IMTEAM - Pomiary, regulacja, projekty - ogrzewanie wentylacja klimatyzacja

Pomiary wentylacji

Instalacje wentylacji mechanicznej do sprawnego, skutecznego i komfortowego działania potrzebują wykonania szeregu prac pomiarowych i regulacyjnych. Dobrze działająca wentylacja mechaniczna lub klimatyzacja to taka, która nie powoduje odczucia przeciągu, nadmiernego hałasu, dyskomfortu termicznego u osób przebywających w pomieszczeniach oraz dostarczająca odpowiednią ilość powietrza zewnętrznego. Spełnienie tych kryteriów jest trudne, ale nie niemożliwe. Z pomocą w diagnozowaniu problemów i w regulacji instalacji wentylacji przychodzą pomiary kilku podstawowych parametrów technicznych.

Wydajność wentylacji

Najpopularniejszym mierzonym parametrem fizycznym, który obrazuje co dzieje się z instalacją, jest wydajność powietrza wentylacyjnego (pomiary skuteczności wentylacji). Pisząc bardziej obrazowo, pomiar wydajności wentylacji jest sprawdzeniem ile powietrza wentylacyjnego jest dostarczane (nawiewane) do poszczególnych pomieszczeń w lokalu czy budynku oraz ile powietrza jest usuwane (wywiewane) z tych samych pomieszczeń. Wydajność wentylacji wyrażona z reguły jest w ilości metrów sześciennych powietrza przepływających na godzinę lub za pomocą ilości wymian powietrza w ciągu godziny ( ile razy w ciągu godziny całe zgromadzone w pomieszczeniu powietrze wyrażone kubaturą pomieszczenia jest w nim wymieniane). Oczywiście, nie są to jedyne jednostki wyrażające strumień wydajności powietrza i skuteczność wentylacji, ale bez wątpienia są w Polsce najpopularniejsze. Zmierzenie wydajności wentylacji i porównanie uzyskanych wartości z projektem lub wymaganiami określonymi w przepisach daje nam odpowiedź czy wentylacja działa prawidłowo czy też nie. Analizując wyniki dla poszczególnych pomieszczeń, o konkretnej funkcji i przeznaczeniu uzyskujemy informacje gdzie występują problemy ze zbyt dużą ilością powietrza wentylacyjnego, a gdzie mamy zbyt mało powietrza wentylacyjnego. Zarówno nadmiar jak i niedobór powietrza ma swoje negatywne skutki i warto doprowadzić instalację wentylacji do stanu gdzie wszędzie mamy tyle powietrza ile powinno być. Nadmiar powietrza w stosunku do wartości projektowanych będzie może powodować odczucie przeciągu, hałas na nawiewnikach lub wywiewnikach, zbyt dużą prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi czy nadmierne przegrzewanie w zimie i nadmierne przechładzanie w lecie pomieszczeń. Niedobór powietrza, choć nie będzie powodował hałasu to może prowadzić do uczucia duszności w pomieszczeniu, zbyt dużego stężenia dwutlenku węgla osłabiającego pracę czy dyskomfort cieplny związany z niedogrzewaniem pomieszczenia w zimie i przegrzewaniem się pomieszczenia w lecie.

Wydajność wentylacji mierzona jest za pomocą anemometrów mechanicznych, termoanemometrów czy też balometrów. Pomiar wykonywany jest z reguły na wszystkich nawiewnikach i wywiewnikach, poprzez przyłożenie przyrządu pomiarowego do powierzchni elementu nawiewnego lub wywiewnego. Czasami wykonuje się pomiaru wydajności w przewodach wentylacyjnych, gdy pomiar na elementach zakończających wentylacje jest niemożliwy lub utrudniony jest dostęp do takich punktów. Ilość punktów pomiarowych (nawiewników, wywiewników) kształtuje koszt takich prac. 

 
Prędkość powietrza

Bardzo ważnym parametrem fizycznym w wentylacji jest prędkość przepływającego powietrza. Prędkość przepływu powietrza wpływa na hałas generowany przez nawiewniki, kratki wentylacyjne czy też przewody wentylacyjne. Im większa prędkość powietrza tym istnieje większe ryzyko powstawania nieprzyjemnego hałasu lub uciążliwego, szumu na który narażeni jesteśmy przez wiele godzin. W obrębie pomieszczeń i strefy przebywania ludzi prędkość powietrza nawiewanego wpływa też na odczucie komfortu lub dyskomfortu cieplnego. Zbyt duża prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi prowadzi do odczuwania przez użytkowników przeciągu i chłodu. Skutkiem przebywania w pomieszczeniach, gdzie mamy do czynienia ze zbyt dużą prędkością powietrza w obszarze pracy ludzi może być zwiększona absencja chorobowa (przeziębienia, anginy, zapalenia dróg oddechowych, przewlekły katar). Z drugiej strony zbyt niska prędkość powietrza może obniżać skuteczność działania wentylacji. Mogą powstawać w większych pomieszczeniach martwe strefy, do których nie dociera powietrze wentylacyjne. Prawidłowy rozdział powietrza wymaga nie tylko zapewnienia odpowiedniej wydajności powietrza, ale również odpowiednio dobranych prędkości. 

Prędkość powietrza w systemach wentylacyjnych mierzona może być za pomocą: anemometrów mechanicznych (anemometry skrzydełkowe), termoanemometrów (anemometrów cieplno-oporowych) oraz rurek spiętrzających połączonych z mikromanometrami różnicowymi. 

 

Skuteczność wentylacji

Skuteczność wentylacji jest odzwierciedleniem prawidłowości wymiany powietrza w pomieszczeniach wentylowanych oraz miarą prawidłowości usuwania zanieczyszczeń (wilgoć, dwutlenek węgla, pył, szkodliwe dla zdrowia zanieczyszczenia gazowe) z pomieszczenia. Jednym z istotnych parametrów składających się na skuteczność działania wentylacji jest ilość wymian powietrza w ciągu godziny. Znając wymiary gabarytowe pomieszczenia (powierzchnię i wysokość) oraz posiadając wiedzę o ilości powietrza wentylacyjnego nawiewanego i usuwanego z danego pomieszczenia można obliczyć ile razy w ciągu godziny wymieniane jest całe powietrze zgromadzone w pomieszczeniu. Innymi słowy ilość wymian mówi nam po jakim czasie wymieniona zostanie cała objętość (kubatura) powietrza zamknięta w pomieszczeniu. Im częściej wymieniane jest powietrze w pomieszczeniu na powietrze zewnętrzne, tym stężenie zanieczyszczeń będzie mniejsze. Skuteczność wentylacji (usuwania zanieczyszczeń) zależy także od sposobu dystrybucji powietrza w danym pomieszczeniu. Przyjmuje się, że wentylacja mieszająca (najczęściej spotykana) posiada skuteczność na poziomie 50%, ponieważ czyste zewnętrzne powietrze miesza się z powietrzem zanieczyszczonym w pomieszczeniu, a tym samym rozrzedza stężenie zanieczyszczeń i w rezultacie z pomieszczenia usuwane jest teoretycznie 50% powietrza zanieczyszczonego i 50% powietrza "czystego". W przypadku wentylacji wyporowej, gdzie stopień zmieszania jest znacznie mniejszy można uzyskać skuteczność wentylacji na poziomie 70 - 80%, a więc w powietrzu usuwanym będzie znajdować się do 80% powietrza zanieczyszczonego z pomieszczenia. Najwyższą sprawność posiada wentylacja tłokowa (źródłowa), gdzie przy minimalnym stopniu zmieszania powietrze zanieczyszczone z pomieszczenia jest wypierane tłokowo przez powietrze czyste, zewnętrzne. Teoretycznie skuteczność wentylacji tłokowej wynosi 100%.

 

Temperatura powietrza nawiewanego

Na komfort przebywania w pomieszczeniach ma wpływ nie tylko prawidłowa wydajność powietrza (skuteczność wentylacji) czy prędkość powietrza, ale również istotna jest temperatura powietrza nawiewanego. Parametr ten niezwykle ważny jest w układach klimatyzacji, kiedy nawiewane jest do pomieszczeń powietrze znacznie chłodniejsze od powietrza w danym pomieszczeniu. Chłodne powietrze o temperaturze niższej o kilkanaście stopni od temperatury powietrza w pomieszczeniu może potęgować odczucie przeciągu. Temperatura powietrza nawiewanego nie powinna być niższa od temperatury w pomieszczeniu o więcej niż 10 stopni Celsjusza (w przypadku nawiewników wirowych z dużym stopniem zmieszania), a w przypadku innych typów nawiewników powinna być jeszcze mniejsza.

Istotny problem ze zbyt niską temperaturą powietrza nawiewanego występuje w przypadku klimatyzatorów ściennych lub kasetonowych. Urządzenia klimatyzacyjne freonowe (z bezpośrednim odparowaniem czynnika chłodniczego) posiadają bardzo niską temperaturę powietrza nawiewanego, w rezultacie bardzo ważne jest ukierunkowanie powietrza tak, aby nie było nawiewane bezpośrednio na osoby przebywające pod klimatyzatorem.