Przyrządy do pomiaru parametrów instalacji wentylacyjnych

Nie ma wątpliwości co do tego, że instalacja wentylacyjna wymaga sprawdzenia odpowiednich parametrów technicznych. Z jednej strony są to pomiary wykonywane na okoliczność odbioru budynku, zaś z drugiej – okresowe czynności kontrolne. Podczas prac w tym zakresie istotną rolę odgrywają odpowiednie przyrządy pomiarowe.

Podczas pomiarów kluczowe miejsce zajmuje sprawdzenie kompletności instalacji i urządzeń wentylacyjnych. Należy pamiętać o stwierdzeniu zgodności przebiegu instalacji z projektem. W pomieszczeniu powinna znajdować się określona w dokumentacji ilość nawiewników i wywiewników. Dla prawidłowej pracy instalacji wentylacyjnej niezbędne są określone urządzenia, takie jak chociażby filtry, wentylatory, chłodnice, nagrzewnice itp. Należy sprawdzić, czy wszystkie urządzenia wentylacyjne są kompletne.

Instalacja wentylacyjna nie tylko powinna być kompletna, ale i sprawna. Sprawdzane są więc poszczególne elementy składowe instalacji pod kątem prawidłowej pracy zgodnej z dokumentacją urządzeń, instrukcjami eksploatacji i wymaganiami BHP. Podczas sprawdzania poprawności działania instalacji wentylacyjnej weryfikowane są przede wszystkim parametry, takie jak wartości temperatury powietrza nawiewanego, wywiewanego, wartości wilgotności względnej w powietrzu nawiewanym i wywiewanym, ilości powietrza wentylacyjnego nawiewanego i wywiewanego z pomieszczeń, a także prędkości powietrza, stopnia turbulencji w strefie przebywania ludzi oraz poziomu hałasu generowanego przez instalacje i urządzenia wentylacyjne.

Podczas prac w wyżej wymienionym zakresie istotną rolę odgrywają odpowiednie przyrządy pomiarowe. Nowoczesne urządzenia tego typu to przyrządy cyfrowe.

Anemometry skrzydełkowe

Anemometry skrzydełkowe znajdują zastosowanie przede wszystkim podczas pomiarów parametrów powietrza obejmujących jego prędkość, objętość, a także temperaturę. Nie mniej ważna jest przy tym możliwość pomiaru ciągu wentylacji grawitacyjnej/mechanicznej. Zyskuje się również możliwość regulacji HVAC i wykrywania nieszczelności. Za pomocą anemometru można mierzyć zarówno zaburzone, jak i nierównomierne przepływy przez kratki wentylacyjne, kontrolować pracę urządzeń grzewczych lub chłodniczych, a także dyfuzorów, nagrzewnic i filtrów. Po zakończonych pomiarach do dyspozycji użytkownika pozostaje prędkość i temperatura powietrza oraz wyniki obliczeń przepływów. Urządzenie podaje uśrednione wyniki pomiarów oraz wartości minimalne i maksymalne.

W anemometrach skrzydełkowych istotną rolę odgrywa sonda wiatraczkowa, która zazwyczaj bazuje na wirniku z czterema łopatkami zakończonymi półkolistymi czaszami. To właśnie one obracają się pod wpływem przepływu czynnika. Obroty rejestruje licznik, którego wskazania są porównywane z sekundnikiem, na podstawie czego określana jest prędkość przepływu. W anemometrach ważna jest średnica sondy wpływająca na zakres pomiarowy oraz dokładność miernika. W niektórych modelach anemometrów przewiduje się zintegrowany pomiar wilgotności i termometr NTC.

Termoanemometry

Termoanemometry to przyrządy pomiarowe przeznaczone do pomiaru prędkości przepływu powietrza. W urządzeniach tego typu zastosowanie znajduje zasada konwekcyjnej wymiany ciepła pomiędzy nagrzewaną energią elektryczną a omywającym ją gazem. W efekcie nagrzewania czujnika zmieniana jest proporcja natężenia prądu i oporności włókna.

W termoanemometrach istotną rolę odgrywa wbudowana automatyczna kompensacja temperatury, zazwyczaj w zakresie od -10 do 60°C. Czujnik teleskopowy o smukłej konstrukcji pozwala na przeprowadzenie pomiaru w wysoko położonych miejscach również we wnętrzach kanałów poprzez otwory w jego ściankach. Przydatne rozwiązanie odgrywa miarka wykonana na sondzie pomiarowej, która umożliwia pomiar prędkości w kanałach wentylacyjnych zgodnie z obowiązującymi metodami trawersowania. Czujniki, które umieszczone są w sondzie, pozwalają na pomiar temperatury, prędkości przepływu powietrza oraz przepływu objętościowego.

Spektrum zastosowania termoanemometrów obejmuje przede wszystkim prace związane z regulacją i odbiorami instalacji wentylacyjnych. Pamiętać należy, że co prawda anemometry ciepłooporowe są dokładne, to jednak ich cechą jest podatność na błędy pomiarowe w przypadku, gdy czujnik sondy niewłaściwie ustawiono względem kierunku przepływu. Typowy przyrząd prędkość przepływu mierzy w zakresie od 0,1 do 25 m/s, z dokładnością 5% + 1d przy czułości/rozdzielczości 0,01. Z kolei temperatura jest mierzona w zakresie od 0 do 50°C z dokładnością 1°C i czułością 0,1.

Balometry

Balometr to urządzenie, które przeznaczone jest do szybkiego pomiaru natężenia przepływu powietrza w kratkach wentylacyjnych oraz anemostatach umiejscowionych w ścianach, sufitach lub podłogach. Istotną rolę w niektórych modelach odgrywa precyzyjny manometr współpracujący z kratownicą pomiarową umieszczoną w podstawie balometru. Należy podkreślić, że balometry pozwalają na przeprowadzane pomiarów w obu kierunkach przepływu. Parametr w zakresie natężenia przepływu jest mierzony bezpośrednio, czyli wystarczy wykonać tylko jeden pomiar bez potrzeby przeprowadzania obliczeń.

Po przyłożeniu przyrządu do punktu pomiarowego w taki sposób, aby dzwon przykrywał całkowicie źródło powietrza, tworzy się kanał pomiarowy, który kieruje mierzony strumień na specjalny czujnik umieszczony w podstawie. W typowym balometrze czujnik spiętrzający uśrednia wynik z 16 punktów pomiarowych.

Dzwony pomiarowe stanowią elementy wymienne. Różnią się one między sobą wymiarami, co pozwala na dopasowanie do istniejących kratek i anemostatów. Typowy zakres pomiarowy mieści się pomiędzy 42 a 4250 m3/h. Dzięki dodatkowym wymiennym sondom zyskuje się możliwość wykonywania pomiarów innych parametrów powietrza, takich jak temperatura, prędkość i wilgotność względna.

Przyrządy wielofunkcyjne

Dużym uznaniem wśród instalatorów cieszą się przyrządy wielofunkcyjne. Ich istotną cechą są rozbudowane możliwości pomiarowe, a mierzone parametry zależą od rodzaju podłączonej sondy pomiarowej. W zaawansowanych urządzeniach przewidziano wbudowany przetwornik ciśnienia różnicowego oraz ciśnienia barometrycznego. Sporządzanie protokołów czy też zarządzanie wynikami pomiarów z pewnością poprawi dołączone oprogramowanie komputerowe. Wymienne sondy pozwalają na pomiar CO, CO2, prędkości powietrza, przepływu objętościowego, wilgotności, temperatury mokrego termometru oraz punktu rosy.

Jednocześnie przeprowadzany jest pomiar i wyświetlanie pięciu mierzonych parametrów. Dzięki zastosowaniu specjalnych sond jest możliwy pomiar wilgotności względnej oraz parametrów pochodnych. W sposób automatyczny kompensuje się gęstość powietrza. W miejscach o utrudnionym dostępie warto zastosować sondę łamaną.

Typowy przyrząd uniwersalny (przy użyciu odpowiedniej sondy) jest w stanie przeprowadzić pomiar prędkości powietrza w zakresie od 0 do 50 m/s z rozdzielczością 0,01 m/s. Z kolei pomiar prędkości powietrza (przy użyciu rurki Pitota/Prandtla) odbywa się w zakresie od 1,27 do 78,7 m/s. W zależności od wybranej sondy można mierzyć temperaturę wynoszącą od -18 do 93°C z dokładnością ±0,3°C. Stosując natomiast termoparę zyskuje się możliwość pomiaru temperatury w zakresie od -40 do 650°C. Odpowiednie sondy pozwalają na pomiar wilgotności względnej od 0 do 95% RH. Mierzyć można również ciśnienie statyczne/różnicowe od –3735 do +3735 oraz barometryczne (atmosferyczne) w zakresie 517,15 do 930,87 mm Hg.

Akcesoria

Mierniki przeznaczone do pomiarów parametrów instalacji wentylacyjnych mogą być wzbogacone o dodatkowe elementy i urządzenia, które z jednej strony pozwalają na zwiększenie możliwości pomiarowych, zaś z drugiej – poprawiają komfort obsługi urządzenia. Pamiętać należy, że akcesoria są dobierane do konkretnego przyrządu pomiarowego.

Przydać się mogą stożki pomiarowe do sond ciepłooporowych. Stożki tego typu przeznaczone są do współpracy z sondami termoanemometrycznymi. W efekcie ich zastosowania zyskuje się pomiar bardzo małych przepływów. Istotną rolę odgrywa specjalny uchwyt, dzięki któremu sonda teleskopowa jest unieruchomiona zawsze w stałym położeniu.

Interesujące rozwiązanie stanowią nasadki stożkowe dla sond skrzydełkowych. To właśnie dzięki nim zyskuje się zwiększenie użyteczności anemometru skrzydełkowego poprzez możliwość użycia przyrządu jako narzędzia do bilansowania powietrza. Wybrać można stożki o przekroju prostokątnym lub okrągłym.

Specjalne sondy jakości powietrza pozwalają na pomiar CO2, temperatury, wilgotności i CO. Z kolei sondy termoanemometryczne pozwalają na pomiar prędkości powietrza, a także jego przepływu objętościowego i temperatury. Zastosować można również sondy teleskopowe łamane, których długości mogą być dowolnie regulowane. Zyskuje się więc ułatwiony pomiar „na wprost” nawiewnika. W niektórych modelach przewidziano czujnik oporowy pokryty ceramicznym płaszczem, co znacznie zwiększa odporność na uszkodzenia mechaniczne. Dzięki naniesionej na sondę podziałce pomiar jest zdecydowanie ułatwiony. Należy podkreślić, że sondy tego typu są bardzo dokładne i umożliwiają pomiar od 0 m/s.

Podsumowanie

W ramach podsumowania warto wspomnieć, że na rynku oferowane są specjalne testery szczelności instalacji wentylacyjnej, które zapewniają możliwość testowania instalacji oraz określenia ilościowego szczelności. Urządzenia tego typu to zazwyczaj testery dwukierunkowe, gdzie badanie odbywa się pod kątem ilościowej straty powietrza wynikającej z nieszczelnego wykonania kanałów wentylacyjnych. Pomiar natężenia przepływu jest wykonywany specjalnymi elementami pomiarowymi, a wynik pomiarowy wyświetlany jest w Pa i l/s. Dzięki elektronicznej regulacji prędkości wentylatora jest możliwe ustawienie wydajności/ciśnienia, które dostarczane jest przez tester.

Damian Żabicki

Literatura:
Materiały informacyjne firm: IM TEAM, iBros technic, Test-Therm, Testo.