Légtechnikai hálózatok mérése, beszabályozása

A beszabályozatlan légtechnikai rendszerrel rendelkező épület egyik részén melegebb van a tervezettnél és a zárt térben tartózkodó emberek által elvárt légállapotnál, ugyanakkor az épület más részén hideg van, fáznak az emberek. Az energiaköltségek is magasabbak a szükségesnél, hiszen a ventilátor légszállítása nagyobb, így az üzemeltetési költsége is magasabb. A tervezettnél nagyobb légmennyiség következtében a ventilátor gyakran túlságosan zajos, a zárt térben pedig huzathatás léphet fel. A megnövekedett szellőző levegő miatt a hűtési, illetve a fűtési teljesítmény is nagyobb a tervezettnél. Az épület más részein, ahol a térfogatáram kevesebb, mint a tervezett, a térben feldúsul a szén–dioxid, a levegő túlságosan szárazzá válik, így előidézi a „beteg épület” szindrómát.

A fenti problémákból látható, hogy a légtechnikai beszabályozásra szükség van,

• az előírt és elvárt komfort paraméterek biztosítása;
• energiaköltségek csökkentése;
• a „beteg épület” szindróma megelőzése érdekében.

A légtechnikai beszabályozás alapelve

A beszabályozási módszerek közül a légtechnikai beszabályozásnál az arányos módszert alkalmazzuk. A módszer alapja az arányossági törvény. Az arányossági törvény szerint, ha a gerincvezetékben változtatjuk a légmennyiséget, akkor a gerincvezeték által ellátott modulon belül ugyanolyan arányban változik a térfogatáram. Ez a törvény az elektromosságban is közismert. A módszer alkalmazása során a légcsatornában mérjük a térfogatáramot, beállítjuk a zsalukat, beszabályozzuk a rendszer különböző részeit, majd az egészet. Első közelítésben a beszabályozás két részből áll:

Az arányossági törvényt alkalmazva beszabályozzuk az alrendszereket, beállítjuk a zsalukat, anemosztátokat. Ebben a fázisban nem törekszünk a légmennyiség pontos értékének beállítására, csak a modulon, az adott egységen belül a helyes arányok beállítása, vagyis a beszabályozás a cél. Tapasztalat alapján a modulon belül a helyes arányok pontosan beállíthatók, ha az összes légmennyiség a tervezett érték 70%–a és 130%–a közötti tartományban található.

A második lépésben állítjuk be a tényleges térfogatáramot, elvégezzük a modulok beszabályozását egymáshoz képest, majd meghatározzuk a ventilátor szükséges fordulatszámát.

A légtechnikai beszabályozás előkészítése

A légtechnikai beszabályozást akkor tudjuk elkezdeni, ha a rendszer szerelése teljesen befejeződött, minden anemosztát, zsalu, szabályozó szerkezet felkerült a helyére, a ventilátor működik. Első lépésben el kell végezni az egyes elemek működési ellenőrzését, melyet jegyzőkönyvben dokumentálunk. Ide tartozik a különböző szabályozó elemek, tűzcsappantyúk helyes működése, a ventilátor forgásiránya, a légcsatorna tömörsége.
A légtechnikai beszabályozás előkészítéseként a rendszert modulokra kell bontanunk. A modul nem tartalmazhat aktív elemet, például ventilátort.

1. ábra
A rendszer modulokra bontása

A beszabályozást akkor tudjuk elvégezni, ha

• a légcsatornában az áramlás turbulens (Re > 2310);
• az áramlás zavartalan (a mérési hely megfelelően lett kiválasztva);
• a modulban nincs aktív működő elem (ventilátor, nyomáskülönbség–szabályozó).

A beszabályozás előkészítése a következő lépésekből áll:

• az anemosztátok előtti zsaluk nyitott állapotának ellenőrzése;
• a légcsatornában lévő zsaluk nyitott állapotának ellenőrzése;
• a tűzcsappantyúk és motoros zsaluk nyitott állapotának ellenőrzése;
• a ventilátor fordulatszámának maximális értékre történő beállítása és rögzítése;
• az anemosztátok terelőlemezeinek terv szerinti beállításának az ellenőrzése.

2. ábra
A beszabályozás előkészítése
A zsaluk nyitott állapotának ellenőrzése

Az anemosztátok beszabályozása

A légtechnikai beszabályozást mindig az alrendszernél kell elkezdeni. Az alrendszeren belül megmérjük az anemosztátokon keresztül átáramló légmennyiséget, majd meghatározzuk a mért és a tervezett térfogatáramok arányát. A legkisebb értékkel rendelkező anemosztát lesz az úgynevezett „referencia”. Ennek a fogyasztónak a zsaluja teljesen nyitott állapotban marad, a többi anemosztát zsaluját fojtással ehhez képest szabályozzuk be.

3. ábra
A referencia meghatározása
referencia zsalu
táblázat vízszintes: zsalu 1 zsalu 2 zsalu 3
táblázat függőleges: mért térfogatáram (m3/h)
tervezett térfogatáram (m3/h)
térfogatáram–arány

A 3. ábrán a 4. számú anemosztát a referencia, mert mért és a tervezett térfogatáram aránya itt a legkisebb.
A következő lépésben a modulon belül a referencia után következő zsalut oly mértékben fojtjuk, hogy a mért és a tervezett térfogatáram aránya mindkét helyen megegyezzen.

4. ábra
Térfogatáram–arányok beállítása (3. anemosztát)
3. zsalunál: Mérjük a térfogatáramot és beállítjuk a zsalut
4. zsalunál: Ellenőrizzük a referencia zsalut
Táblázat: l. 3. ábra

A 3. ábrán látható, hogy a referencia meghatározásakor a 4. fogyasztónál az arány 0,87 volt, majd miután a 3. anemosztáton beállítottuk a helyes arányt, a 4. fogyasztó térfogatárama megnőtt 260 m³/h–ról 270 m³/h–ra. A beszabályozás során csak a 3. anemosztát zsaluját állítjuk, a referenciát nyitva hagyjuk, és ott ellenőrző mérést végzünk. Ezt a lépést addig folytatjuk, amíg a 3. és a referencia (4.) anemosztáton áthaladó légáramok aránya közelítőleg megegyezik.

5. ábra
Térfogatáram arányok beállítása (2. anemosztát)
l. 4. ábra

Az arányossági törvény értelmében a 3. és 4. fogyasztó térfogatárama mindig azonos arányban változik, ezért elegendő csak a referencia anemosztátot figyelnünk. Az arányos beszabályozási módszert alkalmazva beállítjuk a 2. anemosztát térfogatáram–arányát, majd a kapott értéket összehasonlítjuk a referenciafogyasztónál kialakult aránnyal. Amennyiben közel azonos, a 2. , a 3. és a 4. (referencia) fogyasztót egymáshoz képest beszabályoztuk.

6. ábra
Térfogatáram arányok beállítása (1. anemosztát)
l. 4. ábra

A fenti eljárást folytatva az 1. anemosztátnál beállítjuk a mért és a tervezett légáram megfelelő arányát, majd a kapott értéket összehasonlítjuk a referenciafogyasztónál mért térfogatáramból számított aránnyal. Amennyiben e két arány megegyezik, a modul beszabályozását befejeztük. Ha nem, az 1. anemosztát zsalujának állását változtatjuk, újra mérjük a légáramot, kiszámítjuk az arányt. Ellenőrző mérést végzünk a referenciafogyasztónál, majd a kapott légáramból számított arányt összehasonlítjuk az 1. anemosztát mérésénél kapott aránnyal. A folyamat során a 2.és a 3. fogyasztóhoz már nem kell visszamennünk, hiszen az arányossági törvény értelmében a légáramok ott is a referenciafogyasztóval arányosan változnak.

A módszert alkalmazva a modul beszabályozható. A helyes arányok beállítása után a továbbiakban csak a főágban lévő zsalunál kell elérnünk a tervezési térfogatáramot, hiszen az arányossági törvény miatt a modulon belül az összes párhuzamos ágban automatikusan megkapjuk a tervezési légáramot.

A modul beszabályozása után rögzítjük a zsalu helyzetét, megjelöljük a beszabályozott pozícióhoz tartozó állást. A többi modul beszabályozását ugyanígy végezzük el.

A modulok beszabályozása egymáshoz képest

A modulok egymáshoz képest való beszabályozása is a fenti elvek szerint történik. Először a mértékadó áramkör zsalujánál kell beállítanunk a tervezései térfogatáramot, majd a mért és a tervezett térfogatáram arányának állandó értéken tartása mellett a különböző almodulok beszabályozását kell elvégezni.

7. ábra
Modulok beszabályozása egymáshoz képest
Zsalukból álló alrendszer

A modulok egymáshoz képest való beszabályozása a következők szerint történik:

• Minden alrendszernél megmérjük az adott modulhoz tartozó össz térfogatáramot és a statikus nyomást.
• Meghatározzuk a referencia modult.
• A zsalukat az arányossági módszert alkalmazva úgy állítjuk be, hogy minden modulnál megközelítőleg ugyanaz az arány alakuljon ki a mért és a tervezett légáram között.
• Rögzítjük a zsalukat és megjelöljük a pozíciójukat.

A ventilátor munkapontjának beállítása

Amikor beszabályoztuk az összes modult egymáshoz képest, a ventilátornál kell beállítanunk a tervezési légáramot. Amennyiben a főágban mért érték 5%–kal tér el a tervezettől, a beszabályozás megfelelő. A ventilátornál a következő adatokat kell mérni, illetve feljegyezni:

• a ventilátor adatai,
• a motor adatai,
• a ventilátor munkapontja,
• a ventilátor fordulatszáma,
• nyomások és nyomáskülönbségek a szívó– és a nyomóoldalon,
• a ventilátor áramfelvétele,
• a tárcsák mérete.

Amennyiben a mért térfogatáram eltérése a tervezettől nagyobb, mint 5% meghatározzuk a tervezési légmennyiséghez tartozó motor–, illetve ventilátor–átmérőt az alábbi összefüggések alapján:

8. ábra
Ventilátor tervezési térfogatáramának beállítása

A modulok egymáshoz képest történt beszabályozása után például a főágban a mért légmennyiség 110%–a a tervezett értéknek. A ventilátor tárcsájának átmérője legyen

Djelenlegi = 120 mm

A jelenlegi esetben, mivel a rendszer beszabályozását már minden modulban elvégeztük, így a hálózat minden fogyasztójánál 10%–kal nagyobb a térfogatáram, mint a tervezett érték. Ez bizonyos esetekben rontja a komfort–paramétereket, például a tartózkodási zónában a légsebesség nagyobb a megengedettnél, így huzathatást idézhet elő. A fenti képletek alkalmazásával a ventilátor tárcsájának szükséges átmérője:

Dúj = (100/110) x 120 = 109 mm

Egy új tárcsával a ventilátor légszállítása pontosan a tervezett érték lesz. Változtatható fordulatszámú ventilátor alkalmazásával a tervezett légmennyiséghez szükséges fordulatszám közvetlenül beállítható.

A VAV elemeket tartalmazó rendszer beszabályozása

A VAV (Variable Air Volume, Változtatható Légmennyiség) olyan egység, amely a légcsatornába szerelve valamilyen alapjel függvényében változtatja a térfogatáramot. Ha VAV–egységeket helyezünk a rendszerbe, akkor azok működésük során hatással lesznek a rendszer többi részére.

9. ábra
VAV (Variable Air Volume) egység

A VAV egység beszabályozása előtt a következő előkészítéseket kell elvégeznünk:

• az anemosztátok előtti zsaluk nyitott állapotának ellenőrzése;
• a légcsatornában lévő zsaluk nyitott állapotának ellenőrzése;
• tűzcsappantyúk és motoros zsaluk nyitott állapotának ellenőrzése;
• a ventilátor fordulatszámának maximális értékre történő beállítása és rögzítése;
• az anemosztátok terelőlemezeinek terv szerinti beállításának az ellenőrzése;
• a VAV–egység beépítésének ellenőrzése (helyes beépítési irány, méret, térfogatáram);
• a VAV–egység teljesen nyitott állapotra történő beállítása.

A beszabályozás során az anemosztátokat tartalmazó modulok beszabályozása a korábbiakban leírtaknak megfelelően történik.

10. ábra
VAV–egységet tartalmazó modul beszabályozása

Első lépésben az összes VAV–egységhez tartozó modul beszabályozását kell egymástól függetlenül elvégezni. A következő lépés a referencia VAV–egység meghatározása, amikor minden egységnél a 100% a légáram. Ezzel meghatározzuk azt a minimális statikus nyomást, amely ahhoz szükséges, hogy a legkedvezőtlenebb helyzetben lévő VAV–egységhez is eljusson a méretezési állapotban a szükséges térfogatáram.

11. ábra
VAV–egységek beszabályozása egymáshoz képest
Mérjük a térfogatáramot és a statikus nyomást.
Beszabályozzuk az ágakat

A VAV–egységeket tartalmazó modulokat egymáshoz képest az előzőekben leírtak szerint az arányos módszert alkalmazva kell elvégezni.

A ventilátor munkapontját úgy kell meghatározni, hogy a legkedvezőtlenebb helyen lévő VAV–egységnél – méretezési állapotban – is rendelkezésre álljon a szükséges statikus nyomás.

12. ábra
VAV–egységek fő ágának a beszabályozása
Statikus nyomás mérése a referencia VAV–nál
Statikus nyomás–távadó

A CAV–elemeket tartalmazó rendszer beszabályozása

A CAV (Constant Air Volume, Állandó Légmennyiség) olyan egység, amely a légcsatornába szerelve a beállított térfogatáramnál nagyobb légmennyiséget nem enged át, így korlátozza a térfogatáram értékét. A CAV–n található skála segítségével lehet beállítani a légmennyiség maximális értékét, melyet célszerű helyszíni méréssel is ellenőrizni.

13. ábra
CAV (Constant Air Volume) egység

A CAV–egységet tartalmazó rendszer moduljait, az anemosztátokat a 10.3.3. pontban leírtak szerint kell beszabályozni. A CAV–egységeket tartalmazó modulok beszabályozását egymáshoz képest az előzőekben leírtak szerint az arányos módszert alkalmazva kell elvégezni.

14. ábra
CAV–egységet tartalmazó modul beszabályozása
Mérjük a szükséges minimális statikus nyomást

A következő lépésben – az alrendszerek beszabályozása után – meghatározzuk azt a minimális statikus nyomást, amely elegendő ahhoz, hogy a legkedvezőtlenebb helyen lévő CAV–egység méretezési állapotban megkapja a tervezési térfogatáramot.

Dr. Magyar Zoltán