22.08.2013 Views

M. A. Skwarczyński, A. Raczkowski, P. Skarba Analiza metod ...

M. A. Skwarczyński, A. Raczkowski, P. Skarba Analiza metod ...

M. A. Skwarczyński, A. Raczkowski, P. Skarba Analiza metod ...

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

ANALIZA METOD POMIAROWYCH PRZEPŁYWU POWIETRZA<br />

W INSTALACJACH WENTYLAYJNYCH<br />

ANALYSIS OF AIR FLOW MEASUREMENT METHODS USED IN<br />

VENTIALTION SYSTEMS<br />

Mariusz A. <strong>Skwarczyński</strong> 1 , Andrzej <strong>Raczkowski</strong> 1 , Piotr <strong>Skarba</strong><br />

1 Politechnika Lubelska , Wydział InŜynierii Środowiska, Zakład InŜynierii Środowiska Wewnętrznego<br />

ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, e-mail: a.skwarczynski@wis.pol.lublin.pl<br />

ABSTRACT<br />

This paper investigates differences between widely used measuring airflow methods in ventilation system<br />

to balance air distribution system. Traditional instrumentations such as, thermo-anemometers, pitot-tubes<br />

were compare with Debimo blades, IRIS damper, Lindab Measuring Unit FMI and FMU. The results of<br />

the measuring procedure show that the pitot tubes and Debimo blades are the most precision methods.<br />

Key words: air flow measurements, Pitot tube, thermoanemometer, measuring blades, measuring<br />

dampers, VAV.<br />

Wprowadzenie<br />

W obecnych czasach budowane obiekty,<br />

z uwagi na obniŜenie kosztów ogrzewania<br />

cechują się wysoką izolacyjnością przegród<br />

budowlanych, a stolarka okienna i drzwiowa<br />

jest wysokiej jakości i szczelności. W wyniku<br />

czego w istotny sposób zostaje ograniczona<br />

wymiana powietrza bazująca na naturalnej<br />

wentylacji grawitacyjnej co przekłada się na<br />

dyskomfort uŜytkowników, złe samopoczucie,<br />

bóle głowy, problemy z koncentracją etc.<br />

Zastosowanie instalacji wentylacyjnej<br />

mechanicznej nawiewno-wywiewnej pozwala<br />

na doprowadzenie odpowiedniej ilości świeŜego<br />

powietrza do pomieszczenia. Ilość powietrza<br />

nawiewanego do pomieszczenia zaleŜy od jego<br />

obciąŜenia termicznego, ilości osób w nim<br />

przebywających, ilości zanieczyszczeń się<br />

uwalniających etc. JednakŜe, bez odpowiedniej<br />

regulacji na etapie wykonawstwa, poprawnie<br />

zaprojektowana wentylacja nie gwarantuje de<br />

facto, iŜ przewidziany przez projektanta<br />

strumień powietrza zostanie dostarczony do<br />

pomieszczenia. Dlatego teŜ instalacje<br />

wentylacyjne przed przekazaniem do<br />

eksploatacji wymagają przeprowadzenia<br />

pomiarów aerodynamicznych Pomiary takie<br />

mogą być równieŜ wymagane po zmianie<br />

załoŜeń projektowych, modernizacji instalacji<br />

czy na bezpośredni wniosek jej uŜytkowników.<br />

Istotnymi parametrami podlegającymi ocenie są:<br />

prędkość i strumień przepływającego powietrza.<br />

Są one najczęściej mierzone bezpośrednio<br />

w przewodach lub w okolicach elementów<br />

nawiewnych bądź wywiewnych (Kołodziejczyk,<br />

2007; Makowiecki i Rosiński, 2002).<br />

MoŜna wyróŜnić dwie zasadnicze <strong>metod</strong>y<br />

pomiarowe przepływu powietrza. Pierwsza<br />

bazuje na pomiarze z wykorzystaniem elementu<br />

cieplno-oporowego (anemometr kanałowy).<br />

Wynikiem pomiaru jest prędkość powietrza<br />

w kanale wentylacyjnym, po wskazaniu do<br />

miernika dodatkowej informacji w postaci pola<br />

przekroju kanału, następuje konwersja odczytu<br />

na przepływ powietrza. W drugiej <strong>metod</strong>zie<br />

wykorzystywana jest róŜnica pomiędzy<br />

ciśnieniem całkowitym a statycznym. W wyniku<br />

kalibracji elementów pomiarowych istnieje<br />

moŜliwość przeliczenia odczytu zarówno na<br />

prędkość jak i na przepływ powietrza w kanale.<br />

PoniŜej przedstawiono <strong>metod</strong>y pomiaru<br />

wydajności i prędkości przepływającego<br />

powietrza w przewodach, przy uŜyciu<br />

najczęściej obecnie stosowanych <strong>metod</strong><br />

pomiarowych<br />

Metodyka<br />

Badania parametrów pracy instalacji<br />

przeprowadzono na zaprojektowanym<br />

stanowisku laboratoryjnym zgodnie z rysnkiem<br />

1a i b. Instalacja zasysa powietrze przez<br />

wentylator (N 1.5), odcinkami prostych<br />

przewodów (N 1.2, N 1.4, N 1.6 oraz N 1.8),<br />

między którymi wbudowano elementy<br />

pomiarowe Debimo firmy KIMO (N 1.3 oraz N<br />

1.7).


224<br />

b)<br />

a)<br />

Rys. 1a Schemat stanowiska badawczego (oznaczenia w tekście)<br />

Elementy te stanowiły urządzenie wymienne<br />

i dla celów badawczych pracy zastępowano je<br />

kolejno:<br />

termoanemometrem,<br />

rurką Pitota,<br />

przepustnicą IRIS firmy Systemair,<br />

elementem pomiarowym FMU firmy<br />

Lindab,<br />

kanałowym elementem pomiarowym<br />

FMI firmy Lindab.<br />

Konstrukcja uŜytego do doświadczeń<br />

wentylatora K200L, firmy Systemair ma<br />

znaczący wpływ na kształtowanie się wartości<br />

prędkości lokalnych w przewodzie.<br />

Przy uŜyciu rurki Pitota wykonano<br />

pomiary zgodnie z wytycznymi normy PN-EN<br />

12599. Przy obliczaniu strumienia powietrza<br />

w przewodzie wentylacyjnym, określono<br />

średnią prędkość w przekroju pomiarowym.<br />

Badanie polega na wyznaczeniu prędkości<br />

w odpowiednich punktach pomiarowych<br />

przekroju, a następnie obliczeniu średniej<br />

arytmetycznej. Wartość przepływu wyraŜona<br />

w m 3 /s obliczono jako iloczyn średniej<br />

prędkości i pola przekroju poprzecznego.<br />

Wartość prędkości dla temperatury +20°C<br />

obliczono na podstawie wzoru:<br />

V = 1 , 291⋅<br />

p [m/s],<br />

d<br />

Rys.1b Widok stanowiska badawczego<br />

gdzie:<br />

pd – wartość ciśnienia dynamicznego [Pa].<br />

W przypadku przewodów<br />

prostokątnych, przekrój pomiarowy dzieli się<br />

na pola o równej powierzchni (ilość pól od 16<br />

do 64). Poprzez otwory znajdujące się<br />

w ściance przewodu wprowadza się sondę<br />

pomiarową i mierzy prędkości w środkach<br />

wyznaczonych pól. Otrzymane wyniki są<br />

następnie uśredniane. (Rys. 2)<br />

W przewodach okrągłych pomiar jest<br />

bardziej skomplikowany. RozłoŜenie punktów<br />

pomiarowych wzdłuŜ średnicy jest<br />

nierównomierne i trzeba je kaŜdorazowo<br />

wyliczać. Ostateczny wynik jest średnią<br />

arytmetyczną, podobnie jak w przekroju<br />

prostokątnym (Hendiger, 2001; Makowiecki i<br />

Rosiński, 2002). Liczba pierścieni na które<br />

dzieli się przekrój przewodu kołowego zaleŜy<br />

od średnicy przepływu. Generalnie zaleca się,<br />

aby liczba pierścienie dla średnicy 200 mm<br />

wynosiła co najmniej 3, dla średnicy od 200 do<br />

400 co najmniej 4, a od 400 do 700 co najmniej<br />

5. MoŜna zatem stwierdzić, Ŝe powiększanie<br />

liczby pól prowadzi do wzrostu dokładności<br />

pomiaru prędkości średniej, ale równocześnie<br />

do pracochłonności badań (Bonetyński, 1987)<br />

(Tab. 1).


a) b)<br />

Rys. 2. Rozmieszczenie punktów pomiarowych : a) w przewodach okrągłych, b) w przewodach<br />

prostokątnych<br />

Tabela.1. Odległości punktów pomiarowy dla przewodów okrągłych od ścianki w funkcji ich<br />

średnicy (PN-EN 125999)<br />

Punkt Odległość punktu pomiarowego od ścianki D300 mm<br />

1 0,026 D<br />

2 0,082 D<br />

3 0,146 D<br />

4 0,226 D<br />

5 0,342 D<br />

6 0,658 D<br />

7 0,774 D<br />

8 0,854 D<br />

9 0,918 D<br />

10 0,974 D<br />

Za pomocą termoanemometru określa się<br />

prędkość powietrza. Sensorem jest ogrzewany<br />

elektrycznie termorezystor lub termistor.<br />

JednakŜe sygnał pomiarowy zaleŜy w duŜej<br />

mierze od ustawienia względem kierunku<br />

przepływu Sposób rozmieszczania punktów<br />

pomiarowych dla sondy cieplno-oporowej jest<br />

identyczny jak w przypadku rurki Pitota. Po<br />

wyznaczeniu prędkości w odpowiednich<br />

punktach przekroju oblicza się średnią<br />

arytmetyczną, której wartości posłuŜyć moŜe do<br />

obliczenia wydajności powietrza<br />

przepływającego przez przewód wentylacyjny<br />

(Makowiecki i Rosiński, 2002).<br />

W celu wyznaczenia wartości przepływu dla<br />

elementów pomiarowych Debimo firmy Kimo<br />

(rys. 2) oraz przepustnicy typu IRIS firmy<br />

Systemair stosuje się następującą zaleŜność:<br />

gdzie:<br />

q k ⋅<br />

= pi<br />

[m 3 /h],<br />

225<br />

k – współczynnik korekcyjny, podany przez<br />

producenta elementu pomiarowego.<br />

p – wartość ciśnienia wskazanego przez<br />

i<br />

element pomiarowy [Pa]<br />

Rys. 2 Elementy pomiarowe Debimo firmy<br />

Kimo (www.kimo.pl)


Ciśnienie dynamiczne ∆pd [Pa]<br />

226<br />

W przypadku przepustnicy IRIS pomiary były<br />

prowadzone dla K=31,7.<br />

FMU jest przyrządem pomiarowym<br />

przystosowanym do zamontowania w instalacji<br />

na stałe. Przepływ objętościowy określany jest<br />

przez pomiar róŜnicy ciśnienia między<br />

punktami pomiarowymi i przez odczyt<br />

z wykresu. Dodatkowe wyposaŜenie miernika w<br />

przepustnicę regulacyjną umoŜliwiają<br />

uŜytkownikowi regulację przepływu<br />

objętościowego. Przepływ powietrza dla<br />

miernika FMU określa się ze wzoru:<br />

q = , 4⋅<br />

Δp<br />

29 [m 3 /h],<br />

gdzie:<br />

Δp − róŜnica ciśnienia mierzona między<br />

punktami pomiarowymi [Pa].<br />

Kanałowy miernik przepływu powietrza<br />

FMI firmy Lindab przystosowany jest do<br />

instalacji w przewodach wentylacyjnych<br />

okrągłych. Dla kaŜdego z wyŜej wymienionych<br />

urządzeń, zmierzono wartości wydajności,<br />

prędkości oraz ciśnienia, zgodnie z wytycznymi<br />

normy PN-EN 12599 oraz dokumentacji<br />

technicznej urządzenia. Pomiary zostały<br />

przeprowadzone dla wartości napięcia<br />

zasilającego wentylator, w zakresie 40 - 220 V.<br />

Dla potrzeb badań, czerpnia (N 1.1) oraz<br />

skrzynka rozpręŜna (N 1.9) zostały<br />

zdemontowane, tak aby nie powodować<br />

dodatkowych strat ciśnienia w instalacji.<br />

średnica przewodu wentylacyjnego<br />

przepływ powietrza V<br />

Rys. 2. Zmiana ciśnienia dynamicznego<br />

w funkcji przepływu i poziomu moc akustycznej<br />

w przewodzie wentylacyjnym (www.lindab.pl)<br />

W analizie wyników badań oraz porównania<br />

parametrów pracy instalacji, wykorzystano<br />

parametry techniczne uŜytych do pomiaru<br />

urządzeń, udostępnione przez ich producentów<br />

w katalogach produktów oraz na stornach<br />

internetowych.<br />

Wyniki<br />

Wartości prędkości lokalnych, dla<br />

poszczególnych punktów pomiarowych<br />

w danych przekrojach przewodu wyznaczono za<br />

pomocą termoanemometr oraz rurki Pitota.<br />

Wyniki dla sondy cieplno-oporowej<br />

przedstawiono w tabelach 2 i 3 Zgodnie<br />

z załoŜeniami normy PN-EN 125999 przy<br />

wyliczaniu prędkości średniej nie brano pod<br />

uwagę prędkości powietrza w osi przewodu<br />

wentylacyjnego (10 cm).<br />

Przy rozpatrywaniu strony ssawnej<br />

zaprojektowanej instalacji, najwyŜsze prędkości<br />

lokalne wystąpiły w osi przewodu<br />

wentylacyjnego (tab. 2). Osiągały one wartości<br />

z zakresu od 1,9 do 9,37 (m/s).<br />

Analizując lokalne prędkości powietrza<br />

dla odpowiednich napięć, moŜna wyraźnie<br />

dostrzec wzrost ich wartości wraz ze<br />

zmniejszaniem się odległości punktu<br />

pomiarowego od środka przewodu. NajniŜsze<br />

prędkości lokalne dla danego przekroju<br />

zaobserwowano w sąsiedztwie ścianek<br />

przewodu. Ich wartości minimalne<br />

i maksymalne wynosiły odpowiednio 1,90 (m/s)<br />

dla napięcia U=40 (V) oraz 9,37 (m/s) dla<br />

napięcia U=220 (V). RozbieŜność pomiędzy<br />

wartością maksymalną a minimalną obliczonej<br />

prędkości średniej była znaczna, sięgająca 7,47<br />

(m/s).<br />

Na podstawie przeprowadzonych<br />

badań moŜna zauwaŜyć równomierność<br />

pomiarów w tej samej odległości od ścianek<br />

kanału wentylacyjnego. PowyŜej wartości<br />

napięcia 140 (V) róŜnice w wartościach<br />

mierzonych są bardzo małe, 1-2 m/s.


a) b)<br />

c) d)<br />

e) f)<br />

Rys. 2. Urządzenia zastosowane do pomiaru natęŜenia strumienia powietrza w przewodach<br />

wentylacyjnych a) rurka Pitota typu L, b) sonda cieplno-oporowa (termoanemometr), c) przepustnica<br />

pomiarowa typu IRIS, d) element pomiarowy FMI firmy Lindab, e) miernik przepływu FMU firmy<br />

Lindab f) elementy pomiarowe Debimo firmy Kimo.<br />

227


228<br />

Tabela. 2. Obliczenia średniego natęŜenia przepływu powietrza przy uŜyciu termoanemometru na<br />

podstawie wartości prędkości powietrza [m/s] w miejscach lokalizacji punktów pomiarowych dla strony<br />

ssawnej instalacji<br />

Napięcie<br />

U<br />

Lokalizacja punktu pomiarowego<br />

w osi przekroju przewodu wentylacyjnego<br />

Średnia<br />

prędkość<br />

powietrza<br />

w kanale<br />

Średnie<br />

natęŜenie<br />

przepływu<br />

strumienia<br />

powietrza<br />

[cm]<br />

0,88 2,92 5,92 14,08 17,08 19,12<br />

Prędkość powietrza [m/s] w miejscu pomiarowym<br />

[V] [m/s] [m/s] [m 3 /h]<br />

40 1,76 1,94 2,00 2,00 1,90 1,80 1,90 215<br />

60 2,84 3,00 3,10 3,10 2,95 2,85 2,97 336<br />

80 4,30 4,60 4,70 4,70 4,70 4,50 4,58 518<br />

100 5,40 6,10 6,20 6,30 6,10 5,50 5,93 671<br />

120 6,90 7,50 7,80 7,70 7,60 7,10 7,43 840<br />

140 7,60 8,30 8,50 8,50 8,40 7,80 8,18 925<br />

160 8,10 8,70 9,10 9,10 8,80 8,30 8,68 982<br />

180 8,40 8,70 9,40 9,40 8,90 8,60 8,90 1006<br />

200 8,70 9,50 9,70 9,80 9,50 8,80 9,35 1057<br />

220 8,70 9,50 9,70 9,80 9,70 8,80 9,37 1059<br />

Tabela. 3. Obliczenia średniego natęŜenia przepływu powietrza przy uŜyciu termoanemometru na<br />

podstawie wartości prędkości powietrza [m/s] w miejscach lokalizacji punktów pomiarowych dla strony<br />

Napięcie<br />

U<br />

tłocznej instalacji<br />

Lokalizacja punktu pomiarowego<br />

w osi przekroju przewodu wentylacyjnego<br />

Średnia<br />

prędkość<br />

powietrza<br />

w kanale<br />

Średnie<br />

natęŜenie<br />

przepływu<br />

strumienia<br />

powietrza<br />

[cm]<br />

0,88 2,92 5,92 14,08* 17,08 19,12<br />

Prędkość powietrza [m/s] w miejscu pomiarowym<br />

[V] [m/s] [m/s] [m 3 /h]<br />

40 2,08 1,87 1,76 1,76 1,92 2,18 1,93 218<br />

60 3,7 3,5 3,2 3,2 3,5 3,8 3,48 394<br />

80 5,1 5 4,6 4,7 5,1 5,1 4,93 558<br />

100 7,5 7,8 5,8 6 8 7,6 7,12 805<br />

120 9,3 9,1 7,9 7,7 9,3 9,3 8,77 991<br />

140 10,6 11,1 8,2 8,3 11,2 10,6 10 1131<br />

160 11,3 11,9 9 9,1 12,3 11,3 10,82 1223<br />

180 11,5 12,7 9,1 9,1 12,9 11,55 11,14 1260<br />

200 11,9 12,9 9,2 9,3 13 11,9 11,37 1286<br />

220 12,3 13,1 9,3 9,4 13,2 12,3 11,6 1312<br />

Przy przepływie powietrza po stronie tłocznej<br />

wentylatora, najwyŜsze prędkości lokalne<br />

zanotowano w sąsiedztwie ścianek przewodu<br />

(dla napięć 40-80 V). Przy wzroście napięcia<br />

powyŜej 100 (V) ich maksymalne wartości<br />

zmierzono w punkcie pomiarowym oddalonym<br />

o 17,08 (cm) od ścianki przewodu. Zgodnie<br />

z wynikami zamieszczonymi w tabeli nr 3<br />

maksymalne i minimalne prędkości lokalne<br />

wynosiły odpowiednio: 11,6 (m/s) dla


U= 220 (V), 1,93 (m/s) dla U=40 (V).<br />

Analizując prędkości lokalne wyraźnie dostrzec<br />

moŜna obniŜanie się ich wartości wraz ze<br />

zmniejszaniem się odległości punktu<br />

pomiarowego od osi przewodu.<br />

RozbieŜności w wartościach prędkości<br />

zmierzonych w osi przewodu wentylacyjnego,<br />

pomiędzy zasilaniem 40 (V) i 220 (V) wynoszą<br />

9,67 (m/s). Analizując wartości prędkości<br />

średniej stwierdzono, Ŝe maksymalna jej<br />

wartość przy zasileniu 220 (V) jest wyŜsza o<br />

2,23 (m/s) w stosunku do maksymalnej<br />

prędkości średniej, wyznaczonej dla strony<br />

ssawnej instalacji (tab 2.).<br />

DostrzeŜono wyraźne róŜnice w profilach<br />

prędkości pomiędzy stroną ssawną i tłoczną<br />

wentylatora. Dla strony ssawnej krzywe mają<br />

charakter równomierny. Ich wartości<br />

maksymalne występują w osi przewodu,<br />

najniŜsze natomiast w sąsiedztwie jego ścianek.<br />

Dla strony tłocznej sytuacja jest odwrotna.<br />

NajwyŜsze prędkości zmierzono w sąsiedztwie<br />

ścianek przewodu (dla wartości napięć 40-80 V)<br />

oraz w punkcie pomiarowym nr 5(dla napięć<br />

100-220V). NajniŜsze prędkości zanotowano<br />

dla wszystkich rozpatrywanych zasileń<br />

wentylatora w osi kanału wentylacyjnego.<br />

229<br />

W celu uzyskania doświadczalnego<br />

wytłumaczenia rozbieŜności pomiędzy<br />

profilami prędkości dla strony tłocznej instalacji<br />

dokonano pomiarów prędkości lokalnych za<br />

pomocą rurki Pitota. Wyniki zaprezentowano w<br />

tabelach 4 i 5.<br />

Wyraźnie moŜna dostrzec, Ŝe podobnie<br />

jak przy pomiarze termoanemometrem<br />

najwyŜsze prędkości lokalne wystąpiły w<br />

sąsiedztwie ścianek przewodu. Ich wartości<br />

minimalne i maksymalne dla strony ssawnej<br />

wyniosły odpowiednio: 5,0 (Pa) dla napięcia 80<br />

(V), 35,4 (Pa) dla napięcia 220 (V).<br />

Istotną zmianą przy pomiarze rurką<br />

Pitota jest fakt, Ŝe róŜnice pomiędzy<br />

przepływami lokalnymi są duŜo mniejsze niŜ<br />

w przypadku termoanemometru. Dla napięcia<br />

220 (V) róŜnica między lokalnym<br />

maksymalnym a minimalnym przepływem<br />

powietrza wynosi zaledwie 5 (m 3 /h), natomiast<br />

dla termoanemometru wyniosła 255 (m 3 /h).<br />

Pomimo, Ŝe minimalna prędkość<br />

lokalna w przekroju przewodu występuje w jego<br />

osi, rozkład prędkości dla pomiaru rurką Pitota<br />

ma bardziej równomierny charakter, przyjmując<br />

nawet kształt linii prostej dla napięcia 80 (V).<br />

Tabela. 4. Obliczenia średniego natęŜenia przepływu powietrza przy uŜyciu rurki Pitota na podstawie<br />

róŜnicy między ciśnieniem całkowitym a statycznym [Pa] w miejscach lokalizacji punktów pomiarowych<br />

dla strony tłocznej instalacji<br />

Napięcie<br />

U<br />

Lokalizacja punktu pomiarowego<br />

w osi przekroju przewodu wentylacyjnego<br />

Średnia<br />

róŜnica<br />

ciśnienia<br />

powietrza<br />

w kanale<br />

Średnie<br />

natęŜenie<br />

przepływu<br />

strumienia<br />

powietrza<br />

[cm]<br />

0,88 2,92 5,92 14,08 17,08 19,12<br />

RóŜnica ciśnienia całkowitego a statycznego<br />

w miejscu pomiarowym<br />

[V] [Pa] [Pa] [m 3 /h]<br />

80 4,5 5,1 5,5 5,5 4,9 4,6 5,0 327<br />

100 8,9 10,5 11,1 11,1 11,1 9,9 10,4 471<br />

120 13,5 18,3 19,1 19,8 18,3 14,1 17,2 605<br />

140 18,6 23,7 26,5 25,6 24,7 20,2 23,2 704<br />

160 21,7 28,3 30,3 30,3 29,3 23,5 27,3 762<br />

180 23,4 29,4 33,7 33,7 30,5 25,3 29,3 791<br />

200 27,3 30,4 38,0 38,0 32,5 29,4 32,6 834<br />

220 28,4 37,1 39,5 40,6 37,1 29,5 35,4 868


230<br />

Tab. 5. Obliczenia średniego natęŜenia przepływu powietrza przy uŜyciu rurki Pitota na podstawie<br />

róŜnicy między ciśnieniem całkowitym a statycznym [Pa] w miejscach lokalizacji punktów pomiarowych<br />

Napięcie<br />

U<br />

dla strony tłocznej instalacji<br />

Lokalizacja punktu pomiarowego<br />

w osi przekroju przewodu wentylacyjnego<br />

Średnia<br />

prędkość<br />

powietrza<br />

w kanale<br />

Średnie<br />

natęŜenie<br />

przepływu<br />

strumienia<br />

powietrza<br />

[cm]<br />

0,88 2,92 5,92 14,08 17,08 19,12<br />

RóŜnica ciśnienia całkowitego a statycznego<br />

w miejscu pomiarowym<br />

[V] [Pa] [Pa] [m 3 /h]<br />

80 6,7 5,8 4,6 4,6 5,8 7,2 5,8 352<br />

100 13,6 13,0 10,7 11,3 13,6 13,6 12,6 519<br />

120 20,7 23,5 7,2 8,6 25,4 21,7 17,8 617<br />

140 28,9 26,7 14,4 12,6 28,9 28,9 23,4 706<br />

160 34,4 40,9 7,3 8,3 42,3 34,4 27,9 772<br />

180 37,6 46,0 9,6 10,7 51,8 37,6 32,2 829<br />

200 36,3 53,8 6,7 6,7 56,8 37,0 32,9 837<br />

220 41,0 55,8 6,8 7,9 57,4 41,0 35,0 863<br />

Zestawienie dla wszystkich elementów<br />

pomiarowych przedstawiono na rysunkach 6 i 7.<br />

Analizując wyniki uzyskane dla strony<br />

ssawnej instalacji, moŜna dostrzec duŜą<br />

rozbieŜność pomiędzy wartościami wydajności<br />

dla poszczególnych napięć. Dla przykładu, przy<br />

napięciu 220 (V) róŜnica pomiędzy<br />

maksymalnym a minimalnym przepływem<br />

wyniosła około 270 [m 3 /h]. Porównując dane<br />

techniczne wentylatora wykorzystanego do<br />

badań, najbardziej zbliŜoną charakterystykę<br />

NatęŜenie przpływu powietrza V [m 3 /h]<br />

1200<br />

1000<br />

800<br />

600<br />

400<br />

200<br />

0<br />

Elementy pomiarowe Debimo Sonda cieplno-oporowa<br />

Rurka Pitota Element pomiarowy FMI<br />

Element pomiarowy FMU Teoretyczny<br />

Przepustnica IRIS K=31,7<br />

jego pracy uzyskujemy przy uŜyciu rurki Pitota<br />

(rys.6). Porównując dane Systemair i wyniki<br />

pomiaru rurką Pitota rozbieŜność pomiędzy<br />

wartościami: średnią i minimalną wyniosły<br />

odpowiednio około 65 (m 3 /h) oraz 40 (m 3 /h).<br />

Maksymalna wartość przepływu<br />

zmierzona przy pomocą termoanemometru<br />

wyniosła 1059 (m 3 /h), przy napięciu 220 (V).<br />

NajniŜszą wartość wskazał element pomiarowy<br />

FMU przy napięciu 40 (V) równą 105 (m 3 /h)<br />

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220<br />

Napięcie zasilające wentylator U [V]<br />

Rys. 6. ZaleŜność pomiędzy napięciem zasilającym wentylator a pomiarem natęŜenia przepływu<br />

powietrza za pomocą dostępnych mierników po stronie ssawnej instalacji.


NatęŜenie przpływu powietrza V [m 3 /h]<br />

1400<br />

1200<br />

1000<br />

800<br />

600<br />

400<br />

200<br />

0<br />

Elementy pomiarowe Debimo Sonda cieplno-oporowa<br />

Rurka Pitota Element pomiarowy FMI<br />

Element pomiarowy FMU Teoretyczny<br />

Przepustnica IRIS K=31,7<br />

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220<br />

Napięcie zasilające wentylator U [V]<br />

Rys.7. ZaleŜność pomiędzy napięciem zasilającym wentylator a pomiarem natęŜenia przepływu<br />

powietrza za pomocą dostępnych mierników po stronie tłocznej instalacji.<br />

RozbieŜności pomiędzy wartościami<br />

uzyskiwanymi przy pomiarach były znaczące,<br />

maksymalna rzędu 560 (m 3 /h), czyli dwukrotnie<br />

większa niŜ w przypadku rozpatrywania strony<br />

ssawnej instalacji. Jak widać z rys.7, decydujący<br />

wpływ na taką rozbieŜność miały wskazania<br />

odczytane za pomocą termoanemometru.<br />

Porównując otrzymane wyniki z danymi<br />

zamieszczonymi w karcie katalogowej<br />

wentylatora K200L, jego najbardziej zbliŜoną<br />

charakterystykę uzyskano przy uŜyciu rurki<br />

Pitota i elementów pomiarowych Debimo.<br />

Porównując dane Systemair i wyniki pomiaru<br />

rurką Pitota rozbieŜność pomiędzy wartościami:<br />

średnią i minimalną wyniosły odpowiednio<br />

15 (m 3 /h) oraz 60 (m 3 /h). Przy rozpatrywaniu<br />

wartości maksymalnej, wartość najbliŜszą<br />

katalogowej uzyskano przy pomiarze<br />

elementami Debimo (rys.7).<br />

Analizując stronę ssawną i tłoczną<br />

instalacji, najwyŜszą wydajność maksymalną<br />

zmierzono za pomocą termoanemometru,<br />

najniŜszą natomiast przy uŜyciu elementu<br />

pomiarowego FMU firmy Lindab.<br />

Wnioski<br />

1. Uzyskane wyniki świadczą o tym, Ŝe<br />

najbardziej wiarygodne pomiary natęŜenia i<br />

prędkości przepływającego powietrza<br />

uzyskujemy przy zastosowaniu: rurki Pitota<br />

oraz elementów uśredniających Debimo.<br />

231<br />

2. Przeprowadzone badania wykazały, Ŝe duŜy<br />

wpływ na odczyt pomiaru ma dokładność<br />

wykonywania pomiarów z zastosowaniem<br />

termoanemometru – minimalne odchylenie<br />

od osi pomiarowej będzie skutkować<br />

odczytem obarczonym błędem.<br />

3. Rozkład prędkości w kanale<br />

wentylacyjnym uzaleŜniony jest od<br />

oddziaływania sił stycznych między<br />

ściankami kanału a przetłaczanym<br />

powietrzem. Przebieg formowania rozkładu<br />

prędkości zaleŜy od rodzaju ruchu oraz<br />

lokalizacji elementu pomiarowego w<br />

przewodzie.<br />

4. Przy znajomości rozkładu prędkości<br />

lokalnych w przewodzie moŜna wyznaczyć<br />

prędkość średnią w kanale poprzez<br />

uśrednienie rozkładu prędkości oraz<br />

obliczyć natęŜenie przepływu na danym<br />

odcinku przewodu.<br />

LITERATURA<br />

BONETYŃSKI K., Laboratorium z mechaniki<br />

cieczy i gazów, Wyd. Uczelniane Politechniki<br />

Lubelskiej, Lublin 1987.<br />

HENDIGER J., 2001, Pomiary wydajności w<br />

instalacjach wentylacyjnych, Polski Instalator,<br />

No.12, 61-64.


232<br />

KOŁODZIEJCZYK Ł., 2007, Pomiary<br />

kontrolne prędkości i natęŜenia przepływu<br />

powietrza, Chłodnictwo, No.5, 46-48.<br />

MAKOWIECKI J., Rosiński M., 2002,<br />

Procedura badawcza instalacji wentylacyjnych i<br />

klimatyzacyjnych z uŜyciem elektronicznego<br />

mikromanometru MRK z sondą Prandtla,<br />

Ciepłownictwo, ogrzewnictwo, wentylacja,<br />

No.9, 25-28.<br />

PN-EN 12599 Wentylacja budynków.<br />

Procedury badań i <strong>metod</strong>y pomiarowe<br />

dotyczące odbioru wykonanych instalacji<br />

wentylacji i klimatyzacji<br />

Strony internetowe:<br />

1. www.kimo.pl<br />

2. www.lindab.pl<br />

3. www.systemair.pl

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!