element pomiarowy FMU Przepustnica IRIS K=31,7 Sonda cieplno-oporowa Element pomiarowy FMI Teoretyczny NatęŜenie przpływu V [m 3 /h] 1200 1000 800 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Napięcie zasilające wentylator U [V] Rys.7. ZaleŜność pomiędzy napięciem zasilającym wentylator a pomiarem natęŝenia przepływu za pomocą dostępnych mierników po stronie tłocznej instalacji. RozbieŜności pomiędzy wartościami uzyskiwanymi przy pomiarach były znaczące, maksymalna rzędu 560 (m 3 /h), czyli dwukrotnie większa niŝ w przypadku rozpatrywania strony ssawnej instalacji. Jak widać z rys.7, decydujący wpływ na taką rozbieŝność miały wskazania odczytane za pomocą termoanemometru. Porównując otrzymane wyniki z danymi zamieszczonymi w karcie katalogowej wentylatora K200L, jego najbardziej zbliŝoną charakterystykę uzyskano przy uŝyciu rurki Pitota i elementów pomiarowych Debimo. Porównując dane Systemair i wyniki pomiaru rurką Pitota rozbieŝność pomiędzy wartościami: średnią i minimalną wyniosły odpowiednio 15 (m 3 /h) oraz 60 (m 3 /h). Przy rozpatrywaniu wartości maksymalnej, wartość najbliŝszą katalogowej uzyskano przy pomiarze elementami Debimo (rys.7). Analizując stronę ssawną i tłoczną instalacji, najwyŝszą wydajność maksymalną zmierzono za pomocą termoanemometru, najniŝszą natomiast przy uŝyciu elementu pomiarowego FMU firmy Lindab. Wnioski 1. Uzyskane wyniki świadczą o tym, Ŝe najbardziej wiarygodne pomiary natęŝenia i prędkości przepływającego uzyskujemy przy zastosowaniu: rurki Pitota oraz elementów uśredniających Debimo. 2. Przeprowadzone badania wykazały, Ŝe duŝy wpływ na odczyt pomiaru ma dokładność wykonywania pomiarów z zastosowaniem termoanemometru minimalne odchylenie od osi pomiarowej będzie skutkować odczytem obarczonym błędem. 3. Rozkład prędkości w kanale wentylacyjnym uzaleŝniony jest od oddziaływania sił stycznych między ściankami kanału a przetłaczanym powietrzem. Przebieg formowania rozkładu prędkości zaleŝy od rodzaju ruchu oraz lokalizacji elementu pomiarowego w przewodzie. 4. Przy znajomości rozkładu prędkości lokalnych w przewodzie moŝna wyznaczyć prędkość średnią w kanale poprzez uśrednienie rozkładu prędkości oraz obliczyć natęŝenie przepływu na danym odcinku przewodu. LITERATURA BONETYŃSKI K., Laboratorium z mechaniki cieczy i gazów, Wyd. Uczelniane Politechniki Lubelskiej, Lublin 1987. HENDIGER J., 2001, Pomiary wydajności w instalacjach wentylacyjnych, Polski Instalator, No.12, 61-64.

232 KOŁODZIEJCZYK Ł., 2007, Pomiary kontrolne prędkości i natęŝenia przepływu, Chłodnictwo, No.5, 46-48. MAKOWIECKI J., Rosiński M., 2002, Procedura badawcza instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych z uŝyciem elektronicznego mikromanometru MRK z sondą Prandtla, Ciepłownictwo, ogrzewnictwo, wentylacja, No.9, 25-28. PN-EN 12599 Wentylacja budynków. Procedury badań i metody pomiarowe dotyczące odbioru wykonanych instalacji wentylacji i klimatyzacji Strony internetowe: 1. www.kimo.pl 2. www.lindab.pl 3. www.systemair.pl