Poradnik projektowania Airflowcontrol.pdf

AIRFLOWCONTROL

Poradnik projektowania

Elementy systemów regulacji

rozdziału powietrza

The art of handling air

Poradnik projektowania ·Elementy systemów rozdziału powietrza

Doświadczenie i innowacje

Spistreści:

Urządzenia wentylacyjne TROX – ważne komponenty

dla komfortowego klimatu wewnętrznego

Doświadczenie iinnowacje

Rozdział powietrza

Pomiar przepływu powietrza

Regulacja przepływu powietrza

Regulacja temperatury pomieszczenia

Regulacja ciśnienia

Systemy wentylacyjne i klimatyzacyjne

Obecny zakres produkcji dostarcza rozwiązania do

wszystkich bieżących aplikacji. Budynki biurowe,

laboratoria, szkoły, hotele i nawet statki pasażerskie są

wyposażone w urządzenia TROX do systemów rozdziału

powietrza.

są stosowane w celu poprawy jakość powietrza

wewnętrznego oraz uzyskania warunków komfortu

cieplnego i właściwej wilgotności w pomieszczeniu

zgodnie z założonymi wymaganiami (PN-EN 13779).

Kontrola prędkości obrotowej wentylatora

Stały przepływ (CONSTANTFLOW)

Zmienny przepływ (VARYCONTROL)

Urządzenia pomiarowe

Wykonania przeciwwybuchowe (EXCONTROL)

Rozwiązania specjalne

Dławienie izamykanie przepływu

Wyposażenie dodatkowe

Regulatory temperatury pomieszczenia

Koncepcje regulacji

Elementy składowe regulacji

Integracja systemowa

Kryteria projektowania

Dokumentacja

Dobórurządzeń

Realizacja projektu

Uruchamianie

Referencje

Jednym z podstawowych zagadnień w tym

procesie jest klimat w pomieszczeniu. W celu

utrzymania niezbędnej jakości powietrza i

zapewnienie ekonomicznego działania systemu

wszystkie przypływy powietrza w systemie muszą być

monitorowane i kontrolowane. Z tego powodu

urządzenia rozdziału powietrza spełniają bardzo

ważną rolę.

Na całym świecie zakłady produkcyjne TROX

wyposażone są w stanowiska do kalibracji i ustawienia

urządzeń, dlatego każde urządzenie opuszcza fabrykę

precyzyjnie ustawione zgodnie z wymaganiami klienta.

Każdy regulator TROX'a podlega szczegółowej kontroli.

Instalacja i okablowanie są sprawdzane podczas

montażu. Wymagane informacje zawarte są w naszej

dokumentacji. Dodatkowo przedstawiciele firmy mogą

szybko i w łatwy sposób pomóc przy rozwiązaniach

opartych o technologię LONWorks ® , możecie nam

zaufać przy uruchomieniu i integracji systemu.

TROX jest jednym z czołowych na świecie

producentów tych urządzeń. Nasze międzynarodowe

sukcesy oparte są na 35 letnim doświadczeniu w

zakresie rozwoju i produkcji jednostek regulacji

powietrza i powiązanych komponentów.

Rozdział powietrza w systemach klimatyzacyjnych to różnorodność celów, których konieczność realizacji

doprowadziła do powstania w oparciu o ogólną koncepcję regulacji następującej grupy produktów:

Regulacjaprzepływu powietrza

VARYCONTROL

Regulatory przepływu powietrza wykorzystujące

energię zewnętrzną do regulacji strumienia objętości

powietrza niezależnie od ciśnienia panującego

w przewodzie.

Regulatory działające samoczynniew sposóbmechaniczny

Regulacja stałego przepływu. Urządzenia nie wymagają

energii pomocniczej.

Pomiar przepływu powietrza

Pomiar przepływu powietrza w odcinkach przewodu

wentylacyjnego, dla potrzeb sterowania regulatorów

podrzędnych i/lub do monitorowania lub nadzoru.

VARYCONTROL typ Easy

Regulatoryprzepływu działające wg filozofii „Easy”:

dobór w oparciu owielkość nominalną, nastawianie

przepływu bez pomocy urządzeń nastawczych i kontrola

działania zapomocą diody kontrolnej.

Dławieniei odcinanie przepływu

Szczelne odcinanie strumienia powietrza i wyrównywanie

ciśnienia w odcinkach przewodów.

Zabezpieczenia przeciwwybuchowe

Regulacja i odcinanie przepływu w strefach budynków

zagrożonych wybuchem. Specjalne urządzenia dla

budynków laboratoryjnych oraz hoteli i statków.

Produkcja iadjustacja regulatorów przepływu

i rozwiązania specjalne

Rozdział powietrza

Systemy stałego przepływu powietrza

Systemy ze zmiennym przepływem

W instalacjach CAV zapewniony jest we wszystkich strefach

stały przepływ powietrza. Systemy te mogą być zróżnicowane

pod względem technicznym i ekonomicznym.

W budynkach klimatyzowanych szczególnego

znaczenia nabiera jakość powietrza, przy czym brana

jest pod uwagę ekonomiczna eksploatacja urządzeń

wentylacyjnych. Takim wymaganiom można sprostać

za pomocą systemów VAV.

Każde pomieszczenie lub strefa otrzymuje tylko taką

ilość powietrza, jaka jest aktualnie potrzebna dla

utrzymania żądanych warunków.

Regulacja przepływu powietrza następuje za pomocą

regulatorów wykorzystujących energię pomocniczą

elektryczną lub pneumatyczną. W większości

przypadków regulacja temperatury pomieszczenia

decyduje o przepływie powietrza. Można także

uwzględniać inne parametry jakości powietrza.

Stała prędkość obrotowa wentylatora i przepustnice

Rozruch takiego systemu jest bardzo czaso- i pracochłonny.

W każdym odgałęzieniu należy mierzyć przepływ powietrza.

Przepustnice są nastawiane w zależności od odchyłek

przepływu. Pomiar i nastawianie należy często

przeprowadzać wielokrotnie, aż do ustawienia przepływów

we wszystkich odgałęzieniach. Podczas bieżącej

eksploatacji przepływ powietrza zmniejsza się z powodu

narastającego zanieczyszczenia filtrów powietrza.

A Regulator przepływu RN (stały przepływ)

Stała prędkość obrotowa i regulatory przepływu

A Regulator przepływu TVR(zmienny przepływ)

B Regulator przepływu RN(stały przepływ)

Rozdział powietrza

Nie ma potrzeby pomiarów we wszystkich odgałęzieniach.

Prędkość obrotowa wentylatora jednakże powinna być na

tyle duża, aby przy zaplanowanej końcowej stracie

ciśnienia na filtrze dla wszystkich regulatorów pozostawało

wystarczające ciśnienie dyspozycyjne.

Regulacja pracy wentylatora w zależności od potrzeb

pozwala na całkowite wykorzystanie potencjału

oszczędności energii. Ciśnienie statyczne w przewodzie

w punkcie odniesienia służy ponadto jako zmienna

regulacyjna. Bardziej efektywne są systemy, które

rozpoznają i optymalizują położenie przepustnic

wszystkich regulatorów.

Istotnym kryterium podziału systemów wentylacyjnych

jest przepływ powietrza, który może być stały lub

zmienny. W związku z tym rozróżnia się systemy

powietrza stałego (CAV) i zmiennego (VAV) przepływu

powietrza. Mogą również występować systemy

łączące oba typy regulacji w instalacjach mieszanych.

Wybór systemu zależy od ogólnej koncepcji rozdziału

powietrza w budynku. System CAV można zastosować

tylko tam, gdzie inne układy zapewniają strefową

regulację temperatury, np. powierzchnie grzejne lub

w miejscach gdzie nie ma potrzeby regulacji temperatury.

20°C

Zmienna prędkość obrotowa i przepustnice

Wymagane jest wyrównanie przepływów na

przepustnicach.Regulacja prędkości obrotowej wentylatora

utrzymuje ciśnienie na poziomie zapewniającym stałe

przepływy w sieci przewodów. Po wymianie filtrów na

czyste o mniejszych stratach ciśnienia prędkość obrotowa

wentylatora jest odpowiednio niższa.

Systemy połączone

W systemie rozdziału powietrza można łączyć

strefy o stałym i zmiennym przepływie. Regulatory

zmiennego i stałego przepływu mogą być również

umieszczone obok siebie w jednej strefie. Segmenty

bez regulatorów przepływu należy wtedy wyposażyć

w regulator ciśnienia w przewodzie.

Zmienna prędkość obrotowa i regulatory przepływu

Ten system oferuje wiele zalet, gdyż nie wymaga regulacji

przepływu, zapewniając ekonomiczną prace wentylatora.

Gdy zmieniają się wymagania, należy jedynie przestawić

na regulatorze wartość zadaną.

Centralnym elementem instalacji rozdziału

powietrza jest wentylator. Ekonomiczna praca układu

jest możliwa tylko w przypadku zastosowania

zgodnego z wymaganiami wentylatora z regulacją

prędkości obrotowej.

Indywidualna regulacja w każdej strefie

Możliwe całkowite odcięcie i inne sterowanie

wymuszone

Deutsche Telekom, Frankfurt n/Menem

Płynna regulacja przepływu powietrza w zakresie

między V min a V max lub przełączanie pomiędzy

punktami pracy

Elastyczność

Brak negatywnego wzajemnego oddziaływania

obiegów regulacyjnych

Ekonomiczność

Stały przepływ

Możliwość zmiany wielkości zadanej w każdym

momencie

Brak potrzeby wyrównywania

Stała prędkość obrotowa wentylatora

Przepustnice

- - -

Zdecentralizowana praca regulatorów połączona

z możliwością współpracy z systemem zarządzania

budynkiem

Regulatory przepływu

+ +

Zmienna prędkość wentylatora

Przepustnice

- + + -

Regulatory przepływu

+ +

Siedziba zarządu Hyundai, Offenbach n/Menem

Pomiarprzepływu powietrza

Pomiar przepływu powietrza

Zasady pomiaru i przetwarzania

sygnału różnicy ciśnienia

Porównanie metod pomiarowych

Metoda Dynamiczna Statyczna

Zakres pomiaru 10 do 100 % ok. 17 do 100 %

Koszty

Kluczowe znaczenie dla każdej regulacji technicznej

ma dokładność pomiarów. Na szczególną uwagę

zasługuje urządzenie do pomiaru przepływu

w regulatorze. Przepływ powietrza wywołuje różnicę

ciśnień na elemencie spiętrzającym, określaną jako

ciśnienie dynamiczne lub spiętrzające, które jest mierzone

za pomocą rurki Prandtla (jako różnica ciśnienia

całkowitego i statycznego).

Ciśnienie dynamiczne jest proporcjonalne do kwadratu

prędkości przepływu i po uwzględnieniu pola powierzchni

przekroju przewodu pozwala na obliczenie strumienia

objętości. Warunkiem rzetelnego pomiaru jest jednak

uzyskanie wyrównanego profilu prędkości. W praktyce

sytuacje takie są wyjątkowe. Często regulatory przepływu

są instalowane za łukiem. Jak widać na rysunku, za

łukiem profil prędkości nie jest wyrównany.

Na skutek tego pomiar w pojedynczym punkcie

bezpośrednio za łukiem jest niedokładny i nie dostarcza

rzetelnych wyników. Wyrównanie profilu prędkości

i w związku z tym dokładny pomiar byłby możliwy

w odległości około 8 średnic hydraulicznych od elementu

zakłócającego przepływ. Lepsze wyniki możemy osiągnąć

przy zastosowaniu siatki pomiarowej o wielu punktach

pomiarowych w przekroju poprzecznym przewodu.

Zmierzona różnica ciśnienia jest dla potrzeb

regulacji przepływu przetwarzana na sygnał

elektryczny lub pneumatyczny. Konstrukcja

przetwornika może być oparta na jednej z dwóch

metod pomiaru ciśnienia: dynamicznej lub statycznej.

100 % 250 %

zanieczyszczone

zapylone powietrze

Ograniczenia

zależność

od położenia

Konserwacja nie wymagana zalecane zerowanie

czujnika raz na rok

Dynamiczna metoda pomiaru ciśnienia

Przy metodzie dynamicznej pomiaru przez

przetwornik ciśnienia przepływa częściowy strumień

powietrza. Przetwornik jest zbudowany jako

miniaturowy przewód pomiarowy prędkości powietrza.

Termorezystor przetwornika w zależności od

prędkości omywającego strumienia powietrza traci

ciepło. W ten sposób prędkość przepływu powietrza

przetwarzana jest na odpowiedni sygnał elektryczny.

Ponieważ strumień częściowy jest proporcjonalny

do strumienia całkowitego, mierzony sygnał może być

skalibrowany w odniesieniu do przepływu całkowitego

dając w wyniku sygnał napięciowy wprost

proporcjonalny do przepływu powietrza.

Statyczna metoda pomiaru ciśnienia

Membranowe przetworniki ciśnienia działają na

zasadzie pomiaru ciśnienia statycznego. Czujnik

składa się z cylinderka podzielonego membraną na

dwie komory – jedna dla ciśnienia dodatniego, druga

dla ciśnienia ujemnego. Membrana znajduje się w

położeniu pośrednim, gdy ciśnienie po obydwu jej

stronach jest jednakowe. Różnica ciśnienia powoduje

ugięcie membrany w kierunku ciśnienia niższego.

Odchyłka membrany jest miarą różnicy ciśnień.

Na jej podstawie powstaje sygnał napięciowy

proporcjonalny do wielkości mierzonej.

Taka metoda pomiarowa jest ekonomicznym

rozwiązaniem dla instalacji w budynkach biurowych

lub podobnych. W związku z możliwością

zanieczyszczenia czujnika, metoda ta nie znajdzie

zastosowania przy strumieniach powietrza zapylonego

lub zanieczyszczonego chemicznie.

W tej metodzie pomiaru powietrze nie przepływa

przez czujnik. Nie jest on zatem narażony na

działanie pyłu. Należy jednak zwrócić uwagę na to, że

do membrany i komór pomiarowych mogą mieć

dostęp substancje chemiczne. Obciążenie

zanieczyszczeniami jest jednak znacznie mniejsze niż

przy metodzie dynamicznej.

Do pomiaru wartości w regulatorze

przepływu jest potrzebny czujnik

uśredniający pomiary z kilku punktów

w tym samym przekroju poprzecznym.

Przy uwzględnieniu

aspektów

ekonomicznych

i technicznych,

optymalnym rozwiązaniem

jest czujnik różnicy

ciśnienia TROX.

Czujnik składa się z co najmniej

dwóch rurek pomiarowych z

nawierconymi otworkami po stronie

napływu (ciśnienie całkowite)

i odpływu (ciśnienie statyczne).

Rozwiązanie takie zapewnia dobre

uśrednienie w rurkach

pomiarowych. Taki czujnik znajduje

coraz szersze zastosowanie

ponieważ przy różnych

warunkach napływu zapewnia

dokładne wyniki pomiarów.

V .

~ U

U ~ U

V .

Zastosowanie w budynku biurowym

Regulatory zmiennego przepływu TVZ i TVA z elementami

sterującymi do integracji z systemem zarządzania budynkiem

V .

Regulacja przepływu powietrza

Regulacja stałego przepływu

powietrza bez zasilania zewnętrznego

Regulacja zmiennego przepływu

powietrza z zasilaniem zewnętrznym

Samoczynne regulatory mechaniczne są ekonomicznym

rozwiązaniem w regulacji systemów stałego przepływu.

Ponieważ działają one bez zewnętrznego źródła

energii, brak kosztów okablowania, a uruchomienie

następuje w łatwy sposób.

Regulator posiada przepustnicę ułożyskowaną tak,

aby łatwo się obracała. Siły aerodynamiczne

strumienia powietrza wywołują zamykający ruch klapy.

Siły te są dodatkowo wzmacniane przez wypełniany

powietrzem mieszek regulacyjny. W kierunku

przeciwnym oddziałuje mechanizm, składający się

ze sprężyny i krzywki, które są tak dobrane, aby

utrzymać na stałym poziomie przepływ powietrza

przy zmieniającym się ciśnieniu w przewodzie.

Mieszek regulacyjny ma ponadto za zadanie

stabilizować układ przeciw wahaniom przepustnicy.

Regulacja przepływu powietrza następuje

w zamkniętym obwodzie regulacyjnym, pomiar –

porównanie – nastawianie. Regulator otrzymuje na

podstawie zmierzonej różnicy ciśnienia poprzez przetwornik

chwilową wartość rzeczywistą. Wartość zadaną

w większości zastosowań otrzymuje z regulatora

temperatury pomieszczenia. Regulator porównuje

wartość rzeczywistą z zadaną i w przypadku różnicy

pomiędzy tymi wartościami zmienia sygnał nastawczy

siłownika przepustnicy.

A Regulatory przepływu typu VFL

Regulacja stałego przepływu powietrza

z możliwością przełączania wartości nastawy

Systemy pracujące ze stałą ilością powietrza

umożliwiają oszczędność energii gdy ilość powietrza

redukowana jest poza okresem użytkowania instalacji

(tryb dzień - noc). Regulatory przepływu wyposażone

w tym celu w dwupołożeniowy siłownik mają dwie

wartości nastawy, pomiędzy którymi przełączana

jest wielkość przepływu.

+ -

Regulatory przepływu powietrza

- do montażu wewnątrz kanału

Równomierne rozprowadzenie powietrza w układzie

wielu nawiewników możliwe jest przy prawidłowym

poprowadzeniu przewodów lub po wyregulowaniu za

pomocą przepustnic regulacyjnych.

Zamontowanie przed każdym nawiewnikiem, wewnątrz

kanałów regulatorów przepływu ułatwia i przyspiesza

rozruch instalacji oraz wyklucza możliwość

przekroczenia założeń projektowych. Ze względów

akustycznych różnice ciśnienia do zdławienia

nie powinny być zbyt duże.

Wartość zadana

przetwornik ciśnienia regulator przepływu siłownik

Uruchamianie urządzenia jest wyjątkowo łatwe. Na

skali znajdującej się na zewnątrz obudowy można

odczytać i ewentualnie nastawić żądany przepływ

powietrza. Firma TROX dostarcza samoczynne

regulatory przepływu serii RN (okrągłe) i EN

(prostokątne). Dzięki dodatkowym tłumikom dźwięku

można zredukować szumy przepływowe

w instalacjach o wyższych wymaganiach akustycznych.

Zmiany ciśnienia w przewodzie

Gdy w przewodzie zmieni się ciśnienie np. na skutek

zmiany przepływu powietrza w innym urządzeniu,

zostaje to przez regulator rozpoznane i skorygowane.

Pozostaje to bez wpływu na temperaturę pomieszczenia.

Zmienny przepływ powietrza

Po zmianie wartości sygnału sterującego przepływ

powietrza zostaje wyregulowany na nową wartość

zadaną. Wartość przepływu powietrza jest ograniczona

w zakresie między wartością minimalną i maksymalną.

Regulacja może być przesterowana w sposób

wymuszony np. na całkowite zamknięcie przepływu.

100 %

90 %

80 %

70 %

60 %

50 %

40 %

30 %

20 %

10 %

0 %

‡ ma x

‡ mitte l

‡ mi n

min

0 50

10 0 200

całkowite

zamknięcie

Huk-Coburg Versicherungen, Coburg

ciśnienie w przewodzie

500

Nürnberger Versicherungen, Norymberga

Kanaldruck

800

max

intermediate

Vollabsperrung

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: