ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Transcript

1 ΚΑΤΑΡΤΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΕΠΙΘΕΩΡΗΤΩΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ Γ. ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΨΚ3 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Αθήνα, Ιούνιος 2011 Α έκδοση

2 Ομάδα εργασίας θεματικής ενότητας ΨΚ3: Νικόλαος Χαζάπης Μηχανολόγος μηχανικός,, σύμβουλος λειτουργικής παραλαβής. 1

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΓΕΝΙΚΑ ΠΕΡΙ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ορισμοί και προδιαγραφές Γενικά Ποσοστό απόκλισης πλήρους κλίμακας. (FSD) Ποσοστό ανάγνωσης Συν ή πλην ένα ψηφίο ( ± _ Digit) Τοποθέτηση και πρακτικοί λόγοι Επαναληψημότητα Αναλογικές σε σχέση με τις Ψηφιακές συσκευές μέτρησης Ενδείξεις χαμηλών τιμών μετρήσεων ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΜΕ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ ΠΑΡΟΧΕΣ Οδηγίες Απαιτήσεις Ανοχής Ανοχή και Ακρίβεια σε πραγματικές καταστάσεις ΕΙΔΗ ΟΡΓΑΝΩΝ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ Οδηγίες Μετρήσεις Παροχής Αέρα Όργανα Μέτρησης Παροχής Νερού Μετρητικά Όργανα διαφορικής πίεσης Ανοχές ορισμένες από τον Μελετητή του συστήματος Αποτελέσματα του εύρους ανακρίβειας της παροχής νερού ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΥΝΗΘΩΝ ΜΕΤΡΗΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ Θερμόμετρα, θερμοκάμερες Θερμόμετρα Θερμοκάμερες Παροχόμετρα νερού Ρυθμιστικές βαλβίδες και εξαρτήματα Εξάρτημα μέτρησης διαφορικής πίεσης Αυτόματες βαλβίδες σταθερής παροχής Όργανα μέτρησης με υπερήχους Υγρόμετρα Υγρού και ξηρού βολβού Ηλεκτρονικό φορητό όργανο σχετικής υγρασίας Αερόμετρα (παροχόμετρα αέρα) Όργανα μέτρησης πίεσης Μέτρηση ταχύτητας Σωλήνας pitot Ανεμόμετρα περιστρεφόμενου πτερυγίου Ανεμόμετρα θερμού νήματος Εξαρτήματα μέτρησης πλέγματος Ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης παροχής τύπου χοάνης Όργανο μέτρησης ποιότητας αέρα, CO Θερμιδομετρητές Μετρητές Αναλυτές ηλεκτρικής ενέργειας Βολτόμετρο Αμπερόμετρο - Πολύμετρο

4 1.3. ΒΑΣΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Μετρήσεις θερμοκρασιών Θερμογραφήματα Μέτρηση της σχετικής υγρασίας Μέτρηση της ποιότητας του εσωτερικού αέρα Αυτόματος έλεγχος αερισμού Μετρήσεις αποδόσεων μηχανημάτων κλιματισμού Ψυκτικά συγκροτήματα Πύργοι ψύξης Διαχείριση και έλεγχος διαρροών των ψυκτικών μέσων Δυναμικό θέρμανσης του πλανήτη (GWP) GWP και συντελεστής ισοδυναμίας διοξειδίου του άνθρακα Οφέλη από τη μείωση των διαρροών: Επιθεώρηση Εγκατάστασης Αντλίες Κεντρικές Κλιματιστικές Μονάδες (ΚΚΜ) επεξεργασίας αέρα Μέτρηση της παροχής του αέρα στους αεραγωγούς κλιματισμού και στα στόμια προσαγωγής και απαγωγής Τύποι για τους ανεμιστήρες με σταθερή θερμοκρασία Μέτρηση σημαντικών μεγεθών μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης Συντελεστής ισχύος (συνφ) Μέτρηση Ύπαρξης Αρμονικών Μέτρηση ποιότητας ισχύος (ΕΝ 50160) ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΠΟΠΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ Υπολογισμοί θερμαντικής και ψυκτικής ικανότητας στοιχείων νερού Θερμαντικό στοιχείο νερού Ψυκτικό στοιχείο νερού Ψυκτική ικανότητα ψυκτικού συγκροτήματος νερού Υπολογισμός παροχής νερού με βάση την ικανότητα του στοιχείου Ισοζύγιο θερμότητας στοιχείου Τυπικοί παράμετροι σχεδιασμού των στοιχείων ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 1. ΓΕΝΙΚΑ ΠΕΡΙ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ 1.1. ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ. Τα κριτήρια σχεδιασμού ή η βάση σχεδιασμού της μελέτης εφαρμογής μετά από συμφωνία των απαιτήσεων του ιδιοκτήτη προσδιορίζουν την πληροφορία που απαιτείται ώστε να μελετηθεί το σύστημα κλιματισμού. Επίσης, αυτά τα κριτήρια αποτελούν και τη βάση για τις μετρήσεις που θα διεξαχθούν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παράδοσης παραλαβής των εγκαταστάσεων. Αποτελούν την κοινή γλώσσα μεταξύ όλων των ενδιαφερομένων μερών που περιλαμβάνουν τον ιδιοκτήτη τον μελετητή τον εργολάβο και το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης Ορισμοί και προδιαγραφές Γενικά Η συνολική ακρίβεια μίας μέτρησης εξαρτάται από, την ακρίβεια του οργάνου μέτρησης, την ακρίβεια του χρήστη και την ακρίβεια την ανάγνωσης. Ο συνδυασμός αυτών μεταβάλλεται πολύ από όργανο σε όργανο και μεγάλη σημασία θα πρέπει να δίνεται, όχι μόνο στην επιλογή του σωστού οργάνου αλλά και στον τρόπο που γίνεται η μέτρηση Ποσοστό απόκλισης πλήρους κλίμακας. (FSD) Ένας τρόπος που χρησιμοποιούν οι κατασκευαστές για να περιγράψουν την ακρίβεια ενός οργάνου είναι να την αναφέρουν ως ποσοστό απόκλισης πλήρους κλίμακας (FSD), δηλαδή αν η απόκλιση πλήρους κλίμακας είναι 100 τότε μια ακρίβεια 1% θα είναι μέσα στο 1 εκατοστό. Όμως πολλά όργανα έχουν συγκεκριμένη ακρίβεια αλλά αυτή γίνεται μικρότερη όταν η μέτρηση είναι μικρή. Για παράδειγμα αν έχουμε ένα όργανο με μέγιστη κλίμακα ανάγνωσης το 100, μια ακρίβεια 1% πλήρους κλίμακας ανάγνωσης σημαίνει ότι η πραγματική τιμή του 100 θα διαβάζεται μεταξύ του 99 και του 101. Ωστόσο αυτό πραγματικά καθορίζει την ακρίβεια στην πλήρη κλίμακα και δεν μετράει στις μετρήσεις που παίρνονται σε χαμηλότερες τιμές, στις οποίες το σφάλμα είναι μεγαλύτερο π.χ. ± 2% στα 50 ή ± 10% στα Ποσοστό ανάγνωσης. Ένα όργανο μέτρησης με ποσοστό ανάγνωσης θα έχει ένα σταθερό σφάλμα π.χ. ± 1% στα 100 ή ± 0,1% στα Συν ή πλην ένα ψηφίο ( ± _ Digit) Τα ψηφιακά όργανα συχνά έχουν ακρίβεια ± ένα ψηφίο π.χ. αν ένα ηλεκτρονικό θερμόμετρο με μέγιστη τιμή κλίμακας τους 500 oc προσδιορίζεται με ± 1οC τότε η ένδειξη, στο μέγιστο, θα είναι 1/500 = 0,2% ακριβής. Μια ένδειξη στους 50οC θα είναι μόνο 1/50 = 2% ακριβής και μία ένδειξη στους 5οC θα είναι 1/5 = 20% ακριβής Τοποθέτηση και πρακτικοί λόγοι. Ευτυχώς τα όργανα σχεδιάστηκαν για να ελαχιστοποιήσουν τα σφάλματα του χρήστη όπως καθρεφτισμός (αναλογικά όργανα, βλέπε Εικόνα 1) και σωστός μηδενισμός. Οδηγίες πρέπει να παρέχονται με κάθε όργανο και αν τηρούνται τότε αυτές οι αιτίες σφαλμάτων θα ελαχιστοποιηθούν. Ωστόσο οι συνθήκες στο εργοτάξιο σπάνια ταιριάζουν με τις συνθήκες στο εργαστήριο. Πρότυπες μετρήσεις μπορεί να μην είναι σταθερές, διαφορικής παροχής και ηλεκτρικές μετρήσεις και οι 4

6 δυσκολίες στο εργοτάξιο μπορεί να γίνουν μετρήσεις στην χειρότερη κατάσταση παρά στην ιδανική. Η ακρίβεια ενός βασικού οργάνου κατ ελάχιστον πρέπει να είναι +1% ακόμα γιατί λόγω της φύσης του εργοταξίου το τελικό αποτέλεσμα ίσως έχει μια αβεβαιότητα του 10%. Εικόνα 1: Εμβαπτιζόμενα αναλογικά αισθητήρια θερμοκρασίας Μια καλή εκτίμηση του τι είναι πιθανόν να συμβαίνει στον αέρα, στο νερό, στο ψυκτικό μέσο κλπ, στην γενική κατάσταση σίγουρα θα βοηθήσει Επαναληψημότητα. Η επαναληψημότητα μιας μέτρησης επηρεάζεται ανάλογα με τον τρόπο που γίνεται η μέτρηση και ο τρόπος χρήσης του οργάνου. Μετρήσεις όπως η ηλεκτρική τάση και η ηλεκτρική ένταση μπορούν να δώσουν καλή επαναληψημότητα σε σχέση με τη φύση της μέτρησης. Οι μετρήσεις παροχής του αέρα και του νερού είναι πιο αβέβαιες, ωστόσο, λόγω της τυρβώδους φύσης και των στροβιλισμών κατά μήκος της επιφάνειας μετρήσεων και επίσης λόγω της θέσης στην οποία η μέτρηση γίνεται Αναλογικές σε σχέση με τις Ψηφιακές συσκευές μέτρησης. Υπάρχουν αρκετές συζητήσεις ποία είναι καλύτερη, αναλογική ή ψηφιακή, στην πραγματικότητα και οι δύο έχουν τα πλεονεκτήματά τους. Η αναλογική ανάγνωση είναι ευκολότερη να αποτυπωθεί όταν υπάρχει μια αστάθεια στην ένδειξη, όπως είναι μια ταχύτητα του αέρα όταν «παίζει». Η ψηφιακή ανάγνωση από τη άλλη, είναι οριστική και δεν αφήνει στον χρήστη την ερμηνεία της ένδειξης. Στην πραγματικότητα δεν έχει σχέση ποία συσκευή χρησιμοποιείται, αν χρησιμοποιούνται καλής ποιότητας όργανα τα οποία θα δώσουν αξιόπιστες και ακριβείς μετρήσεις. Αν χρησιμοποιείται μια ψηφιακή συσκευή θα πρέπει να ρυθμίζεται έτσι ώστε να μην μεταβάλλεται πολύ γρήγορα αλλιώς θα είναι πολύ δύσκολο να διαβαστεί. Αν είναι δυνατόν, ένα όργανο που έχει τα χαρακτηριστικά υπολογισμού μέσου όρου θα πρέπει να προτιμάται. Ωστόσο, αν είναι χρήσιμο, πρέπει να προσεχτεί όπου οι διακυμάνσεις είναι μεγάλες, κατά μέσο όρο σε αυτή τη περίπτωση μπορεί να οδηγήσει σε ανακρίβεια ενδείξεων Ενδείξεις χαμηλών τιμών μετρήσεων. Ταχύτητα αέρα Όταν υπάρχουν χαμηλές τιμές στις μετρήσεις θα πρέπει να προσεχτεί αν το όργανο μέτρησης έχει δυνατότητα ακρίβειας σε αυτό το εύρος. Ο σωλήνας pitot δεν θεωρούνται να είναι ακριβείς σε ταχύτητες μικρότερες από 2,5 m/sec. Έτσι αν και ένα ψηφιακό όργανο μπορεί να δώσει μια ένδειξη, θα πρέπει να αγνοείται από άποψη ισχύος. 5

7 Ένα μικρομανόμετρο αν είναι σε καλή κατάσταση μπορεί να είναι ακριβές κάτω από 1,5 m/s. Αν και τα δύο χρησιμοποιούνται μαζί τότε η απόλυτη ελάχιστη ένδειξη η οποία μπορεί να θεωρηθεί έγκυρη είναι 2 m/s. Ένα ηλεκτρονικό ανεμόμετρο με θερμό νήμα κανονικά καλύπτει το εύρος 0 έως 2 m/s. Η δηλωμένη ακρίβεια του οργάνου Airflow Development TA2/2 στους 20oC και 1030 mb είναι ± 1,0 oc. Μετρήσεις παροχής νερού Πτώση πίεσης Πολύ χαμηλής πτώσης πίεσης βαλβίδες εξισορρόπησης χρησιμοποιούνται σε συστήματα νερού για να παρέχουν ένα μέσο μέτρησης παροχής νερού. Η εμπειρία έχει δείξει ότι αυτού του τύπου οι βαλβίδες είναι πολύ επιρρεπείς στη συγκέντρωση μικρών ποσοτήτων ξένων σωματιδίων οι οποίες κάνουν τις μετρήσεις διαφορικής πίεσης άχρηστες. Μερικές φορές ένα δυνατό χτύπημα στο σώμα της βαλβίδας θα καθαρίσει τα αντικείμενα, όμως δεν υπάρχει τρόπος να ξέρουμε αν αυτό έχει γίνει επιτυχώς και σαφώς δεν είναι αποδεχτή προσέγγιση για να γίνουν μετρήσεις. Επίσης έχουν μια απότομη καμπύλη η οποία σημαίνει ότι μια ελάχιστη αλλαγή στη σήμα πίεσης, δείχνει ότι έχει μια σημαντική αλλαγή στην παροχή του νερού ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΜΕ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ ΠΑΡΟΧΕΣ Οδηγίες Όταν γίνονται μετρήσεις με όργανα, ένα πρέπει να λαμβάνεται υπ όψιν, η πιθανή ακρίβεια που μπορούν να επιτύχουν στην πράξη. Η ακρίβεια από κάθε επιτόπου μέτρηση καθορίζεται από τους παρακάτω παράγοντες: Η εργοστασιακή ακρίβεια του οργάνου μέτρησης που ενσωματώνεται στην ένδειξη. π.χ. πολύμετρο, αμπεροτσιμπήδα, μανόμετρο, ανεμόμετρο κ.λ.π. Την «εσωτερική» ακρίβεια της κάθε συσκευής που αφορά τη βασική μέτρηση του οργάνου π.χ. μορφοτροπέας σήματος, κεφαλή θερμού νήματος, επιστόμιο (orifice) κλπ. Το μέρος της κλίμακας που χρησιμοποιείται π.χ. κοντά στο μέγιστο, στη μέση ή στο χαμηλότερο άκρο της κλίμακας. Γενικά, η συνολική ακρίβεια η οποία μπορεί να επιτευχθεί εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό ανάλογα με το είδος και τη θέση της μέτρησης έτσι θα πρέπει να γίνει προσπάθεια για να επιτευχθούν τα καλύτερα αποτελέσματα Απαιτήσεις Ανοχής Οι ενδείξεις ανοχής πάντα παίρνονται από το σχεδιασμό σαν θετικό ποσοστό % π.χ %. Αυτό γιατί θα πρέπει να επιτευχθεί η παροχή σχεδιασμού. Αν πρόκειται να υπάρξει απόκλιση ακρίβειας, θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη αντί για μικρότερη από αυτήν του σχεδιασμού, έτσι ώστε, στη χειρότερη περίπτωση, να επιτυγχάνεται η παροχή του σχεδιασμού. Ως εκτίμηση της καλύτερης συνολικής ακρίβειας η οποία μπορεί να επιτευχθεί, καθορίζεται από την παρακάτω εξίσωση. Η πραγματική μετρούμενη παροχή πρέπει να ισούται : Παροχή σχεδιασμού x (1+ Ακρίβεια που επιτεύχθηκε) 6

8 Ανοχή και Ακρίβεια σε πραγματικές καταστάσεις Είναι πολύ σημαντικό να είναι κατανοητή η πραγματικότητα όταν μετρείται η ανοχή. Ορίζοντας τους στόχους για επίτευξη ακρίβειας θα πρέπει να έχουμε την αίσθηση της παρούσης κατάστασης του έργου από την πρακτική πλευρά ενός εγκατεστημένου συστήματος. Για παράδειγμα θα ήταν πολύ εύκολο να ρυθμίσουμε ένα σύστημα νερού με παροχές μιας ακρίβειας %, χωρίς σοβαρή δυσκολία. Για να ρυθμίσουμε το ίδιο σύστημα με ακρίβεια -0+5% θα ήταν πολύ πιο δύσκολο και θα έπαιρνε 3 έως 4 φορές επιπλέον χρόνο. Οτιδήποτε πιο ακριβές από αυτό στην πράξη θα ήταν αδύνατον εάν θεωρήσουμε τους οικονομικούς περιορισμούς ΕΙΔΗ ΟΡΓΑΝΩΝ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ Οδηγίες Κάθε μετρητικό όργανο θα έχει τη δική του «εσωτερική» ακρίβεια. Το πιο απλό και το πιο ακριβές όργανο για μέτρηση διαφορικής πίεσης είναι το απλό μανόμετρο με υγρό το οποίο προσομοιάζει μια στήλη ρευστού με την απαιτούμενη ειδική βαρύτητα για την μέτρηση που γίνεται. Αν είναι καθαρό και δεν υπάρχουν φυσαλίδες στο υγρό τότε μπορεί να υπάρχει 100% ακρίβεια της μέτρησης. Υπό κανονικές εξωτερικές συνθήκες, δεν απαιτείται βαθμονόμηση αφού είναι γνωστή η ειδική βαρύτητα του υγρού και οι θερμικές μεταβολές και δεν προκαλείται κάποιο πρόβλημα. Νέας τεχνολογίας ηλεκτρονικά όργανα είναι πιο εύκολο να χρησιμοποιηθούν στο εργοτάξιο αλλά είναι απαραίτητο αυτά να βαθμονομούνται τουλάχιστον μια φορά το χρόνο σε σχέση με έναν αναγνωρισμένο κανονισμό. Επίσης θα πρέπει, τα ηλεκτρονικά μανόμετρα, να ελέγχονται συχνά ανάμεσα στις ετήσιες βαθμονομήσεις με ένα απλό μανόμετρο με υγρό για να είναι βέβαιο ότι οι μεταφορές και η χρήση τους δεν έχουν επηρεάσει την βαθμονόμηση τους. Όταν αυτού του τύπου όργανα χρησιμοποιούνται, θα πρέπει να ελέγχονται για το σωστό μηδενισμό τους πριν τη μέτρηση, εκτός από τα όργανα αυτόματου μηδενισμού. Ακόμα όταν μετράμε χαμηλή διαφορική πίεση, προσοχή θα πρέπει να δίνεται στην ένδειξη αν είναι έγκυρη. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μανόμετρο για να μετρήσουμε χαμηλές πιέσεις 4 ή 5 Pa, όταν η ανάλυση του οργάνου είναι 1 Pa, αυτομάτως αυτό οδηγεί σε ένα πιθανό σφάλμα τουλάχιστον 20%. Αν όμως η ένδειξη είναι 50 Pa τότε το εσωτερικό σφάλμα μειώνεται στο 1/50 ή 2%. Αν ψηφιακά όργανα χρησιμοποιούνται, επαρκής χρόνος θα πρέπει να δίνεται σε κάθε ένδειξη για να μπορέσει να υπολογίσει το μέσο όρο. Όσο περισσότερο «παίζει» η ένδειξη τόσο περισσότερο χρόνο χρειάζεται για να υπολογίσει το μέσο όρο. Συσκευές μέτρησης διαφορικής πίεσης συνήθως έχουν μια καλή εσωτερική ακρίβεια και συχνά είναι καλύτερη από 1% της ένδειξης. Ο τρόπος, και το σημείο, που μετράται η διαφορική πίεση θα είναι ο βασικός παράγοντας στη συνολική ακρίβεια της ένδειξης Μετρήσεις Παροχής Αέρα Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου Το ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου είναι μια πολύ γνωστή μέθοδο μέτρησης ταχύτητας αέρα αλλά εξαρτάται άμεσα από τον τρόπο που τοποθετείται στην ροή του αέρα και πως ακόμα είναι κατανεμημένες οι ταχύτητες μέσα στη ροή. Χρησιμοποιώντας το ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου σε ένα στόμιο προσαγωγής με διπλά ανακλαστικά πτερύγια, θα κάνουν την μέτρηση μη αποτελεσματική λόγω των στροβιλισμών και της ταχύτητας του αέρα (jet). Χρησιμοποιώντας το 7

9 ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου σε ένα άνοιγμα αέρα επιστροφής και σε συνδυασμό με μία χοάνη θα δώσουν μια καλής ακρίβειας μέτρηση. Παρ όλο που ένα ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου καλής ποιότητας θα έχει μια εσωτερική ακρίβεια περίπου +/- 2%, χρησιμοποιώντας και κεφαλή διαμέτρου 100mm, η συνολική ακρίβεια θα τείνει ανάμεσα στο +/- 5% με +/- 10% ανάλογα με το σημείο της μέτρησης. Σε στροβιλώδης ροή η ακρίβεια θα είναι χειρότερη από αυτή. Σωλήνες Pitot Ο σωλήνας pitot είναι κατά πολύ ο καλύτερος τρόπος για την μέτρηση ταχυτήτων αέρα. Ωστόσο η ουσιαστική χρήση του σωλήνα pitot είναι εκεί όπου η ροή του αέρα είναι στρωτή στην κατεύθυνση της παροχής. Γι αυτό το λόγο υπάρχει ένας γενικός κανόνας καλής πρακτικής. Αυτός είναι: Το σημείο του αεραγωγού στο οποίο τοποθετούμε το σωλήνα pitot πρέπει να έχει τουλάχιστον 10 διαμέτρους ευθύ κομμάτι και ανεμπόδιστη περιοχή ανάντη του μετρητικού σημείου. Αυτή η διάσταση μεταβάλλεται ανάλογα με το σχεδιασμό του δικτύου πριν το μετρητικό σημείο, όμως 10 διάμετροι είναι ένας καλός εμπειρικός κανόνας. Όπου ο αεραγωγός είναι ορθογωνικής διατομής, τότε η διάμετρο που ισοδυναμεί με το εμβαδόν θα χρησιμοποιείται σαν βάση γι αυτό τον υπολογισμό. Πάλι, η ακρίβεια του σωλήνα pitot και του μανόμετρου εξαρτώνται απόλυτα από τη θέση του σωλήνα pitot και την κατανομή του αέρα Όργανα Μέτρησης Παροχής Νερού. Τα όργανα μέτρησης παροχής νερού χρησιμοποιούν μια πτώση πίεσης δια μέσω ενός επιστομίου (orifice) και τον συνδυασμό των μετρητικών οργάνων και η ακρίβεια τους εξαρτάται πάρα πολύ από τον τύπο του οργάνου διαφορικής πίεσης που χρησιμοποιείται και από τη θέση που τοποθετείται. Αυτό το τμήμα είναι αφιερωμένο στην πραγματική πρακτική ακρίβεια που μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση τέτοιων οργάνων. Ακρίβεια μετρητικών διατάξεων Η βασική ακρίβεια που μπορεί να επιτευχθεί της παροχής που μετριέται παίρνοντας την διαφορική πίεση μέσω μιας μετρητικής διάταξης (π.χ. ρυθμιστική βαλβίδα) μπορεί να ελεγχτεί από το τεχνικό εγχειρίδιο του κατασκευαστή της συσκευής. Τυπικές τιμές δίνονται στον παρακάτω πίνακα: Συσκευή (Μετρητική διάταξη) Ακρίβεια Ακροφύσιο Βεντούρι ± 3% Εξαρτήματα σταθερού επιστόμιου ± 5% Βαλβίδα σταθερού επιστομίου ± 10% Διπλή ρυθμιστική βαλβίδα σταθερού επιστομίου ± 10% Διπλή ρυθμιστική βαλβίδα μεταβλητού επιστομίου (μισή ανοιχτή) ± 10% Η ακρίβεια κάθε μετρητικού οργάνου παροχής αρχικά προσδιορίζεται από δοκιμές που έχουν γίνει από τον κατασκευαστή σε ειδικό πεδίο δοκιμών. Οι συνθήκες υπό τις οποίες γίνονται αυτές οι δοκιμές είναι πολύ αυστηρές και πολύ προσοχή δίνεται να αποφευχθούν διάφοροι παράγοντες ή στοιχεία όπως αλλαγές στη διατομή του σωλήνα, εξαρτήματα, κλπ, τα οποία μπορούν να επηρεάσουν δυσμενώς την τελική ανάγνωση της ένδειξης. Όταν ένα μετρητικό όργανο τοποθετείται επί τόπου, οι συνθήκες τοποθέτησης δεν θα είναι ποτέ τόσο ιδανικές όσο στις εργαστηριακές συνθήκες δοκιμών και έτσι εκεί θα υπάρχει μεγαλύτερη 8

10 ανακρίβεια στις αναγνώσεις που θα πρέπει να είναι αποδεκτό. Τυπικές βαλβίδες με αυτή την παραπάνω ανοχή ακρίβειας δίνονται στον παρακάτω πίνακα. ΕΙΔΟΣ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΟΣ Βαλβίδα τύπου πεταλούδας (100% ανοιχτή) ΑΡΙΘΜΟΣ ΔΙΑΜΕΤΡΩΝ ΑΝΑΝΤΗ ΠΡΟΣΘΕΤΗ ΑΝΑΚΡΙΒΕΙΑ ΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ (%) 4 x d ± 3,8 8 x d ± 3,4 12 x d ± 2,5 16 x d ± 1,7 Καμπύλες 4 x d ± 5,2 Συμμετρική μεγέθυνση ή μείωση διατομής (συστολές) 8 x d ± 3,5 12 x d ± 2,5 16 x d ± 1,7 8 x d ± 2,6 12 x d ± 1,9 Σημείωση: Οι ανοχές που φαίνονται στον παραπάνω πίνακα είναι για επιστόμια και ίσως δεν ταιριάζουν πολύ καλά στις μετρητικές βαλβίδες Μετρητικά Όργανα διαφορικής πίεσης Ανοχές ορισμένες από τον Μελετητή του συστήματος. Κάθε φορά που ένα όργανο μέτρησης διαφορικής πίεσης χρησιμοποιείται, ο μελετητής του συστήματος πρέπει να αναφέρει ποίες μετρητικές ανοχές είναι αποδεκτές. Σε αυτές τις ανοχές πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η εσωτερική ακρίβεια των μετρητικών οργάνων καθώς και τη διαφορά που μετράται και τη σταθερότητα της στήλης υγρού. Δεν είναι λογικό να περιμένουμε από ένα μηχανικό να είναι σε θέση να διαβάσει το ακριβές σημείο του επιπέδου του υγρού πάνω στην κλίμακα να είναι καλύτερο από +5mm. Αυτό είναι λόγω της κανονικής διακύμανσης που θα προκύψει ως η ταχύτητα ροής του συστήματος κυμαίνεται φυσικά. Ένας δεύτερος λόγος για την τροποποίηση της ανάγνωσης μπορεί να είναι ήσσονος σημασίας κίνησης των κατασκευαστικών στοιχείων της βαλβίδας, καθώς και μικρά σωματίδια σκόνης ή συντριμμιών σφηνωμένα σε σώματα βαλβίδων Αποτελέσματα του εύρους ανακρίβειας της παροχής νερού. Η μετάδοση θερμότητας είναι μια σύνθετη σχέση και δεν είναι γραμμικά εξαρτώμενη από τη παροχή του νερού. Αυτό σημαίνει ότι το γεγονός ότι μια ένδειξη φαίνεται να είναι ανακριβείς σε σημαίνει απαραίτητα ότι υπάρχει πρόβλημα. Όσο πιο μεγάλη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ δύο επιφανειών, τόσο καλύτερη είναι η μετάδοση θερμότητας και έτσι η παροχή γίνεται λιγότερο κρίσιμη. Αυτό αληθεύει στα συστήματα θέρμανσης όπου το θερμαντικό μέσο (νερό) μπορεί να είναι στους 80 o C λαμβάνοντας υπόψη ότι ο αέρας που περνάει από τον εναλλάκτη θερμότητας είναι, ας πούμε 20 o C. Μειώνοντας τη παροχή σχεδιασμού κατά 20% σε ένα τέτοιο σύστημα μπορεί μόνο να μειώσει αποτελεσματικά την μετάδοση θερμότητας κατά 2% στην πράξη. Ωστόσο, για ένα σύστημα ψύξης, το αποτέλεσμα είναι πολύ περισσότερο σημαντικό όσο η διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στα δύο μέσα είναι πολύ μικρότερη. Ως παράδειγμα, αν ένα ψυκτικό στοιχείο λειτουργεί με νερό στους 6 o C και ο αέρας είναι περίπου στους 20 o C τότε μία μείωση της παροχής του νερού κατά 20% θα έχει σαν αποτέλεσμα να μειωθεί η 9

11 συνολική μετάδοση θερμότητας κατά 9% τυπικά. Αν σκεφτούμε την αισθητή και τη λανθάνουσα θερμότητα, το πρόβλημα μοιάζει ακόμα χειρότερο, ως μία μείωση της παροχής του νερού κατά 20% στην πραγματικότητα θα δώσει μία μείωση στην αισθητή θερμότητα κατά 3% και μία μείωση στην λανθάνουσα θερμότητα κατά 25%. Έτσι μπορούμε να καταλάβουμε ότι οι παροχές νερού είναι κατά πολύ κρίσιμες στα συστήματα ψύξης σε σχέση με τα συστήματα θέρμανσης ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΥΝΗΘΩΝ ΜΕΤΡΗΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ. Κατά τη διάρκεια μιας ενεργειακής επιθεώρησης ο μηχανικός θα πρέπει να είναι εξοπλισμένος με μία σειρά φορητών οργάνων για να μπορεί να αξιολογεί την κατάσταση λειτουργίας μιας υφιστάμενης εγκατάστασης. Ο εξοπλισμός των οργάνων αυτών είναι απαραίτητος ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια επιθεώρησης εγκαταστάσεων λεβήτων (ΕΛΟΤ ΕΝ 15378: 2006) και εγκαταστάσεων κλιματισμού (ΕΛΟΤ ΕΝ 15240: 2007). Στην ιδανική περίπτωση ελέγχου μίας νέας κατασκευής όπου έχει τηρηθεί διαδικασία Λειτουργικής Παραλαβής Συστημάτων (Λ.Π.Σ), οι ανωτέρω μετρήσεις θα πρέπει να βρίσκονται στο φάκελο Λ.Π.Σ υπογεγραμμένα από το Σύμβουλο Λ.Π.Σ, τον ανάδοχο και τον επιβλέποντα μηχανικό Θερμόμετρα, θερμοκάμερες Θερμόμετρα Τα θερμόμετρα υπάρχουν σε πολλές μορφές (Εικόνες 2, 3, 4) και αρχές μέτρησης, ξεχωρίζουμε τα πιο συνήθη ως εξής: Γυάλινο θερμόμετρο με υγρό, περιοχή μέτρησης (-58) (-5) o C με ακρίβεια μέτρησης ± 0,7 Κ Γυάλινο θερμόμετρο με υγρό, περιοχή μέτρησης (-5) (60) o C με ακρίβεια μέτρησης ± 0,1 Κ Γυάλινο θερμόμετρο με υγρό, περιοχή μέτρησης (60) (100) o C με ακρίβεια μέτρησης ± 1 Κ Γυάλινο θερμόμετρο με υγρό, περιοχή μέτρησης (110) (210) o C με ακρίβεια μέτρησης ± 1,5 Κ Εικόνα 2: Γυάλινο αναλογικό θερμόμετρο με υγρό 10

12 Θερμόμετρο μεταλλικής διαστολής, περιοχή μέτρησης (0) (1000) o C με ακρίβεια ± 1% έως ± 2%. Εικόνα 3: Θερμόμετρο μεταλλικής διαστολής αναλογικό Ηλεκτρονικό θερμόμετρο αντιστάσεως, περιοχή μέτρησης (-220) (850) o C με ακρίβεια ± 0,15 Κ κλάση Α Ηλεκτρονικό θερμόμετρο αντιστάσεως, περιοχή μέτρησης (-220) (850) o C με ακρίβεια ± 0,03 Κ κλάση Β Ηλεκτρονικό θερμόμετρο με θερμοζεύγος, περιοχή μέτρησης (-50) (500) o C με ακρίβεια ± 0,05 Κ. Εικόνα 4: Ηλεκτρονικό φορητό θερμόμετρο Χρησιμοποιείται με βάση τον κανονισμό (ΕΛΟΤ ΕΝ 15251: 2006) που καθορίζει τα όρια μέτρησης και τις κατηγορίες ταξινόμησης του κτιρίου. Περισσότερες λεπτομέρειες καθώς και το σχετικό πίνακα Α.2 αναφέρονται στον κανονισμό. 11

13 Θερμοκάμερες Οι εφαρμογές της θερμικής απεικόνισης είναι κυρίως ο έλεγχος των θερμικών απωλειών στα κτίρια, ο εντοπισμός υδραυλικών προβλημάτων, καθώς επίσης και στις ηλεκτρομηχανολογικές εφαρμογές. Η θερμική κάμερα είναι μία κάμερα κινούμενης εικόνας / βίντεο, η οποία απεικονίζει με χρώματα τη θερμοκρασία των αντικειμένων (Εικόνα 5). Αυτό σημαίνει ότι δεν βλέπουμε τα αντικείμενα με τα φυσικά τους χρώματα αλλά με τα τεχνητά τα οποία αντιπροσωπεύουν και μία θερμοκρασία, όπου το ψυχρό απεικονίζεται με μπλε και όσο περνάμε στα θερμότερα τα χρώματα γίνονται πιο κοκκινωπά, κίτρινα έως το άσπρο που απεικονίζει το θερμότερο αντικείμενο. Η κάμερα «βλέπει σε βάθος» διότι το θαμμένο αντικείμενο έχει μία θερμοκρασία διαφορετική από το υλικό που το σκεπάζει και η διαφορά αυτή φτάνει στην επιφάνεια π.χ. ένας σωλήνας με νερό έχει διαφορετική θερμοκρασία από το πάτωμα. Η θερμοκρασία του αυτή θερμαίνει ή ψυχραίνει τη θερμοκρασία του πατώματος και την αλλάζει τοπικά. Επειδή η κάμερα έχει μεγάλη ευαισθησία εντοπίζει αυτή τη διαφορά θερμοκρασίας και μας δείχνει με ακρίβεια που βρίσκεται, απεικονίζοντας την επιφάνεια πάνω από αυτόν με διαφορετικό χρώμα. Μια άλλη εφαρμογή της θερμικής κάμερας είναι στον έλεγχο της στεγανότητας των ταρατσών ή να ελέγξουμε μία καινούργια στεγανοποίηση αν έγινε σωστά. Την θερμική κάμερα μπορούμε ακόμη να τη χρησιμοποιήσουμε για τον εντοπισμό του σημείου φραγής των σωλήνων, η κάμερα μας απεικονίζει με διαφορετικό χρώμα το σημείο φραγής όπου παγιδεύεται ο αέρας μέσα στις σωλήνες νερού. Ιδιαίτερη εφαρμογή έχει στους σωλήνες αποχέτευσης. Μια ακόμα πολύ σημαντική εφαρμογή της θερμοκάμερας είναι στα ψυκτικά συγκροτήματα και στο δίκτυο των σωληνώσεων τους. Με την θερμοκάμερα μπορούμε να εντοπίσουμε σημεία, στα οποία η μόνωση έχει φθαρεί, χωρίς εμφανείς ζημιές. Είναι σημαντικό να κάνουμε συχνούς ελέγχους στην ποιότητα της μόνωσης των ψυκτικών κυκλωμάτων, γιατί λόγω της μεγάλης διαφοράς θερμοκρασίας του ψυκτικού μέσου με τον περιβάλλοντα αέρα, υπάρχει η απαίτηση για καλή μόνωση των σωληνώσεων για να μην έχουμε συμπύκνωση. Η συμπύκνωση οδηγεί στη διάβρωση των σωληνώσεων και στη συνέχεια καταστροφή τους. Επίσης, αν η διάβρωση συμβεί σε σημεία ένωσης των σωληνώσεων ή σε σημεία που υπάρχουν εξαρτήματα, τότε υπάρχει πολύ μεγάλη πιθανότητα να υπάρξει και διαρροή ψυκτικού μέσου το οποίο είναι πολύ βλαβερή επίπτωση στο περιβάλλον (για εφαρμογές με διάφορους τύπους ψυκτικού μέσου). Για τα προβλήματα με τις διαρροές και τις επιπτώσεις που προκαλούν θα αναφερθούμε σε επόμενη παράγραφο. Εικόνα 5: Φορητή θερμοκάμερα Κατά τον έλεγχο των θερμικών απωλειών των κτιρίων είναι δυνατόν να υπολογιστεί ο συντελεστής θερμοπερατότητας του κελύφους μετά από επεξεργασία θερμικών απεικονίσεων του κελύφους που έγιναν κατά τη διάρκεια μιας πολύ θερμής ή πολύ ψυχρής ημέρας. Τα βασικά τεχνικά περιλαμβάνουν: 12

14 1. Ανάλυση του αισθητήρα π.χ. 140 x 140 pixel 2. Θερμική ευαισθησία κάτω από 0,1 o C στους 25 o C 3. Ακρίβεια +2% 4. Ελάχιστη απόσταση εστίασης 0,1m 5. Οπτική κάμερα 2,3 Megapixels Παροχόμετρα νερού Ρυθμιστικές βαλβίδες και εξαρτήματα. Η εγκατάσταση των ρυθμιστικών βαλβίδων σε κατάλληλα σημεία στο δίκτυο είναι βασική απαίτηση για μία αποδοτική ρύθμιση του συστήματος. Θα πρέπει να προδιαγράφονται ρυθμιστικές βαλβίδες κατασκευασμένες γι αυτό το σκοπό κα όχι απλές βάνες απομόνωσης με γλώσσα ή σφαιρικές. Ρυθμιστικές βαλβίδες πρέπει να παρέχονται στο σύστημα όπου είναι αναγκαίο να γίνει ρύθμιση της παροχής του νερού. Συνήθως περιλαμβάνει τις ακόλουθες θέσεις: Συλλέκτες πρωτεύοντος, κατακόρυφους, κλάδους και διανομές. Όλοι οι κλάδοι με τερματικές μονάδες. Όλα τα by-pass των 3-όδων βαλβίδων αυτοματισμού. Όλες οι αντλίες. Όλοι οι λέβητες και οι ψύκτες (ειδικά όπου είναι παραλληλισμένοι). Όλα τα κυκλώματα ζωνών αυτομάτου ελέγχου που συνεργάζονται με μία αντλία δευτερεύοντος. Όλες οι ρυθμιστικές βαλβίδες επιλέγονται με μία πτώση πίεσης της τάξης των 3-10 kpa έτσι ώστε να μην ρυθμίζονται κάτω από 25% ανοικτό έτσι ώστε να ελαχιστοποιούν τον κίνδυνο θορύβου, σπηλαίωσης, διάβρωσης, ή σκουπιδιών που συλλέγονται μέσα στο άνοιγμα. Οι ρυθμιστικές βαλβίδες χωρίζονται στις λεγόμενες απλές ρυθμιστικές και στις διπλές ρυθμιστικές με μεταβλητό επιστόμιο (orifice) (Εικόνα 6). Εικόνα 6: Ρυθμιστικές βαλβίδες Εξάρτημα μέτρησης διαφορικής πίεσης. Αποτελείται από μία κυκλική μεταλλική πλάκα με μία κεντρική οπή που παράγει πτώση πίεσης στην παροχή του νερού και προξενεί μία διαφορική πίεση κατά μήκος της πλάκας. Η τελική μέτρηση 13

15 επιτυγχάνεται με τη χρήση φορητού οργάνου διαφορικής πίεσης (Εικόνα 7) ή αισθητηρίου οργάνου συνδεδεμένο σε BMS, μέσω σήματος 0-10 V. Εικόνα 7: Όργανο μέτρησης διαφορικής πίεσης Αυτόματες βαλβίδες σταθερής παροχής. Οι αυτόματες βαλβίδες σταθερής παροχής είναι αυτοδύναμες βαλβίδες που ρυθμίζονται μέσω εσωτερικών διατάξεων τύπου μικρών κυλίνδρων και ελατηρίου (Εικόνα 8). Καθώς η διαφορική πίεση κατά μήκος της βαλβίδας μεταβάλλεται οι κυλινδρίσκοι κινούνται έναντι του ελατηρίου μεταβάλλοντας την επιφάνεια ανοίγματος που εξασφαλίζει σταθερή παροχή. Έτσι η παροχή νερού ρυθμίζεται σταθερά σε ανταπόκριση μεταβολών της διαφορικής πίεσης. Οι αυτόματες βαλβίδες σταθερής παροχής θεωρούνται σήμερα, απαραίτητες στα δίκτυα μεταβλητής παροχής νερού σε κλάδους και στοιχεία. Οι βαλβίδες σταθερής παροχής μπορούν να συνδυαστούν με την αυτόματη βαλβίδα ελέγχου σε ένα εξάρτημα αυτοματισμού που ονομάζεται βαλβίδα αυτομάτου ελέγχου ανεξάρτητης πίεσης (pressure independent control valve). Εικόνα 8: Αυτόματες βαλβίδες εξισορρόπησης Όργανα μέτρησης με υπερήχους. Είναι φορητά όργανα που αποτελούνται από το πομπό και δέκτη υπερήχων και την κεντρική μονάδα μέτρησης της παροχής που μετρά με ένα σφάλμα της τάξης του +/- 2% της τιμής μετρήσεως. Η τοποθέτηση επάνω στο σωλήνα γίνεται με προσωρινά στηρίγματα ή μόνιμης τοποθέτησης (Εικόνα 9). Η κεντρική μονάδα συνδέεται επίσης με αισθητήριο θερμοκρασίας εξ επαφής στην είσοδο και έξοδο του εναλλάκτη και έχει τη δυνατότητα να μετρά εκτός από την ταχύτητα του υγρού και την τελική τιμή σε θερμική ή ψυκτική ικανότητα (kcal/h ή kw ή btu/h). 14

16 Εικόνα 9: Όργανο μέτρησης με υπερήχους Υγρόμετρα Υγρού και ξηρού βολβού. Τα υγρόμετρα αυτά υπάρχουν σε δύο τύπους: α) σταθερό διπλό γυάλινο θερμόμετρο υδραργύρου με μόνιμα βρεγμένο το στέλεχος του υγρού βολβού και β) και το φορητό περιστρεφόμενο όργανο. Με τη βοήθεια πινάκων και τις δύο ενδείξεις θερμοκρασίας ξηρού και υγρού βολβού παίρνουμε τη μέτρηση σχετικής υγρασίας του αέρα Ηλεκτρονικό φορητό όργανο σχετικής υγρασίας Με τη βοήθεια αισθητηρίων μέτρησης σχετικής υγρασίας τύπου χωρητικότητας μετράμε τη σχετική υγρασία σε μία περιοχή από 3 98% RH και για θερμοκρασίες από 0 έως 50 o C με ακρίβεια μέτρησης ± 1,5 % RH (Εικόνα 10). Χρησιμοποιείται με βάση τον κανονισμό (ΕΛΟΤ ΕΝ 15251: 2006) που καθορίζει τα όρια μέτρησης και τις κατηγορίες ταξινόμησης του κτιρίου. Περισσότερες λεπτομέρειες καθώς και το σχετικό πίνακα Β6 αναφέρονται στον κανονισμό. Εικόνα 10: Ηλεκτρονικό φορητό όργανο σχετικής υγρασίας Αερόμετρα (παροχόμετρα αέρα). Για τη μέτρηση της παροχής του αέρα σε κεντρικές κλιματιστικές μονάδες (ΚΚΜ) είναι απαραίτητο να προκαθορίζονται τα μετρητικά σημεία, ώστε να έχουμε ένα ισοζύγιο του αέρα κατά την επεξεργασία 15

17 του μέσα στην ΚΚΜ. Έτσι είναι απαραίτητο να μετρηθούν με τη βοήθεια φορητών οργάνων (Εικόνα 11) τα πιο κάτω: α) Λήψη νωπού αέρα. β) Προσαγωγή του αέρα. γ) Επιστροφή του αέρα. δ) Απόρριψη του αέρα. ε) Προσαγωγή του αέρα ανά κλάδο. Χρησιμοποιείται με βάση τον κανονισμό (ΕΛΟΤ ΕΝ 15251: 2006) που καθορίζει τα όρια μέτρησης και τις κατηγορίες ταξινόμησης του κτιρίου. Περισσότερες λεπτομέρειες καθώς και το σχετικό πίνακα Β.3 αναφέρονται στον κανονισμό. Εικόνα 11: Ηλεκτρονικά φορητά όργανα μέτρησης παροχής αέρα Όργανα μέτρησης πίεσης. Τα όργανα μέτρησης πίεσης αέρα (Εικόνα 12) χρησιμοποιούνται για : Ολική, στατική και πίεση ταχύτητας αέρα σε ένα δίκτυο αεραγωγών. Στατικές πιέσεις σε ένα δίκτυο αεραγωγών με τη χρήση πλευρικών συνδέσεων Διαφορικές πιέσεις μεταξύ ενός χώρου και ενός άλλου. Ορισμοί: 1) Ολική πίεση ανεμιστήρα: Είναι η αλγεβρική διαφορά μεταξύ της ολικής πίεσης εξόδου του ανεμιστήρα και της ολικής πίεσης εισόδου του ανεμιστήρα. Είναι το μέτρο της ολικής μηχανικής ενέργειας που προστίθεται στον αέρα από τον ανεμιστήρα. 2) Ταχύτητα πίεσης ανεμιστήρα: Αντιστοιχεί στη μέση ταχύτητα δια μέσου του ανεμιστήρα στην έξοδο. Είναι η κινητική ενέργεια ανά μονάδα όγκου του αέρα που εξέρχεται από τον ανεμιστήρα. 3) Στατική πίεση ανεμιστήρα: Είναι η διαφορά μεταξύ της ολικής πίεσης του ανεμιστήρα και της ταχύτητας πίεσης του ανεμιστήρα. Υπολογίζεται αφαιρώντας την ολική πίεση στην είσοδο του ανεμιστήρα από την στατική πίεση στην έξοδο του ανεμιστήρα. Ο κύριος τύπος οργάνου που χρησιμοποιείται σήμερα είναι ένα ηλεκτρονικό μικρομανόμετρο. Τα μικρομανόμετρα έχουν κλίμακες βαθμονομημένα απευθείας σε ταχύτητα αέρα και δίνουν απευθείας την ένδειξη ταχύτητας όταν συνδέονται με σωλήνες pitot. Για να υπολογιστεί η μέση ταχύτητα απαιτείται το κατάλληλο πλήθος μετρήσεων σε ένα αεραγωγό διαιρώντας τον αεραγωγό (ορθογώνιο ή 16

18 κυκλικό) σε κατάλληλο αριθμό ισοδύναμων επιφανειών και λαμβάνοντας το μέσο όρο των ταχυτήτων ώστε να εξαχθεί η μέση ταχύτητα αέρα. (βλέπε ΕΝ ΕΛΟΤ 12599: 2000 πίνακες G4 και G5) Όσον αφορά την ακρίβεια των οργάνων (βλέπε ΕΝ ΕΛΟΤ 12599: 2000 πίνακα G6). Όσον αφορά τη αβεβαιότητα των μετρήσεων της παροχής αέρα σε σχεδόν σε μηδενική κίνηση (δες ΕΝ ΕΛΟΤ 12599: 2000 πίνακα G7). Εικόνα 12: Ηλεκτρονικά / Αναλογικά φορητά όργανα μέτρηση πίεσης Μέτρηση ταχύτητας Σωλήνας pitot. Το κύριο εξάρτημα είναι ο σωλήνας pitot (Εικόνα 13) και αποτελείται από δύο ομοαξονικούς σωλήνες. Ο κεντρικός κοιτάζει προς το κύριο ρεύμα αέρα και δέχεται την ολική πίεση δηλαδή τη στατική πίεση συν την πίεση ταχύτητας, ενώ ο εξωτερικός σωλήνας έχει ένα δακτύλιο από οπές γύρω από το τοίχωμα του σωλήνα στο άκρο και μετράει τη στατική πίεση μόνο. Συνδέοντας το μετωπικό σωλήνα και τον πλευρικό σωλήνα με το μικρομανόμετρο με τη βοήθεια των επιστομίων δείχνει 1 απευθείας την πίεση ταχύτητας. Από εκεί προκύπτει η ταχύτητα του αέρα που είναι v = pv 3 όπου pv είναι η πίεση ταχύτητας αέρα σε Pa και v ταχύτητα αέρα σε m/s και ισχύει για κανονικές συνθήκες αέρα για ιδική μάζα του αέρα 1,2 kg/m 3 θερμοκρασία 20 o C και 1013 mbar βαρομετρική πίεση. Εικόνα 13: Σωλήνας Pitot Ανεμόμετρα περιστρεφόμενου πτερυγίου. Τα ανεμόμετρα αυτού του τύπου (Εικόνα 14) χρησιμεύουν ώστε να μετράμε παροχές σε στόμια προσαγωγής ή απαγωγής. Η περιοχή μετρήσεων κυμαίνεται από 0,25 30 m/s με μία ακρίβεια καλύτερη από ± 2% της ένδειξης. Τα όργανα αυτά έχουν ηλεκτρονική μνήμη ώστε να μετρούν σε πολλαπλά σημεία την ταχύτητα του αέρα επί ένα χρονικό διάστημα που ορίζεται (έως 12 min) και κατόπιν υπολογίζουν τη μέση ταχύτητα απ ευθείας. 17

19 Εικόνα 14: Ηλεκτρονικό φορητό όργανο περιστρεφόμενου πτερυγίου Ανεμόμετρα θερμού νήματος. Τα ανεμόμετρα αυτού του τύπου (Εικόνα 15) αντικαθιστούν την περιορισμένη εφαρμογή των σωλήνων pitot, διότι προσφέρουν μεγαλύτερη ακρίβεια σε χαμηλές ταχύτητες αέρα. Μέσα από τη ψηφιακή τεχνολογία το όργανο καθίσταται πολυόργανο αφού μετρά μέσω επιλογής σε πολλαπλές μονάδες μέτρησης, όπως m/s, fpm, km/h και μετρήσεις παροχής σε m3/s, m3/h, cfm και l/s. Ιδιαιτέρως, αναφέρουμε τις κλίμακες μέτρησης ταχύτητας αέρα: Περιοχή από: 0,15 m/s έως 3 m/s, ακρίβεια ± 3% της ένδειξης, ανάλυση 0,01 m/s. Περιοχή από: 3,1 m/s έως 30 m/s, ακρίβεια ± 3% της ένδειξης, ανάλυση 0,1 m/s. Εικόνα 15: Ανεμόμετρο θερμού νήματος Εξαρτήματα μέτρησης πλέγματος. Το εξάρτημα αυτό επιτρέπει την μόνιμη μέτρηση της παροχής του αέρα με μία ακρίβεια καθώς είναι τοποθετημένο σταθερά επάνω στο τμήμα του αεραγωγού που ενδιαφέρει (Εικόνα 16). Συνήθως αφορά τμήματα αεραγωγών λήψης νωπού αέρα. Η διάταξη του πλέγματος έρχεται από το εργοστάσιο με οπές σύμφωνα με τη μέθοδο Log Tchebycheff. Η πιθανές διαστάσεις για ορθογώνιο αεραγωγό φτάνουν έως τα 2 m2 ενώ για κυκλικούς αεραγωγούς έως διάμετρο Φ1000 mm. Η ακρίβεια μέτρησης ταχύτητας αέρα στην περιοχή από 1,5m/s έως 3,5 m/s ανέρχεται σε ± 5% και μπορεί να βαθμονομηθεί για ακρίβεια ± 2%. 18

20 Εικόνα 16: Εξάρτημα μέτρησης ταχύτητας πλέγματος αέρα μόνιμης τοποθέτησης σε αεραγωγό Ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης παροχής τύπου χοάνης. Το όργανο αυτό μας δίνει τη δυνατότητα απ ευθείας μετρήσεων παροχής αέρα σε στόμια προσαγωγής ή απόρριψης με μεγάλη ταχύτητα διεξαγωγής των μετρήσεων. Αποτελείται από ένα τυποποιημένο κώνο χοάνη διαστάσεων 610mm x 610mm (ή 915mm x 915mm) προσαρμοσμένο σε ένα εξάρτημα μέτρησης πλέγματος καθώς και ένα ψηφιακό μικρομανόμετρο ακριβείας (Εικόνα 17). Το όργανο έχει σχετικά ελαφριά κατασκευή και είναι βαθμονομημένο ώστε να μετρά κατευθείαν σε παροχή αέρα (m3/h). Η περιοχή μέτρησης ανέρχεται από 42 m/h έως 4250m 3 /h με μία ακρίβεια ± 3% της ένδειξης ± 12 m3/h για παροχή αέρα πάνω από 85 m3/h. Εικόνα 17: Φορητό ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης παροχής αέρα τύπου χοάνης Όργανο μέτρησης ποιότητας αέρα, CO 2 Ηλεκτρονικό φορητό όργανο για τη μέτρηση της περιεκτικότητας CO 2 (ppm) του αέρα σε εσωτερικούς χώρους (Εικόνα 18). Η περιοχή μέτρησης του οργάνου είναι από ppm. Η ακρίβεια +/- 3% της ένδειξης και η ανάλυση 1 ppm. Χρησιμοποιείται με βάση τον κανονισμό (ΕΛΟΤ ΕΝ 15251: 2006) που καθορίζει τα όρια μέτρησης και τις κατηγορίες ταξινόμησης του κτιρίου. Περισσότερες λεπτομέρειες καθώς και το σχετικό πίνακα Β.4, αναφέρονται στον κανονισμό. 19

21 Εικόνα 18: Φορητό ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης ποιότητας αέρα Θερμιδομετρητές Αποτελούν την εφαρμογή των μετρητών παροχής υγρών με υπερήχους (Εικόνα 19) όπου με τη βοήθεια αισθητήριων επαφής μας μετρούν τη θερμική κατανάλωση σε kw ή kcal/h. Εικόνα 19: Φορητός ηλεκτρονικός θερμιδομετρητής Μετρητές Αναλυτές ηλεκτρικής ενέργειας Η μέτρηση των ηλεκτρικών μεγεθών γίνεται µε τον αναλυτή ηλεκτρικής ενέργειας (Εικόνα 20). Εφ όσον επιτευχθεί η σωστή συνδεσμολογία στον ηλεκτρικό πίνακα οι μετρήσεις διαβάζονται στην οθόνη του οργάνου. Οι μετρήσεις περιλαμβάνουν: Στιγμιαίες και προγραμματισμένης διάρκειας μετρήσεις ανά φάση και στο σύνολο, τάσης, έντασης, φαινόμενης άεργου και ενεργού ισχύος, συνφ, ενέργειας. Οι μετρήσεις είναι στιγμιαίες και ανανεώνονται κάθε 20 δευτερόλεπτα. Οι αποθηκευμένες στη μνήμη (memory pack) μετρήσεις αναλύονται και επεξεργάζονται µε το λογισμικό. Από τα αποτελέσματα αυτά δημιουργούνται γραφήματα στα οποία απεικονίζεται η απορρόφηση ισχύος κατά την χρονική περίοδο της μέτρησης καθώς και η διακύμανση του συνφ. Επίσης αναγράφεται και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε kwh του μετρούμενου μηχανήματος 20

22 για την συγκεκριμένη χρονική περίοδο καθώς και η άεργος ισχύς ανά φάση και στο σύνολο των τριών φάσεων. Τεχνικά Χαρακτηριστικά Ακρίβεια 0.5% (ρεύμα, τάση) Μετρήσεις ανά φάση και συνολικά (V,A,W, VA, var, TPF, DPF, Hz, Wh, varh-l, varh-c, VAh κ λπ) Ανάλυση Αρμονικών έως την 50 Περίοδος δειγματοληψίας 20 msec Αυτόματη αποθήκευση MIN, MAX και Μ.Ο τιμών Στατιστική ανάλυση των αποθηκευμένων μεταβλητών Λειτουργία παλμογράφου Ενσωματωμένη οθόνη, εκτυπωτής και RS232 θύρα επικοινωνίας Επαναφορτιζόμενη μπαταρία Θήκη μεταφοράς Συνοδευτικό λογισμικό ανάλυσης 4 ακροδέκτες για μέτρηση τάσεως και 3 αμπεροτσιμπίδες ακριβείας για μετρήσεις έως 1200 Α και ειδικός προσαρμοστής για μέτρηση έως 3000 Α Εικόνα 20: Φορητός ηλεκτρονικός αναλυτής ηλεκτρικών μεγεθών Ενδιαφέροντα και σημαντικά συμπεράσματα προκύπτουν από την καμπύλη φορτίου. Γι' αυτό, κατασκευάζονται τα διαγράμματα της ενεργού ισχύος και του συντελεστή ισχύος (συνφ). Ως γνωστόν, ένα 'καλό' ηλεκτρικό φορτίο παρουσιάζει τιμές του συντελεστή ισχύος κοντά στη μοναδιαία τιμή, ενώ 'κακό' ηλεκτρικό φορτίο παρουσιάζει χαμηλότερες τιμές. Όσο χαμηλότερες είναι οι τιμές του συντελεστή ισχύος, τόσο πιο χωρητικό είναι το ηλεκτρικό φορτίο, με συνέπεια τη μεγαλύτερη κατανάλωση άεργου ισχύος. Ένα φαινόμενο που πρέπει να εξετασθεί μέσω του ηλεκτρικού αναλυτή ενέργειας είναι οι αρμονικές. Η ύπαρξη αρμονικών στην τάση και την ένταση (υπέρθεση συχνοτήτων πολλαπλάσιων της θεμελιώδους συχνότητας, 50 Hz) οφείλεται κυρίως στην ύπαρξη μη γραμμικών φορτίων, φορτίων δηλαδή που απαιτούν ρεύμα διαφορετικής κυματομορφής από την τάση (άγουν ρεύμα μόνο σε ορισμένες περιοχές της τάσης). Τέτοιου είδους κυματομορφές έντασης είναι συνηθισμένες για συσκευές εξοπλισμού γραφείων που λειτουργούν με συνεχές ρεύμα. 21

23 Το φάσμα των αρμονικών εξαρτάται από τη φύση αυτών των φορτίων. Οι αρμονικές που παράγονται σε ένα σημείο μεταδίδονται και μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα σε άλλα φορτία. Μη γραμμικά φορτία υπάρχουν τόσο σε οικιακούς όσο και σε βιομηχανικούς καταναλωτές. Τέτοια είναι: Φορτία με ηλεκτρονικά ισχύος: ανορθωτές, PLC, κ.ά. Φορτία που χρησιμοποιούν ηλεκτρικό τόξο: φούρνοι τόξου και λάμπες φθορισμού Φορτία που χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά: τηλεοράσεις, φούρνοι μικροκυμάτων, φωτοαντιγραφικά, ηλεκτρονικοί υπολογιστές, εκτυπωτές κλπ. Σύμφωνα με διεθνή πρότυπα, τα επιτρεπτά όρια των αρμονικών είναι για την τάση 2% και για την ένταση 8%. Από τα διαγράμματα των αρμονικών τάσης, η τιμή είναι οριακά πάνω από το επιτρεπτό όριο, και για τις τρεις φάσεις. Από τα διαγράμματα των αρμονικών έντασης, η τιμή είναι κάτω από το επιτρεπτό όριο, και για τις τρεις φάσεις. Οι αρμονικές συνδέονται άμεσα με το συντελεστή ισχύος. Η ύπαρξη αρμονικών οδηγεί σε μείωση του πραγματικού συντελεστή ισχύος, καθώς αυξάνεται η ενεργός τάση και κυρίως η ενεργός ένταση. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως ένδειξη της αύξησης των απωλειών στο δίκτυο. Για τη μείωση των αρμονικών μπορούν να χρησιμοποιηθούν φίλτρα (συνδυασμός πυκνωτών και πηνίων), τα οποία παγιδεύουν τις αρμονικές και δεν τους επιτρέπουν να διεισδύσουν στο δίκτυο Βολτόμετρο Αμπερόμετρο - Πολύμετρο Προσοχή πρέπει να δίδεται έτσι ώστε μόνο ειδικευμένα τεχνικοί να διεξάγουν μετρήσεις τάσης και έντασης. Είναι σημαντικό να ελέγχεται η απορροφούμενη ένταση των κινητήρων ανεμιστήρα ή αντλίας ώστε να εξασφαλίζεται ότι είναι μέσα στην περιοχή λειτουργίας, συχνά η μέτρηση αυτή γίνεται με ένα όργανο,π.χ. αμπεροτσιμπίδα ή πολύμετρο (Εικόνα 21), το όργανο είναι εύκολο στη χρήση και έχει μία ακρίβεια μέτρησης της τάξεως του 3% της περιοχής πλήρους κλίμακας. Η μόνωση του καλωδίου δεν επηρεάζει τη μέτρηση αλλά είναι σημαντικό αν θυμόμαστε ότι το όργανο λειτουργεί για ένα αγωγό ρεύματος και όχι για δύο και για να εναλλασσόμενο μόνο. Επίσης είναι σπουδαίο το όργανο να προδιαγράφεται για πραγματική ένδειξη RMS με μία περιοχή συχνότητας τουλάχιστον 3kHz που λαβαίνει υπόψη όποια αρμονική ρεύματος. Για να μετρήσουμε ταυτόχρονα τάση και ένταση χρησιμοποιείται αμπεροτσιμπίδα τύπου Hall Effect. Είναι ένα όργανο μεγαλύτερης ακρίβειας με περισσότερες δυνατότητες. Εικόνα 21: Φορητά ηλεκτρονικά όργανα (Πολύμετρο Αμπερόμετρο) 22

24 1.3. ΒΑΣΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Μετρήσεις θερμοκρασιών Θερμογραφήματα. Η μέτρηση θερμοκρασιών εξυπηρετεί τη δημιουργία πινάκων για αξιολόγηση της απόδοσης σύμφωνα με την ψυχρομετρία του αέρα. Μετράμε: α) θερμοκρασία επιστροφής αέρα β) θερμοκρασία λήψης νωπού αέρα γ) θερμοκρασία μίξης στο κιβώτιο μίξεως. ε) θερμοκρασία εισόδου / εξόδου στα στοιχεία νερού Μέθοδος μέτρησης παροχής νωπού αέρα με τη βοήθεια της εξίσωσης: T m = ( X T + X T ) o o 100 r r όπου: Tm = θερμοκρασία αέρα μίξεως X o = ποσοστό % νωπού αέρα T o = θερμοκρασία νωπού αέρα X r = ποσοστό % αέρα επιστροφής T r = θερμοκρασία αέρα επιστροφής Μέτρηση της σχετικής υγρασίας. Για την αξιολόγηση της εγκατάστασης κεντρικής κλιματιστικής μονάδας επεξεργασίας αέρα είναι απαραίτητες για αξιολόγηση οι πιο κάτω μετρήσεις: Εξωτερικός αέρας o C db o C wb Είσοδος στο ψυκτικό στοιχείο o C db o C wb Έξοδος από το ψυκτικό στοιχείο o C db o C wb Προσαγωγή αέρα στο χώρο o C db o C wb Επιστροφή αέρα από το χώρο o C db o C wb Με τη χρήση πινάκων μεταφράζουμε τις θερμοκρασίες ξηρού και υγρού βολβού σε τιμές σχετικής υγρασίας % RH. Αξιολογώντας τις τιμές σχετικής υγρασίας χώρου επί ένα συνεχές χρονικό διάστημα, σε περίπτωση που η σχετική υγρασία χώρου είναι κάτω από 30%RH απαιτείται εγκατάσταση υγραντήρα νερού ή ατμού. Σε περίπτωση που η σχετική υγρασία χώρου είναι πάνω από 60%RH τότε απαιτείται λειτουργία αφύγρανσης με τη βοήθεια του ψυκτικού στοιχείου, του μετά-θερμαντικού στοιχείου και κατάλληλης διάταξης οργάνων αυτομάτου ελέγχου Μέτρηση της ποιότητας του εσωτερικού αέρα Αυτόματος έλεγχος αερισμού. Σε κλιματιζόμενους χώρους με μεταβλητό φορτίο κατοίκισης ατόμων είναι απαραίτητη η διάταξη μέτρησης και αυτόματης ρύθμισης της λήψης νωπού αέρα. Η συνήθης εφαρμογή αποτελείται από ένα αισθητήριο ποιότητας αέρα CO2 που μετρά την περιεκτικότητα σε ppm μέσα στο χώρο ή στην επιστροφή του αέρα επάνω στην ΚΚΜ και αυτομάτως ρυθμίζει το ποσοστό μίξης των διαφραγμάτων 23

25 νωπού αέρα επιστροφής αέρα ώστε να διατηρείται ένα σημείο σταθερό στα 850 ppm (κατηγορία ΙΙ ΕΛΟΤ ΕΝ 15251: 2006 πίνακας Β.4). Η εφαρμογή αυτή συνιστάται σε συγκεντρώσεις ατόμων πάνω από 50 άτομα κατ εκτίμηση (Demand Control Ventilation) Μετρήσεις αποδόσεων μηχανημάτων κλιματισμού Για να γίνει δυνατή η αξιολόγηση των εγκατεστημένων μηχανημάτων κλιματισμού απαιτείται η μέτρηση και καταγραφή παραμέτρων ώστε να γίνουν οι υπολογισμοί των αποδόσεων αυτών. Για να υπολογίσουμε την ψυκτική απόδοση ενός ψυκτικού συγκροτήματος πρέπει πρώτα να μετρήσουμε με ακρίβεια παροχή νερού με τη χρήση είτε φορητών οργάνων με υπερήχους ή με τη βοήθεια εγκατεστημένης ρυθμιστικής βαλβίδας με επιστόμια ή με τη βοήθεια κοινού μανομέτρου στην είσοδο έξοδο του εξατμιστή. Επίσης είναι απαραίτητη η μέτρηση απορροφούμενης ισχύος του συμπιεστή ώστε να υπολογιστεί ο συντελεστής απόδοσης EER και τέλος να μετρήσουμε με ακρίβεια τις θερμοκρασίες εισόδου και εξόδου από τον εξατμιστή. Βασικός τύπος υπολογισμού ψυκτικής ικανότητας ψυκτικού συγκροτήματος. Ψ υκτική Ικανότητα (kw) = Παροχή Νερού 0,239 (l / s) Ψυκτική Ικανότητα (kw) EER = Απορροφούµενη Ισχύς (kw) t Ειδικά για τα υδρόψυκτα μηχανήματα για επαλήθευση της παροχής νερού του συμπυκνωτή μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον τύπο: Π αροχή Νερού (l / s) Ψυκτ. Ικ.(kW) + Απορρ. Ισχυς(kW) ιαφ. Θερµ. Π. Ψ.( t) = 0,239 Αναφέρονται πιο κάτω τυπικοί παράμετροι που πρέπει να μετρώνται και να καταγράφονται για τα ιστορικά στοιχεία του αρχείου συντήρησης: Ψυκτικά συγκροτήματα Απορροφούμενη ισχύς κινητήρα (kw) Θερμοκρασίες νερού προσαγωγής και επιστροφής του εξατμιστή ( o C) Θερμοκρασίες νερού προσαγωγής και επιστροφής του συμπυκνωτή ( o C) Παροχές νερού (l/s) Προφίλ ψυκτικού φορτίου (σε ημερήσια βάση ή σε εβδομαδιαία) Συντελεστής απόδοσης λειτουργίας σε EER Πύργοι ψύξης Απορροφούμενη ισχύς κινητήρα (kw) Ταχύτητα περιστροφής ανεμιστήρα (rpm) Θερμοκρασίες νερού προσαγωγής και επιστροφής του συμπυκνωτή ( o C) Θερμοκρασίες ξηρού βολβού και υγρού βολβού εξωτερικού αέρα ( o C) 24

26 Διαχείριση και έλεγχος διαρροών των ψυκτικών μέσων Στο τομέα των συστημάτων Κλιματισμού και Ψύξης, στο επίκεντρο των συζητήσεων έχει τεθεί το θέμα των διαρροών του ψυκτικού μέσου (Ψ.Μ) στην εκάστοτε εγκατάσταση. Η απώλεια αυτή πέρα του προφανούς κόστους αναπλήρωσης του ψυκτικού μέσου, επιφέρει επιπλέον συνέπειες τόσο στον ιδιοκτήτη της εγκατάστασης (οι οποίες είναι κατά κύριο λόγο νομικής φύσεως) όσο και στο περιβάλλον. Ένα ψυκτικό μέσο αν διαρρεύσει στο περιβάλλον, θα εξατμιστεί και θα απελευθερωθούν στην ατμόσφαιρα ουσίες που καταστρέφουν τη στοιβάδα του Όζοντος καθώς και αέρια του θερμοκηπίου. Η διαρροή Ψ.Μ. έχει την εξής διπλή επίπτωση στην κλιματική αλλαγή: Άμεση επίπτωση εάν το Ψ.Μ. συντελεί στην υπερθέρμανση του πλανήτη Έμμεση επίπτωση εξαιτίας της αύξησης της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας Δυναμικό θέρμανσης του πλανήτη (GWP) Το Δυναμικό θέρμανσης του πλανήτη (Global Warming Potential - GWP) ενός Ψ.Μ. είναι ένας δείκτης που δείχνει το πως μία ποσότητα αερίου του θερμοκηπίου (πχ HFC ψυκτικά μέσα) εκτιμάται ότι θα συμβάλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Είναι μία σχετική κλίμακα, η οποία συγκρίνει το αέριο με την ίδια ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα (του οποίου το GWP είναι εξ' ορισμού ίσο με 1). Το GWP υπολογίζεται μετά από κάποιο χρονικό διάστημα και η τιμή του πρέπει να κοινοποιείται, αλλιώς το νούμερο αυτό δεν έχει κανένα νόημα GWP και συντελεστής ισοδυναμίας διοξειδίου του άνθρακα Ο συντελεστής ισοδυναμίας ως προς το CO 2 είναι ένα μέγεθος που περιγράφει, για ένα δοθέν μείγμα και μία δοθείσα ποσότητα αερίου του θερμοκηπίου, την ποσότητα του CO2 που έχει το ίδιο GWP, όταν μετράται κατά τη συγκεκριμένη χρονική διάρκεια (γενικά, 100 χρόνια). Ο συντελεστής ισοδυναμίας ως προς το CO 2 με ένα αέριο προκύπτει από πολλαπλασιασμό της μάζας επί το GWP του αερίου. Για παράδειγμα το GWP για το R290 (προπάνιο) για 100 χρόνια είναι 3 και για το R404A είναι Αυτό σημαίνει ότι η διαρροή από: 1 τόνο R290 ισούται με εκπομπές 3 τόνων διοξειδίου του άνθρακα. 1 τόνο R404A ισούται με εκπομπές 3260 τόνων διοξειδίου του άνθρακα Οφέλη από τη μείωση των διαρροών: Η μείωση των διαρροών έχει οφέλη τόσο για τις επιχειρήσεις, όσο και οικονομικά και περιβαλλοντικά. Τα οφέλη για τις επιχειρήσεις περιλαμβάνουν: Συμμόρφωση με τη νομοθεσία συμπεριλαμβανομένου του κανονισμού F Gas, Βελτιωμένα «πράσινα» πιστοποιητικά, Μειωμένος χρόνος αργίας / βελτίωση της άνεσης του προσωπικού ως αποτέλεσμα της αυξημένης αξιοπιστίας, Λιγότεροι κίνδυνοι για την υγιεινή και την ασφάλεια στη Ψύξη και τον Κλιματισμό - άμεσα όσον αφορά τις εκπομπές ψυκτικού μέσου, και τις διεργασίες τροφίμων, έμμεσα ως αποτέλεσμα της αξιοπιστίας. Επιπλέον, υπάρχουν οικονομικά οφέλη: Λιγότερα κόστη για ψυκτικά μέσα. Λιγότερα κόστη για σέρβις 25

27 Λιγότερα έξοδα που συνδέονται με το χρόνο αργίας του συστήματος, Δεν υπάρχει απώλεια της ενεργειακής απόδοσης, που να συνδέεται με τη μειωμένη πλήρωση με ψυκτικό. Τα περιβαλλοντικά οφέλη συσχετίζονται με αυτά που παρουσιάστηκαν πιο πάνω και περιλαμβάνουν: Μείωση των εκπομπών των ισχυρών αερίων του θερμοκηπίου (ψυκτικά μέσα τύπου HCFC και HFC) Πιο αποτελεσματική λειτουργία των συστημάτων Ψύξης και Κλιματισμού και επομένως λιγότερες εκπομπές CO 2 από τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Επιπλέον, τα συστήματα με ανεπαρκές ψυκτικό μέσο, χρησιμοποιούν περισσότερη ενέργεια από ότι χρειάζεται, με συνέπεια την αύξηση των έμμεσων εκπομπών CO2. Τα συστήματα με διαρροές έχουν επίσης υψηλό κόστος συντήρησης και συναφείς περιόδους αργίας Επιθεώρηση Εγκατάστασης Μια τυπική επιθεώρηση εγκατάστασης παρατίθεται παρακάτω: Εύρεση ενδεχόμενων εγκαταστάσεων για επιθεώρηση, π.χ. από υπάρχοντες πελάτες ή τελικούς χρήστες που έχετε διακρίνει ότι θα μπορούσαν να επωφεληθούν από την επιθεώρηση. Περιγραφή στον πελάτη της διαδικασίας και της πιθανής έκβασης (μια επιστολή σχεδιάγραμμα θα σας γίνει διαθέσιμη με τη καταγραφή σας στη λίστα στην ιστοσελίδα του Real Skills Europe) Συγκέντρωση πληροφοριών σχετικά με την εγκατάσταση, συμπεριλαμβανομένων και των αρχείων για τα Φθοριούχα Αέρια Διεκπεραίωση της επιθεώρησης (το φύλλο επιθεώρησης παρέχεται) Αναλογιστείτε πώς μπορεί να μειωθούν οι διαρροές στην εγκατάσταση (οι οδηγοί του Real Skills Europe και οι πληροφορίες στο παρών κεφάλαιο θα βοηθήσουν) Προετοιμασία μιας στρατηγικής περιορισμού των διαρροών για τον πελάτη (σχεδιάγραμμα αναφοράς παρέχεται) Αναφορά των δυνητικών ποσοτήτων Ψ.Μ. που επιτυγχάνεται να μην διαρρεύσουν στο περιβάλλον στο Institute of Refrigeration. Η επιθεώρηση είναι ο οπτικός έλεγχος του συστήματος και επιπρόσθετα, ο έλεγχος για διαρροές. Η επιθεώρηση αυτή θα αποτελέσει τη βάση της Αναφοράς της Εγκατάστασης και της Στρατηγικής Μείωσης Διαρροών προς τους πελάτες. Ο τυπικός χρόνος επιθεώρησης ενός συστήματος κεντρικής μονάδας είναι μέχρι τέσσερις ώρες 1. Το περίγραμμα επιθεώρησης επεξηγεί τα απαραίτητα σημεία. Οι περισσότερες από τις πληροφορίες θα είναι διαθέσιμες από: Τον οπτικό έλεγχο του συστήματος, ο οποίος θα περιλαμβάνει και μια έμμεση αξιολόγηση του επιπέδου της ποσότητας του ψυκτικού μέσου. Τις καταγραφές F Gas. Γενικές ερωτήσεις στο προσωπικό της εγκατάστασης αναφορικά με το επίπεδο αξιοπιστίας και το ιστορικό προβλημάτων της εγκατάστασης. Έναν έλεγχο για διαρροές χρησιμοποιώντας τον ηλεκτρονικό ανιχνευτή. 2. Μπορεί να χρειαστεί να εκτιμηθεί η ποσότητα του ψυκτικού αν αυτή δεν είναι διαθέσιμη. 26

28 3. Η επιθεώρηση περιλαμβάνει έλεγχο διαρροών στο σύστημα. Δεν προορίζεται για έναν πλήρη έλεγχο για διαρροές, εκτός και αν απαιτηθεί από τον τελικό χρήστη. Παρ' όλα αυτά, θα πρέπει να είναι δυνατό να μπορούν να ελεγχθούν οι περισσότερες συναρμογές (ενώσεις σύνδεσμοι). Θα πρέπει να: χρησιμοποιηθεί ένας ηλεκτρονικός ανιχνευτής χειρός, είτε ένας υπέρυθρων είτε ένας θερμαινόμενης διόδου. ελεγχθεί σε σχέση με μια διαρροή αναφοράς, για να εξακριβωθεί ότι είναι ακριβής ελεγχθούν για διαρροές όσες περισσότερες συναρμογές (ενώσεις σύνδεσμοι). μπορούν εύκολα να προσεγγιστούν, συμπεριλαμβανομένου και συνήθων σημείων διαρροής όπως τους πρεσοστάτες και τους αγωγούς εξαερισμού των ανακουφιστικών βαλβίδων. 4. Συμπλήρωση της φόρμας επιθεώρησης της εγκατάστασης. Είναι δυνατό είτε να εκτυπωθεί το περίγραμμα επιθεώρησης για να συμπληρωθεί με το χέρι στην εγκατάσταση, είτε να συμπληρωθεί το φύλλο εργασίας ηλεκτρονικά κατά τη διάρκεια της επιθεώρησης Αντλίες Απορροφούμενη ισχύς κινητήρα (kw) Ώρες λειτουργίας (hrs) Πίεση αναρρόφηση / κατάθλιψης της αντλίας (Pa) Πίεση κατάθλιψης με μηδενική παροχή (Pa) Παροχή νερού (l/s) Κεντρικές Κλιματιστικές Μονάδες (ΚΚΜ) επεξεργασίας αέρα Απορροφούμενη ισχύς κινητήρα (kw) Ταχύτητα περιστροφής ανεμιστήρα (rpm) Ώρες λειτουργίας (hrs) Στατική πίεση ανεμιστήρα (Pa) Παροχές αέρα προσαγωγής και επιστροφής (m 3 /h) Θερμοκρασία αέρα στην έξοδο των στοιχείων ( o C) Θερμοκρασία και σχετική υγρασία αέρα επιστροφής ( o C / %RH) Θερμοκρασία και σχετική υγρασία εξωτερικού αέρα ( o C) / %RH) Θερμοκρασίες ψυχρού νερού προσαγωγής και επιστροφής ( o C) Μέτρηση της παροχής του αέρα στους αεραγωγούς κλιματισμού και στα στόμια προσαγωγής και απαγωγής. Η μεθοδολογία για τη μέτρηση της παροχής του αέρα σε αεραγωγούς στο πεδίο (στο εργοτάξιο) γίνεται με την μέθοδο πολλαπλών μετρήσεων σε ένα κάθετο επίπεδο (traverse plane). Για να είναι αποδεκτή η μέτρηση μέσα στα όρια της ακρίβειας 5-10% (σύμφωνα με ASHRAE Standard ), θα πρέπει η διανομή της ταχύτητας να είναι ομοιόμορφη δια μέσου του επιπέδου μετρήσεων, μία ιδανική κατανομή αέρα είναι το να είναι το 80 90% των μετρήσεων μεγαλύτερο από το 10% της μέγιστης ταχύτητας, η χειρότερη κατανομή που είναι αποδεκτή θεωρείται το 75% των μετρήσεων να είναι μεγαλύτερο από το 10% της μέγιστης ταχύτητας. 27

29 Τα σημεία μέτρησης θα πρέπει να τοποθετούνται σε τμήματα αεραγωγών με ομοιόμορφη κατανομή του αέρα, αυτό σημαίνει την τοποθέτηση των μετρήσεων αυτών πριν από διαφράγματα καμπύλες, εξαρτήματα κλπ εάν αυτό δεν είναι εφικτό και οι μετρήσεις πρέπει να λαμβάνονται μετά από ένα εξάρτημα το επίπεδο μέτρησης πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 διάμετροι (ή ισοδύναμοι κυκλικοί διάμετροι) αεραγωγού μετά το εξάρτημα. Ο αριθμός των μετρήσεων σε ένα επίπεδο εξαρτάται από τις διαστάσεις των αεραγωγών, ενδεικτικά για διαστάσεις 450x450 απαιτούνται 9 μετρήσεις, για διάσταση 700x400 απαιτούνται 16 μετρήσεις, για 1000x500 απαιτούνται 25 μετρήσεις. Υπάρχουν 2 μεθοδολογίες για την εύρεση του πλήθους των μετρήσεων με στόχο να περιοριστεί το σφάλμα, η μία ονομάζεται log-tchebycheff και log-linear traverse. Μερικές μετρήσεις παροχής αέρα των συστημάτων κλιματισμού είναι σχεδόν αδύνατο να μετρηθούν είτε με ανεμόμετρο πτερυγίων είτε με σωλήνα pitot, γενικά ο σωλήνας pitot δεν μπορεί να μετρήσει ταχύτητες κάτω από 3m/s, στην περίπτωση αυτή χρησιμοποιείται ηλεκτρονικό ανεμόμετρο θερμού νήματος. Μια μέθοδος μέτρησης παροχής για παράδειγμα, του νωπού αέρα, γίνεται με τη χρήση θερμομέτρου ακριβείας με τη μέθοδο των ποσοστών μίξης που αναγράφεται στη μέτρηση θερμοκρασιών (1.3.1). Θέση Μέτρησης Μέθοδο Μέτρησης Όργανο Μέτρησης Κεντρικός Αεραγωγός Συνολική παροχή Μέση ταχύτητα εγκάρσιων Σωλήνας pitot / μικρομανόμετρο στον ανεμιστήρα (Κυκλικός ή Ορθογώνιος) μετρήσεων στον αεραγωγό Τμήματα Αεραγωγών Κυκλικά, Ορθογώνια Μέση ταχύτητα εγκάρσιων Σωλήνας pitot / μικρομανόμετρο Επίπεδη οβάλ μετρήσεων στον αεραγωγό Τερματικές συνδέσεις με στόμια Μέση ταχύτητα εγκάρσιων μετρήσεων στον αεραγωγό ή μία σημειακή μέτρηση στον αεραγωγό Σωλήνας pitot / μικρομανόμετρο Στόμια Απόρριψης / Επιστροφής Μετωπική ταχύτητα Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου Ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου παροχής αέρα τύπου χοάνης πτερυγίου Στόμια Προσαγωγής τύπου οροφής Ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου παροχής αέρα τύπου χοάνης πτερυγίου Μέτρηση ταχύτητας στο συνδετήριο Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου κανάλι πτερυγίου Μέτρηση στατικής πίεσης στο Σωλήνας pitot / μικρομανόμετρο συνδετήριο κανάλι Μέση ταχύτητα εξόδου αέρα και συντελεστής ροής (Ακ) από τον κατασκευαστή. Γραμμικά Στόμια Προσαγωγής Μετωπική ταχύτητα γραμμικών στομίων ίσου πλάτους και ίδιας ρύθμισης Ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης παροχής αέρα τύπου χοάνης Μικρό-ανεμόμετρο περιστρεφόμενο πτερυγίου, ή Θερμού νήματος Μικρό-ανεμόμετρο περιστρεφόμενο πτερυγίου, ή Θερμού νήματος Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου 28

30 Μέτρηση ταχύτητας στο συνδετήριο κανάλι Διάτρητα Στόμια Επιστροφής Οροφής Μέτρηση ταχύτητας στο συνδετήριο κανάλι με το plenum ψευδοροφής Διάτρητα Στόμια Προσαγωγής Οροφής Μέτρηση ταχύτητας στο συνδετήριο κανάλι Διακοσμητικά Στόμια Ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης παροχής αέρα τύπου χοάνης Μέτρηση ταχύτητας στο συνδετήριο κανάλι Στόμια Υψηλής Ταχύτητας τύπου jet Υψηλή Ταχύτητα εξόδου (jet) Μέτρηση στατικής πίεσης στο συνδετήριο κανάλι. Τοπικές Κλιματιστικές FCU τύπου οροφής Μέτρηση ταχύτητας στο συνδετήριο κανάλι ή μέτρηση ταχύτητας στην έξοδο του φίλτρου Τύποι για τους ανεμιστήρες με σταθερή θερμοκρασία. Σωλήνας pitot / μικρομανόμετρο Σωλήνας pitot / Μανόμετρο, Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου στο λαιμό του στομίου Σωλήνας pitot / Μανόμετρο, Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου Σωλήνας pitot / Μανόμετρο, Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου Σωλήνας pitot / Μανόμετρο Μικρόανεμόμετρο περιστρεφόμενο πτερυγίου Μανόμετρο διαφράγματος ή μικρομανόμετρο. Σωλήνας pitot / Μανόμετρο, Ανεμόμετρο περιστρεφόμενου πτερυγίου. 1. Η παροχή του αέρα μεταβάλλεται σε αναλογία με την μεταβολή της ταχύτητας του ανεμιστήρα. Εξίσωση 1 η : Παροχή 2 Ταχύτητα 2 = Παροχή 1 Ταχύτητα 1 Παράδειγμα: Ένας ανεμιστήρας λειτουργεί στις 875 rpm και δίνει παροχή 2,6 m3/s. Βρείτε την ταχύτητα του ανεμιστήρα στην οποία να μπορεί να δίνει παροχή 3,2 m3/s στο σύστημα; ΛΥΣΗ: 3 3,2m / h 875 rpm = rpm2 3 2,6m / h rpm 2= 1077 rpm 3,2m 2,6m 3 3 / h = / h rpm2 875 rpm 2. Η ολική πίεση του ανεμιστήρα και η στατική πίεση μεταβάλλεται ανάλογα με το τετράγωνο της ταχύτητας του ανεμιστήρα. Εξίσωση 2 η : Πίεση 2 Ταχύτητα 2 = ί 1 ύ 1 Π εση Ταχ τητα 2 29

31 Παράδειγμα: Ένας ανεμιστήρας δίνει παροχή αέρα, με ολική πίεση 200 Pa στις 875 rpm. Αν η ταχύτητα αυξηθεί στις 1000 rpm να υπολογιστεί η νέα ολική πίεση; ΛΥΣΗ: P2= 247Pa ( περίπου) P2 200Pa 1000 rpm = 900 rpm 3. Η απορροφούμενη ενέργεια μεταβάλλεται ανάλογα με τον κύβο της ταχύτητας του ανεμιστήρα Εξίσωση 3 η : Ι σχύς 2 Ταχύτητα 2 = ύ 1 ύ 1 Ισχ ς Ταχ τητα Παράδειγμα: Ένας ανεμιστήρας απορροφά ισχύ 2,3 kw στις 1000 rpm. Αν η ταχύτητα αυξηθεί στις 1200 rpm υπολογίστε την απορροφούμενη ισχύ. ΛΥΣΗ: 3 Ισχύς rpm = 2,3kW 1000rpm 1200rpm kw 2 2,3 1000rpm = kw 2 = 3,97kW Μέτρηση σημαντικών μεγεθών μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης Συντελεστής ισχύος (συνφ) Ο συντελεστής ισχύος μιας μηχανής (ψυκτικό συγκρότημα κλπ) μετριέται πολύ εύκολα με τα φορητά όργανα αναλυτών ενέργειας και αποτελεί στοιχείο τεκμηρίωσης κατά την εκκίνηση των μηχανημάτων. Ο συντελεστής ισχύος πρέπει να βρίσκεται στην περιοχή του 0,9 διαφορετικά απαιτείται διάταξη διόρθωσης του συνφ Μέτρηση Ύπαρξης Αρμονικών. Επειδή μία ηλεκτρική εγκατάσταση δεν μπορεί να ανεχθεί ένα μεγάλο ποσοστό αρμονικών τίθεται το όριο των 5%. Η μείωση των αρμονικών σε αυτό το επίπεδο θα γίνει με την εγκατάσταση ειδικών φίλτρων Μέτρηση ποιότητας ισχύος (ΕΝ 50160) Σύμφωνα με τον κανονισμό (ΕΛΟΤ ΕΝ 50160:1995) απαιτείται μέτρηση των χαρακτηριστικών ηλεκτρικής τάσης του δημόσιου συστήματος διανομής όπου μετρούνται 11 παράμετροι. Η μέτρηση αυτή εξασφαλίζει στον ιδιοκτήτη την ασφαλή ενημέρωση για την ποιότητα ισχύος που είναι διαθέσιμη από τον πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας

32 1.4. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΠΟΠΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ. Όλες οι μετρήσεις του αέρα και του νερού των συστημάτων κλιματισμού για ευκολία στην αξιολόγηση των, μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα εποπτικό διάγραμμα όπως το πιο κάτω σχήμα. Στη συνέχεια οι μετρήσεις χρησιμεύουν σε υπολογισμούς αποδόσεων των στοιχείων νερού και των ψυκτικών ή θερμαντικών μηχανημάτων, σύμφωνα με τα πιο κάτω παραδείγματα Υπολογισμοί θερμαντικής και ψυκτικής ικανότητας στοιχείων νερού Θερμαντικό στοιχείο νερού. Η ικανότητα του θερμαντικού στοιχείου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τη συνολική παροχή του αέρα που περνάει από την επιφάνεια του στοιχείου και την πολλαπλασιάζουμε με τη διαφορά θερμοκρασίας (είσοδο / έξοδο του αέρα), τη θερμοχωρητικότητα του αέρα σε συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης (STP) και την πυκνότητα του αέρα σ αυτές τις συνθήκες (STP). Αυτό εκφράζεται με την παρακάτω εξίσωση: Q = V p c ( t t ) όπου: Q = Ικανότητα (kw) V = Παροχή του αέρα (m3/s) p = Πυκνότητα του αέρα (1,212 kg/m3 αέρα στις ιδανικές συνθήκες [STP] ) c = Η θερμοχωρητικότητα του αέρα (1,02 kj/kg*k) t1 = Θερμοκρασία αέρα εξόδου από το στοιχείο t2 = Θερμοκρασία αέρα εισόδου στο στοιχείο

33 Στην πράξη αυτό μπορεί να μικρύνει σε: Q = V 1,23 ( t t ) Παράδειγμα: Ένα στοιχείο θερμαίνει 2 m 3 /s αέρα από τους 12 o C στους 22 o C. Ποια είναι η ικανότητά του σε kw; Q = 2 x 1,23 x (22-12) Q = 2 x 1,23 x 10 Q = 24,6kW Αυτή η εξίσωση είναι πολύ χρήσιμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ορίσει τι να πρόκειται να γίνει αν οι πραγματικές συνθήκες λειτουργίας είναι διαφορετικές από της μελέτης. Τι θα συμβεί στην θερμοκρασία εξόδου του αέρα από το επάνω στοιχείο αν η πραγματική ταχύτητα του αέρα είναι στο 105% ή 2,1 m 3 /s: 24,6 = 2,1 x 1,23 x (t 1 -t 2 ) 24,6 = 2,583 x (t 1-12) t 1-12 = 24,6/2,583 t 1-12 = 9,524 t 1 = 9, t 1 = 21,524 o C Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι μαζί με το παράδειγμα ένα 5% αύξησης της παροχής του αέρα έχει προκαλέσει μία 0,5 o C μείωση στην θερμοκρασία εξόδου από το στοιχείο Ψυκτικό στοιχείο νερού. Τα ψυκτικά στοιχεία χρησιμοποιούνται για να ελαττώσουν τη θερμοκρασία του αέρα που περνά μέσα από αυτά. Αυτή η ελάττωση θερμοκρασίας είναι γνωστή σαν αισθητό ψυκτικό φορτίο και μπορεί να μετρηθεί η διαφορά θερμοκρασίας. Τα ψυκτικά στοιχεία επίσης χρησιμοποιούνται ώστε να ελαττώσουν τη περιεχόμενη υγρασία του αέρα (αφύγρανση). Αυτή η ελάττωση της περιεχομένης υγρασίας είναι γνωστή σαν λανθάνον φορτίο. Τα κλιματιστικά απόλυτου ακριβείας έχουν μία απαίτηση για αισθητή και λανθάνουσα ψύξη, όμως τα συστήματα κλιματισμού άνεσης απαιτούν μόνο αισθητή ψύξη συνήθως. Για να υπολογίσουμε την αισθητή ψύξη, τη λανθάνουσα ψύξη και την ολική απαιτείται ένας ψυχομετρικός χάρτης καθώς και ένα θερμόμετρο ξηρού και υγρού βολβού. Αρχικά χρειάζεται να μετρηθεί η θερμοκρασίας ξηρού και υγρού βολβού του αέρα στην είσοδο του στοιχείου και του αέρα στην έξοδο του στοιχείου, λαμβάνουμε τη αντίστοιχη περιεχόμενη υγρασία και ενθαλπία για τις συνθήκες του αέρα στην είσοδο και στην έξοδο, αποτυπώνοντας τις θερμοκρασίες ξηρού και υγρού βολβού επάνω στον ψυχομετρικό χάρτη (δες τον χάρτη)

34 33