Dlaczego dokładny pomiar przepływu powietrza jest ważny?

Prawidłowo wykonane pomiary w instalacjach wentylacyjnych pozwalają na:

• Weryfikację zgodności wykonanej instalacji z projektem.
• Regulację systemu w celu osiągnięcia wymaganych parametrów (np. bilansu powietrza).
• Diagnostykę ewentualnych problemów i usterek.
• Optymalizację pracy systemu pod kątem zużycia energii.
• Zapewnienie odpowiedniej jakości powietrza wewnętrznego.

Jak zmierzyć wydatek powietrza w kanałach wentylacyjnych? Popularne metody pomiarowe

Kiedy chcemy precyzyjnie zmierzyć prędkość przepływu powietrza lub wydatek powietrza w kanałach wentylacyjnych, mamy do wyboru kilka różnych metod. Do najczęściej stosowanych należą pomiary z wykorzystaniem sondy anemometrycznej cieplno-oporowej (termicznej) oraz rurki Pitota.

Pomiar anemometrem z sondą termiczną (cieplno-oporową)

Anemometr termiczny (inaczej termoanemometr, anemometr cieplno-oporowy, gorący drut) umożliwia bezpośredni pomiar prędkości przepływu powietrza wewnątrz kanału wentylacyjnego. Zasada działania opiera się na chłodzeniu rozgrzanego elementu (drutu lub żarówki) przez przepływające powietrze. Czujnik rejestruje zmiany temperatury lub ilość energii potrzebną do utrzymania stałej temperatury elementu, a na tej podstawie obliczana jest prędkość przepływu. Jest to metoda szczególnie użyteczna do oceny wydajności systemu przy niższych prędkościach przepływu (zazwyczaj 0-20 m/s, choć zależy od modelu) i w czystym powietrzu.

Pomiar przepływu powietrza rurką Pitota

Pomiar wentylacji rurką Pitota to inna popularna metoda, szczególnie przydatna przy wyższych prędkościach przepływu oraz w powietrzu zanieczyszczonym lub o wysokiej temperaturze. Polega ona na wykorzystaniu różnicy ciśnień (ciśnienia dynamicznego) między otworem czołowym rurki (mierzącym ciśnienie całkowite) a otworami bocznymi (mierzącymi ciśnienie statyczne). Różnica ta, mierzona za pomocą precyzyjnego mikromanometru różnicowego, pozwala obliczyć prędkość powietrza w kanałach wentylacyjnych. Rurki Pitota są często stosowane do pomiarów w kanale wentylacyjnym zgodnie z normami.

Inne metody i urządzenia pomiarowe

• Anemometr wiatraczkowy (skrzydełkowy): Ten miernik przepływu powietrza wykorzystuje obracający się wirnik (wiatraczek). Prędkość obrotowa wirnika jest proporcjonalna do prędkości przepływu powietrza. Anemometry wiatraczkowe sprawdzają się dobrze przy średnich i wyższych prędkościach oraz przy pomiarach na kratkach i anemostatach (często z użyciem specjalnych dzwonów pomiarowych).
• Balometr: Urządzenie służące do bezpośredniego pomiaru objętościowego strumienia powietrza (wydatku) na dużych kratkach wentylacyjnych, nawiewnikach i wywiewnikach. Składa się z dużego kołnierza (dzwonu) obejmującego cały element nawiewny/wywiewny oraz zintegrowanego modułu pomiarowego (często opartego na siatce pomiarowej lub czujnikach ciśnienia).

Należy pamiętać, że wybór odpowiedniej metody i anemometru zależy od wielu czynników, takich jak specyfika danej instalacji wentylacyjnej, jaka powinna być prędkość powietrza w kanałach wentylacyjnych zgodnie z projektem, rodzaj mierzonego elementu (kanał, kratka), zakres prędkości, temperatura i poziom zanieczyszczenia powietrza, a także wymagana dokładność pomiaru. Przed przystąpieniem do pomiarów parametrów powietrza w wentylacji mechanicznej kluczowe jest również przeprowadzenie kalibracji przyrządów pomiarowych.

Czynniki wpływające na pomiar przepływu powietrza

Przed rozpoczęciem pomiarów należy wziąć pod uwagę następujące czynniki i warunki otoczenia:

1. Zakres pomiaru przepływu: Określenie oczekiwanego zakresu prędkości lub wydatku powietrza pomoże w wyborze odpowiedniej metody i przyrządu.
2. Temperatura i wilgotność powietrza: Niektóre metody pomiarowe są wrażliwe na zmiany temperatury i wilgotności, co może wpływać na dokładność. Nowoczesne anemometry często oferują również pomiar temperatury powietrza i wilgotności.
3. Poziom zanieczyszczenia: W przypadku powietrza silnie zanieczyszczonego (np. w instalacjach przemysłowych) należy wybrać metody odporne na zabrudzenia, jak np. rurka Pitota. Anemometry termiczne mogą być wrażliwe na osadzanie się pyłu.
4. Miejsce pomiaru: Wybór odpowiedniego miejsca pomiaru (odpowiednia odległość od kolan, zwężeń, kratek) jest kluczowy dla uzyskania reprezentatywnych wyników. Często wymagane jest wykonanie pomiarów w kilku punktach przekroju kanału.
5. Ciśnienie w systemie: Znajomość ciśnienia statycznego i dynamicznego może być potrzebna do pełnej analizy systemu.

Podsumowanie – jak wybrać metodę pomiaru?

Dobór odpowiedniej metody pomiaru przepływu powietrza w wentylacji powinien uwzględniać specyfikę danej instalacji wentylacyjnej, wymagany zakres i dokładność pomiaru, warunki panujące w kanale (temperatura, zanieczyszczenia) oraz rodzaj mierzonego elementu. Poniżej krótkie podsumowanie obszarów zastosowań popularnych metod:

• Anemometry termiczne: Dokładne pomiary niskich prędkości (zwykle 0-20 m/s), czyste powietrze, temperatury do ok. +70°C.
• Anemometry łopatkowe: Pomiary średnich i wysokich prędkości (np. 5-40 m/s), pomiary na kratkach (zwłaszcza z dzwonem), odporne na wyższe temperatury (zależnie od modelu, nawet do +350°C).
• Rurka Pitota z mikromanometrem: Pomiary w szerokim zakresie prędkości (od ok. 1 m/s w zależności od miernika), wysokie temperatury (nawet powyżej +300°C), powietrze zanieczyszczone.
• Balometry: Bezpośredni pomiar wydatku na dużych nawiewnikach i wywiewnikach.

Pamiętajmy, że regularna kalibracja przyrządów pomiarowych jest niezbędna do uzyskania dokładnych i wiarygodnych wyników. Pomiary prędkości i wydatku powietrza w kanałach wentylacyjnych są kluczowe dla zapewnienia prawidłowego działania systemu. W przypadku wątpliwości co do tego, jak obliczyć przepływ powietrza lub jak prawidłowo wykonać pomiary, warto skonsultować się z profesjonalistą lub specjalistą ds. pomiarów w instalacjach HVAC.