Methoden der Luftverteilung
Die Luftverteilung in einem Verteilungssystem ist erforderlich, um den Luftstrom richtig zu lenken und so die Auslegung des Systems zu optimieren. Die Durchflussraten werden in Kubikfuß pro Minute (CFM) oder Kubikmeter pro Stunde (m 3/h) gemessen, angepasst und ausgeglichen. Es gibt zwei traditionelle Methoden zum Ausgleichen des Luftstroms an den Endgeräten. Die erste ist der sequenzielle Ausgleich, bei dem die Zonen- und Abzweigklappen nacheinander eingestellt werden. Die gängigste Methode zum Luftausgleich ist jedoch der proportionale Ausgleich.
Für den traditionellen proportionalen Ausgleich ist eine Luftstromhaube oder eine Auffanghaube das beliebteste Messgerät zur Erfassung der Luftstromwerte. Eine weitere anerkannte Methode zur Erfassung des tatsächlichen Luftstroms ist die Messung im Kanal mit einem Pitotrohr oder einem Hitzdraht-Thermoanemometer.
Dwyer hat eine Variante des proportionalen Abgleichs entwickelt, die als prädiktiver Abgleich bezeichnet wird und in Dwyers Serie SAH SMART Air Hood ® Balancing Instrument zum Einsatz kommt. Das Predictive Balancing ist so konzipiert, dass es schneller abläuft und genauere Ergebnisse liefert als das herkömmliche proportionale Abgleichverfahren .
Vorausschauendes vs. proportionales Abgleichverfahren
Beim herkömmlichen proportionalen Abgleich misst die Durchflusshaube direkt den volumetrischen Luftstrom an den Auslässen oder Endgeräten eines Systems: den Registern, Gittern und Diffusoren. Die meisten Luftstromhauben sind kegelförmig und auf die Deckenregister ausgerichtet, wie in Abbildung 1 auf dem linken Bild dargestellt. Wenn eine Durchflusshaube über einem Terminal platziert wird, erzeugt sie Druck innerhalb des Kanalsystems, wodurch der Luftstrom zum Terminal reduziert wird. Dieser Zustand wird als Gegendruck bezeichnet. Der Effekt des Gegendrucks kann zu Fehlern bei der Messung führen. Vor der Verwendung einer Durchflusshaube empfehlen viele Techniker die Durchführung einer Kanaltraverse, um den K-Faktor zu überprüfen. Einige digitale Strömungshauben verfügen über eine Gegendruckkompensation, die versucht, die Auswirkungen des Gegendrucks für den Techniker zu berechnen.
Die Predictive Balancing-Technik von Dwyer basiert auf Massenbilanz- und Energieerhaltungsmethoden. Predictive Balancing ist ein Verfahren, bei dem die idealen Durchflusssollwerte für jede TUA (Terminal Under Adjustment) vorhergesagt werden, sodass jedes Terminal bis zum Abschluss des Vorgangs den Zieldurchfluss erreicht. Das Balancing-Gerät der Serie SAH SMART Air Hood ® von Dwyer wurde unter Berücksichtigung von Predictive Balancing entwickelt. Das Luftabzugsgerät von Dwyer wird in Abbildung 1 auf dem rechten Bild verwendet.
Das Predictive Balancing ist deterministisch und minimiert die Anzahl der Prozessschritte, die beim Testen, Einstellen und Ausbalancieren von HLK-Systemen erforderlich sind. Abbildung 2 zeigt einen Vergleich zwischen dem Predictive Balancing und herkömmlichen proportionalen Ausbalancierungsverfahren und verdeutlicht, wie viel schneller das Predictive Balancing ist.
Proportionales Abgleichen
Beim proportionalen Abgleichen (siehe Abbildung 3) gleicht der Techniker ein Terminal proportional zum Schlüsselterminal ab. Um einen proportionalen Abgleich eines Systems zu starten, muss das System eine Rate von 80 % bis 120 % des gesamten Auslegungsdurchflusses aufweisen. Systeme, die über oder unter diesem Messbereich liegen, lassen sich nicht richtig ausgleichen. Liegt das System außerhalb dieses Messbereichs, sollte die Lüftergeschwindigkeit angepasst werden, um den Messbereich zu erreichen. Nach der Einstellung bleibt der Luftstrom von jedem Terminal im gleichen Verhältnis zu den anderen Terminals.
Wenn der Schlüsselanschluss 1 einen Auslegungsdurchfluss von 60 % hat, dann hat Anschluss 2 einen Durchfluss von 57 %, Anschluss 3 einen Durchfluss von 65 % und das Verhältnis zum Schlüsselanschluss 1 beträgt 57 % / 60 % = 0,95. Das bedeutet, dass Terminal 2 95 % des Luftvolumens von Terminal 1 liefert. Mit Terminal 1 als Schlüssel, das 100 % des Auslegungsdurchflusses liefert, liefert Terminal 2 95 % des Auslegungsdurchflusses. Damit werden die Auslegungsanforderungen erfüllt. Wenn beispielsweise die Klappe für Terminal 3 auf 525 CFM heruntergeregelt wird, kann der Durchfluss von Terminal 1 auf 550 CFM ansteigen. In diesem Fall liegt Terminal 2 innerhalb des Messbereichs: 550 * 0,95 = 523 CFM. Sobald die Terminals im Gleichgewicht sind und das richtige Toleranzverhältnis zueinander aufweisen, bleiben sie auch dann im Gleichgewicht, wenn sich das Luftvolumen ändert. Alle Terminals im System sind dann proportional ausgeglichen. Die Drehzahl des Ventilators kann so eingestellt werden, dass die gewünschte Gesamtluftmenge geliefert wird, und alle Terminals liefern den Auslegungsdurchfluss innerhalb der festgelegten Toleranzen.
Bei diesem Verfahren muss der Auswuchttechniker den Durchfluss vom Terminal-Unterausgleich (TUA) zum Schlüssel anpassen, um das richtige Durchflussverhältnis zu erzielen. Der Durchfluss des Schlüsselterminals ändert sich, wenn die TUA-Klappe verändert wird. Es kann mehrere Durchläufe erfordern, um das richtige Durchflussverhältnis zu erreichen.
Da der Techniker schätzt, wo die Durchflussrate des TUA relativ zum Schlüssel eingestellt werden muss, kann die Toleranz erheblich variieren, was die Genauigkeit des Abgleichs einschränkt. Die Abbildung in Abbildung 3 zeigt die potenzielle Anzahl langwieriger Schritte, die mit der proportionalen Auswuchtung verbunden sind.
Since the technician is estimating where to set the flow rate of the TUA relative to the key, the tolerance can vary considerably, which limits the accuracy of the balancing. The illustration in Figure 3 shows the potential number of lengthy steps involved with proportional balancing.
Vorausschauendes Abgleichen
Der Prozess des vorausschauenden Abgleichens (siehe Abbildung 4) beginnt mit dem Öffnen der Klappen, um den Gesamtdurchfluss zu erfassen. Der Gesamtdurchfluss wird auf die vier Enddurchflüsse verteilt. Die Endstromstärken werden durch die End- und Dämpferlasten und den Druckabfall im System bestimmt.
Endgerät 2 ist das erste Dämpfer, das im System eingestellt wird, und Endgerät 1 ist das Schlüsselgerät. Predictive Balancing berechnet den idealen Durchflusssollwert für Endgerät 2 für TUA und prognostiziert die Durchflüsse für die Endgeräte 1, 3 und 4.
Nach der Einstellung des Durchflusses von Terminal 2 auf den idealen Durchfluss-Sollwert berechnet Predictive Balancing den idealen Sollwert für Terminal 3 und prognostiziert die neuen Durchflüsse für die Terminals 1, 2 und 4.
Zum Abschluss berechnet Predictive Balancing den idealen Sollwert für das letzte Terminal, Nummer 4, und die Durchflussmengen für die Terminals 1, 2 und 3 werden korrekt auf den Zielwert abgestimmt.
Schließlich berechnet Predictive Balancing den idealen Durchfluss für Terminal 4, sodass der Gebläsedurchfluss angepasst werden kann, um alle Terminaldurchflüsse auf die Zieldurchflüsse zu bringen.
Predictive Balancing überwacht und kompensiert auch die Belastung des Gebläses/Ventilators durch die Dämpferverschlüsse während des Ausgleichsprozesses. Die Abbildung in Abbildung 4 im Vergleich zu Abbildung 3 zeigt, wie viel einfacher und schneller Predictive Balancing im Vergleich zu Proportional Balancing in Bezug auf die Anzahl der im Prozess erforderlichen Schritte ist.
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