Řešení najdeme i tam, kde zdánlivě není. Aneb jak vyřešit měření průtoku čerstvého vzduchu ve shodě s LEED
Přehrát audio verzi
Řešení najdeme i tam, kde zdánlivě není. Aneb jak vyřešit měření průtoku čerstvého vzduchu ve shodě s LEED
00:00
00:00
1x
- 0.25x
- 0.5x
- 0.75x
- 1x
- 1.25x
- 1.5x
- 2x
Postavit moderní administrativní budovu bez požadavku certifikace LEED nebo BREEAM si už dnes neumíme ani představit. Investor dnes zaplatí jen za kvalitu, a proto vyžaduje špičkové a energeticky úsporné řešení spojené s moderními technologiemi a řízením.
Obr. 1 Administrativní budova v Praze Karlíně (Pernerova – Šaldova)
Pojďme se podívat na jeden pomyslný střípek z mozaiky kompletního VZT systému nové administrativní budovy v Karlíně na rohu ulic Pernerova a Šaldova. Tím střípkem je v tomto případě striktní požadavek na co nejpřesnější kontinuální měření přívodu čerstvého vzduchu pro jednotlivá VZT zařízení.
Požadavek
S ohledem na ekonomický provoz VZT zařízení budovy jsou vyžadována i online data o aktuálním průtoku přívodního čerstvého vzduchu. Předpisy LEED nebo BREEAM definují požadavky obvykle bez kompromisu a ohledu na prostorové možnosti stavby a dostupná technická řešení (čidla a sondy). Průtok je vyžadován měřit od nulových do maximálních hodnot pro dané zařízení, a navíc s přesností pod ±10 % z měřené hodnoty! A tak to do ruky dostává projektant.
Trocha teorie
Jaké jsou vlastně dnes technické možnosti sond určených pro montáž do rozměrnějšího vzduchotechnického potrubí?
Každá sonda umístěná do potrubí potřebuje dostatečný přímý úsek (bez vnitřních překážek) před a částečně i za místem, kde je instalována. Na první dobrou by volila realizační firma některou z jednobodových termických sond. Google Vám jich najde dostatek a navíc „splňují zadání projektu“ aspoň při prvním laickém pohledu. Analogový výstup přímo úměrný rychlosti, měří téměř od nulových hodnot (což je nepopiratelná přednost termického senzoru) s přesností cca ±3 až 5 %. Volbu navíc podpoří i jednoduchá instalace. Je tady ovšem jedno velké ALE. A tím je nutnost, brát v potaz zásadní podmínku pro dodržení dané přesnosti, kterou je dostatečný přímý úsek bez vnitřních překážek. U jednobodových čidel to je minimálně 10D před a 3D za umístěním čidla v potrubí. Pokud by se jednalo o potrubí D100 mm, nepochybně najdete vhodné místo s délkou 1 300 mm. Ovšem pro rozměrnější potrubí např. o rozměrech 1 000 × 2 000 mm se dostáváte k požadavku přímé délky téměř 20 metrů!
Proto se v těchto případech musí volit vícebodové tlakové sondy. Platí, že sondy s větším počtem měřicích bodů potřebují kratší přímý úsek. Tlakové sondy ovšem už ze svého principu měření (snímání diferenčního tlaku) nedokáží měřit rychlosti od nuly. V praxi se lze dostat k hodnotám rychlostí od 1,5 m/s (platí např. pro měřicí kříže nebo Wilsonovy mříže), případně od cca 2,5 m/s (VS sondy). Schopnost měřit takto nízké hodnoty lze ovšem pouze s kvalitním a vysoce přesným převodníkem tlaku, který dokáže snímat i velmi nízké tlakové diference v řádech pouhých jednotek Pa!
Střecha „administračky“
Na této budově je většina přívodů čerstvého vzduchu řešena typicky v konfiguraci sací žaluzie, nepatrný nebo žádný přechodový kus, následuje tlumič a za ním je už vlastní VZT jednotka. Jistě Vás napadá, že dle výše uvedeného je prakticky nemožné vyhovět požadavkům dostatečného přímého úseku potrubí. Přesto se ovšem přívod čerstvého vzduchu měřit musí a pokud možno relevantně a přesně.
Obr. 2 Typická ukázka řešení přívodu čerstvého vzduchu (zařízení 20)
Příklad jedné instalace
Pro typické řešení přívodního potrubí bylo možné pouze netypické řešení měření, které spočívalo v instalaci VS sondy přímo do prostoru buňkového tlumiče, čímž jsme „zabili“ doslova 2 mouchy jednou ranou. Komoru tlumiče si lze zjednodušeně představit jako obdélníkové potrubí o daném rozměru a z něj lze potom dopočítat i potřebnou délku přímého úseku před a za místem instalace sondy. Konkrétně v tomto případě (zařízení 20) pro tlumič GE250×500×1500 nás zajímala komora tlumiče s šířkou 90 mm a s výškou 500 mm. Výpočtem vychází hodnota 5D na 1 475 mm. Délka tlumiče 1 500 mm je tak pro účel měření plně postačující.
Druhou výhodou je vyšší rychlost v komoře tlumiče oproti rychlostem v potrubí před anebo za ním. Pro max. průtok 17.000 m3/hod (projektová hodnota) je rychlost v potrubí 2,3 m/s a v komoře tlumiče je to 6,6 m/s! To umožní měřit průtok pro potřeby MaR již od 5.100 m3/hod, což lze i jinak definovat jako pracovní rozsah 30…100 %.
Výsledný průtok pak už jen postačí dopočíst z rychlosti a jednotlivých dílčích ploch všech komor tlumiče.
Obr. 3 VS sonda je umístěna v komoře dvou tlumičů umístěných těsně nad sebou (potrubí 1 000 × 2 000)
Na co je třeba myslet
Zvláště při montáži VS-sond je rozhodující čas jejich instalace. Místa instalace jsou definovaná projektem, nicméně určitě je vždy nutná prvotní prohlídka během montáže potrubí a případné doladění faktu Projekt vs. Realita. Sondy se musí instalovat v době, kdy je ještě potrubí přístupné a kdy lze sondu do potrubí zasunout a řádně zafixovat s ohledem na její délku 1 000 mm. Zde se vše podařilo, a to i díky dobré komunikaci se šéfem party montážníků a jejich šikovnosti. Jakmile se potrubí zakrylo izolací a plechy, jsou sondy z vnějšku téměř neviditelné. Místo instalace poznáte prakticky jen podle typické modro-červené dvojice PVC hadiček. Ty představují pomyslnou „pupeční šňůru“ mezi VS sondou a převodníkem tlaku PTSXR.
Další, neméně důležitý úkol, je najít vhodné místo pro převodník tlaku. Zatímco ocelové VS sondy bez problému zvládají teploty pod bodem mrazu, převodník potřebuje mírnější klima, protože jen při teplotách nad bodem mrazu je garantována přesnost měření. Zde se převodník nainstaloval přímo do VZT jednotky. Z fotografie je dobře patrné i vyřešení napojení PVC hadiček a elektrického napájení, včetně analogového výstupu.
Obr. 4 Instalace převodníku tlaku PTSXR na DIN lištu uvnitř VZT jednotky
Obr. 5 Ukázka poměrové kalibrace s přístrojem TA530 (zařízení 11)
Místní kontrolní měření
Pro každou atypickou montáž tlakové sondy do potrubí je nutné provést místní kalibraci. V případě dostupného přímého úseku potrubí lze při kalibraci postupovat např. dle normy ČSN EN 12599, kapitola D1. Zde tento způsob nepřicházel v úvahu, protože jak bylo řečeno výše, nenašlo se ani vhodné místo pro instalaci sondy dle požadavku na přímý úsek, natož pak vyhovující místo pro kalibraci dle ČSN.
Proto se zvolila metoda srovnávacího měření. V tomto případě to bylo měření průtoku na dýze ventilátoru dané VZT jednotky, kdy byly dále měřeny hodnoty:
- tlakové diference na VS sondě, kterou měřil paralelně připojený multifunkční přístroj TA530 s online přepočtem na rychlost a z ní na základě průřezu na celkový průtok
- hodnoty průtoku z MaR z dýzy ventilátoru při nastavení klapek na 100 % přívodu čerstvého vzduchu /vypnutá recirkulace vzduchu/
- kontrolně byl ještě proveden i odečet průtoku měřený na dýze ventilátoru dané VZT dle konstanty K pro daný typ motoru (přístroj TA530)
Celkem byla takto proměřena 3 vybraná zařízení a u všech byly hodnoty průtoku v toleranci do cca ±10 %, což je jako základ pro nastavení MaR vynikající výsledek s ohledem na opravdu atypické umístění VS-sond.
Závěr
S požadavky na přesné kontinuální měření průtoku v potrubí se určitě budete setkávat u projektů s požadavky LEED a BREEAM stále častěji. Na této realizaci byla ukázána jedna z možností, jak lze požadavek vyřešit.
Ke konečnému úspěchu vedla především dobrá komunikace s projektantem, spočívající ve volbě řešení a výběru vhodných míst, následně potom při realizace nepodcenění času montáže s ohledem na přístupnost, důsledná kontrola a následně i spolupráce s MaR techniky při zprovoznění VZT systémů.
Závěrem jen opakuji to, co jsem zmiňoval na začátku článku. Je to jen jeden nepatrný, ale důležitý střípek, který patří do kompletního celku moderní energeticky úsporné administrativní budovy.
Designové ventilátory ICON, přístroje pro VZT: anemometry, mikromanometry, Prandtlovy sondy, teploměry a termočlánková čidla, vlhkoměry, zvukoměry, ProHood, měření CO₂, MaR: čidla, snímače, převodníky. Odborná školení VZT. Servis a kalibrace.