Měření VZT parametrů. Roman Rybín květen 2018

Transkript

1 Měření VZT parametrů Roman Rybín květen 2018

2 Současná nabídka Přístroje pro měření VZT parametrů nová řada AIRPRO Snímače a čidla pro kontinuální měření Designové ventilátory icon Radiální nízkotlaké ventilátory

3 AIRPRO kompletní profesionální řešení Inteligentní sondy nebo samostatné měřicí přístroje Aplikace AirPro Mobile (Android, ios) On-line TSI manažer Vzájemná kompatibilita Postupné rozšiřování

4 Vizualizace proudění v potrubí

5 Vizualizace proudění v potrubí

6 Vizualizace proudění v potrubí Laminární vs. turbulentní

7 Vizualizace proudění v potrubí Laminární vs. Turbulentní Ukázky nerovnoměrných rychlostních profilů

8 Vizualizace proudění v potrubí

9 Vizualizace proudění v potrubí

10 Vizualizace proudění v potrubí

11 Normy ČSN EN ČSN EN Větrání budov provozní metody měření průtoku vzduchu (metody) ČSN EN Větrání budov zkušební postupy a měřicí metody pro přejímky instalovaných větracích a klimatizačních zařízení. ČSN EN ISO Měření průtoku tekutin pomocí snímačů diferenčního tlaku vložených do zcela zaplněného potrubí kruhového průřezu část 1-4 (obecné principy, clony, Dýzy a Venturiho dýzy, Venturiho trubice) ČSN ISO 3966 Měření průtoku tekutin v uzavřených profilech - metoda měření rychlostního pole pomocí Prandtlových trubic

12 Normy ČSN EN měření průtoku v potrubí ČSN EN stanovení zjednodušených metod pro provozní měření průtoku vzduchu. Popis těchto metod tak, aby měření byla v mezích nejistot stanovených pro jednotlivé metody. Menší počet měřicích bodů při dodržený určitých podmínek (přímé úseky potrubí, poměr rychlosti v ose a maximální hodnoty, proudění bez úplavů atd.) Norma specifikuje požadavky na měřicí přístroje (přesnosti a rozlišení). ČSN EN Větrání budov kompletní popis metodiky měření, podrobné určení nejistot měření, popis systematických chyb. Vhodné zvláště v případech krátkých přímých úseku potrubí.

13 ČSN EN zdroje chyb Hrubé chyby, které mohou nastat v důsledku lidského faktoru (nutné se jich vyvarovat) Systematické chyby odstranění pravidelnými kalibracemi přístroje Náhodné chyby (zdroje náhodných nejistot odečet, nejistota přístroje, nejistota metodiky, kolísání podmínek prostředí atd.) více viz. norma ČSN EN Výsledná naměřená hodnota bez uvedení nejistoty měření je prakticky bezcenná.

14 Metody měření průtoku vzduchu ve vzduchovodech dle ČSN EN 1.Bodová měření Prandtlovou sondou s mikromanometrem 2.Bodová měření termickým nebo mechanickým anemometrem

15 Metody měření průtoku vzduchu ve vzduchovodech dle ČSN EN 3.Vestavná zařízení pro měření průtoku přepočet musí udat výrobce, včetně kalibrační křivky (k měřenému tlaku je nutno měřit i teplotu a barometrický tlak) 4.Měření pomocí značkovacího plynu

16 ČSN EN příklad 1 (zadání) Změřte objemový průtok ve čtyřhranném potrubí 800x600 mm a stanovte celkovou nejistotu měření, včetně stanovení dílčích nejistot. Vše zaznamenejte do protokolu z měření v souladu s normou ČSN EN Měření provedeme pomocí multifunkčního přístroje TA465P (funkce mikromanometru pro snímání dp z Prandtlovy sondy, měření barometrického tlaku a měření teploty vzduchu pomocí termočlánku K) a dynamické rychlostní sondy Airflow (Prandtlova sonda) 1000x8 mm. Odhadovaný průtok cca m 3 /hod, při teplotě cca 170 C. Měřicí místo mm od kolena (přímý úsek bez vnitřních překážek je mm).

17 ČSN EN počet bodů Měření v průřezu vzduchovodu - rovnoměrný rychlostní profil je málokdy splněn nutné zvolit dostatečný počet dílčích průřezů neboli bodů měření v daném průřezu. K odhad počtu měřicích bodů pro dané měřicí místo použijte tabulku D.1 např. požadujeme nejistotu 10/5 (celková nejistota %/nejistota měřicího zařízeni %) máme relativní vzdálenost a/d h 4,7, potřebujeme minimálně měřit v 14ti bodech k dosažení dané nejistoty (v našem příkladu zvoleno 3 x 6 bodů). Kde D h = 4 * A/U (A průřez, U obvod)

18 ČSN EN nerovnoměrnost Nerovnoměrnost rychlostního profilu U Po měření lze spočítat U=(V max -V min )/2V. Před měřením lze použít empirický vztah viz. obrázek E.4 (platí pro narušené proudění, které rovnoměrně působí v celém vzduchovodu tj. vstupní otvor, klapka, oblouk, za ventilátorem, odbočkou atd.) Náš příklad a/d h = 4,7 z toho odhad nerovnoměrnosti U = 14%

19 ČSN EN počet bodů Dále z U (v našem případě 14%) a požadované dosažené nejistoty umístění měření τ u (např. chceme lepší než 10%), určíme minimální počet měřicích bodů v daném průřezu. V tomto případě by stačilo 10 bodů. Volíme 18 bodů 3 osy po 6 bodech z tabulky pak aproximací dostaneme τu = 8%

20 ČSN EN rozložení bodů Polohu jednotlivých bodů dle vztahu resp. tabulek uvedených v normě. Ukázka Log Tchebišev. Rozložení bodů: - Rovnoplošné EN Log-Tchebychev (ASHRAE Standard 111, ASHRAE 2005 Fundamental Handbook) - Log-linear

21 ČSN EN nejistota τ G Nejistota způsobená měřicím zařízením τ G V tomto případě je to mikromanometr s Prandtlovou sondou a nejistotu zařízení můžeme určit dle obrázku E.6. V našem případě budou měřené rychlosti okolo hodnoty 9 m/s, rozlišení TA465P je 0,1 Pa, ale přesnost je definována jako: ±1% z měřené hodnoty, ±1Pa. V tomto případě snímáme dp cca 40 Pa, takže ve vztahu určení přesnosti přístroje převažuje ±1Pa, přímka č.2 a z ní τ G =cca 1% Lze i vypočítat (odkaz) Legenda: 1 rozlišení 0,2 Pa 2 rozlišení 1 Pa 3 rozlišení 5 Pa

22 ČSN EN nejistota τ p Eliptická Prandtlova sonda ±1% p dyn, nejistota τp = 1%

23 ČSN EN nejistota τ s Nejistota rozměru vzduchovodu Rozměr vzduchovodu 800x600 mm, výrobce potrubí v tomto případě neurčen, rozměry z dokumentace, přeměřeno metrem (rozlišení po 1 mm) odhad ±1% τ s = 1%.

24 Nejistota hustoty měřeného média (vzduchu) Hustota vzduchu závisí na teplotě, tlaku a vlhkosti. Pokud se Vám nechce vyčíslovat přímo nejistota z naměřených hodnot a přesnosti jednotlivých přístrojů, je asi nejjednodušší použít nějakou fixní hodnotu. V tomto případě 2 % (norma EN 12599) Odhadem τ d = 2%. ČSN EN nejistota τ d Další nejistoty: - Nejistota odečtu (analog - dílky), (digital - rozlišení displeje, digit) - Nejistota metody (rovnoplošné & Log Tchebyschev)

25 ČSN EN celková nejistota τ t Celková nejistota měření se určí dle vztahu: Kde: Nejistota rozměru vzduchovodu τ s (1%) Nejistota polohy měřicího místa τ u (8%) Nejistota Prandtlovy sondy τ p (1%) Nejistota měřicího zařízení τ G (1%) Nejistota hustoty τ d (2%) τ t = (2 0,01) 2 +(0,08) 2 +( 1 2 0,01)2 +(0,01) 2 +( 1 2 0,02)2 Po dosazení vyjde τ t = 8,4%

26 ČSN EN výpočet U Nerovnoměrnost profilu U odhad byl 14% Výpočet z naměřených hodnot je 13,6% Ukázka protokolu

27 ČSN EN Metody bodového měření (Prandtlova sonda, anemometr) Vybavení: mikromanometr + Prandtlova sonda nebo anemometr (obojí s vyznačením vložné délky), teploměr a barometr. Potřebná délka přímých úseků Kruhové potrubí: před a 5 * D za a 2 * D Pravoúhlé potrubí: Volba místa měření (měřicí roviny) před a 6 * Dh za a 2 * Dh U kruhového potrubí alespoň 150 mm před (proti směru proudu) jakýmkoliv potrubním spojením U pravoúhlého potrubí alespoň 50 mm před jakýmikoliv spoji (i spojkami např. C-clip). V případě profilovaného potrubí, provádějte měření ze strany, která není profilovaná. Nutno sejmout vnější izolaci v místě měření (pozor při vnitřní izolaci)

28 ČSN EN Měřicí body - kruhové vzduchovody Do průměru D160 mm 4 body, průměr mm (5 bodů), průměr mm (8 bodů)

29 ČSN EN Měřicí body - pravoúhlé vzduchovody Větší rozměr L2 je 300 mm (4 body na dané ose), pokud je větší tak 6 bodů. Menší rozměr L1 je 400 mm (postačí jedna osa), pokud je v rozmezí mm (2 osy), větší než 800 mm (3 osy)

30 ČSN EN Postup měření Změříte dynamický tlak ve středu potrubí V průřezu se vyhledá taková poloha sondy, ve které je nejvyšší dynamický tlak, ten si zaznamenáte (stejně jako danou polohu) 3 kritéria pro schválení měřicí roviny (místa): 1) Poloha, kde byl naměřen nejvyšší tlak, musí být vzdálena více než 0,1D od stěny vzduchovodu 2) Nejvyšší naměřená hodnoty dynamického tlaku musí být nižší než dvojnásobek hodnoty dynamického tlaku ve středu potrubí (pro anemometr je to 1,4x hodnota rychlosti) 3) V průřezu nejsou zjištěny žádné zpětné proudy nebo víry Dále musíte změřit a zaznamenat teplotu vzduchu (v potrubí i v okolí), barometrický tlak, rozměry potrubí a vzdálenosti od překážek proudění. Je nutné i zaznamenat jakékoliv pulsace proudění.

31 ČSN EN Korekce naměřených hodnot Chyba přístroje (systematická chyba) použitím kalibračních protokolů Teplotu vzduchu a barometrický tlak (k1) - některé přístroje toto umí (actual/standard), statický přetlak nebo podtlak 2000 Pa (kompenzace), termický anemometr s automatickou teplotní kompenzací, indikace skutečné rychlosti (pokud to tak není, nutná korekce, viz převodní vztahy v normě) Korekce na tvar vzduchovodu (k2) Příklad pro kruhové vzduchovody

32 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu na přívodních koncových zařízeních Talířové ventily Čtyřhranné vyústky Anemostaty Anemostaty s vířivým výtokem vzduchu Trysky

33 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu na přívodních koncových zařízeních Měření referenčního tlaku pokud jsou vybavena odběrem tlaku a křivkou (výrobce) mikromanometr, teploměr, barometr (pozor na metodiku)

34 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu na přívodních koncových zařízeních Měření referenčního tlaku Měření pomocí těsného vaku vaky o různých objemech (tl.vaku 0,02-0,04 mm), rámečky, stopky, mikromanometr (3 Pa), teploměr, barometr plnění minimálně 10 s, tlaková ztráta koncového prvku minimálně 10 Pa (strop), 50 Pa (stěna, nutno nadzvedávat)

35 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu na přívodních koncových zařízeních Měření referenčního tlaku Měření pomocí těsného vaku Měření pomocí nástavce - potřeba rovnoměrného proudění - vliv tlakové ztráty nástavce - netěsnost A. s nástavcem bez kompenzace tlakové ztráty

36 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu na přívodních koncových zařízeních Měření referenčního tlaku Měření pomocí těsného vaku Měření pomocí nástavce - potřeba rovnoměrného proudění - vliv tlakové ztráty nástavce - netěsnost A. s nástavcem bez kompenzace tlakové ztráty B. s nástavcem a pomocným ventilátorem

37 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu na přívodních koncových zařízeních Měření referenčního tlaku Měření pomocí těsného vaku Měření pomocí nástavce - potřeba rovnoměrného proudění - vliv tlakové ztráty nástavce - netěsnost A. s nástavcem bez kompenzace tlakové ztráty B. s nástavcem a pomocným ventilátorem C. s nástavcem ve dvou krocích

38 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu na přívodních koncových zařízeních Měření referenčního tlaku Měření pomocí těsného vaku Měření pomocí nástavce nejistota měření A. rovnoměrné proudění délka nástavce > 3Dh, bez víření, korekční faktor, zkušenosti, vířivé anemostaty B. tlaková ztráta nástavce musí být nízká ve srovnání s tlakem, který je k dispozici ve vzduchovodu C. netěsnost vyvarovat se špatnému přitlačení nástavce ke stěně (lidský faktor, stativ) Pokud jsou podmínky splněny lze dosáhnout standardní nejistoty metodiky 5% pro statistickou úroveň spolehlivosti přibližně 68% Hodnoty nejistoty jsou významně zvýšeny při porušení těchto podmínek (až do výše 100%)

39 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu pro odvodní koncová zařízení Měření referenčního tlaku s přímým odběrem tlaku a křivkou (výrobce, nebo se sondou) mikromanometr, teploměr, barometr (pozor na metodiku)

40 ČSN EN Metody měření průtoku vzduchu pro odvodní koncová zařízení Měření referenčního tlaku Měření pomocí nástavce - vliv tlakové ztráty nástavce - netěsnost A. s nástavcem bez kompenzace tlakové ztráty B. s nástavcem a pomocným ventilátorem C. s nástavcem ve dvou krocích

41 Kvalita vnitřního prostředí budov Přednáška Z.Mathauserové 22.konference Klimatizace a větrání (aktuální přehled zákonů, nařízení vlády, vyhlášky, normy a metodiky) Vnitřní výpočtové teploty dle ČSN EN a doporučené relativní vlhkosti vzduchu dle ČSN portál TZB info ČSN Vstupní parametry vnitřního prostředí pro návrh a posouzení energetické náročnosti budov s ohledem na kvalitu vnitřního vzduchu, tepelného prostředí, osvětlení a akustiky

42 Jako profesionálové

43 Závěr Děkuji za pozornost Ing.Roman Rybín, ,

44 Literatura a použité materiály Archiv firmy Airflow/TSI Sborník 22.ročníku Konference Klimatizace a větrání Normy ČSN EN a ČSN EN Přednáška ze semináře Měření VZT - Ing.Hejčík (VUT Brno) Portál TZB info