Pomiary kontrolne pracy instalacji wentylacyjnej wykonywane są na różnych etapach funkcjonowania instalacji (objektu). Począwszy od uruchamiania instalacji, regulacji układu, sprawdzenia urządzeń, poprzez późniejsze modernizacje, czy wykrywanie usterek, zawsze niezbędny jest pomiar wielkości fizycznych. Oczywiście sam pomiar to nie wszystko. Uzyskane wyniki trzeba odpowiednio zinterpretować i ocenić jakość pracy instalacji.

Mnogość wartości fizycznych, parametrów i punktów pracy instalacji wentylacyjnej, grzewczej czy klimatyzacyjnej, ale i parametrów środowiskowych czy związanych z urządzeniami i budynkiem sprawia, że zagadnienia pomiarowe branży HVAC są bardzo rozbudowane i kompleksowe.

Wentylacja, klimatyzacja – pomiary parametrów powietrza
Pomiary parametrów fizycznych powietrza w instalacjach wentylacji i klimatyzacji są ważnym etapem prac kończącym jej powstawanie. Wykonuje się je również jako element okresowej kontroli podczas normalnej eksploatacji układów i instalacji HVACR – czy instalacja zachowuje swoje założone parametry pracy. Kiedy jednak można stwierdzić, że uzyskiwane parametry są odpowiednie i zgodne z projektem? Zweryfikowanie parametrów pracy instalacji i ich zgodności z projektem można wykonać, korzystając z normy PN-EN 12599 „Wentylacja budynków – Procedury badań i metody pomiarowe dotyczące odbioru wykonanych instalacji wentylacji i klimatyzacji". Opisuje ona metodykę wykonywania pomiarów jak i dopuszczalne odchyłki parametrów od wartości projektowanych oraz wymagane dokładności badań. Choć dokładność bardziej uzależniona jest od zastosowanej metody pomiarów, jakości użytego sprzętu i właściwej interpretacji otrzymanych danych pomiarowych.

Najczęściej wykonywane pomiary powietrza w instalacjach wentylacji i klimatyzacji to:

• pomiary prędkości przepływu powietrza;
• pomiary strumienia objętości powietrza;
• krotność wymian powietrza w pomieszczeniach;
• pomiary temperatury i wilgotności;
• pomiary różnicy ciśnienia;
• próby szczelności instalacji;
• rejestracja parametrów układów.

Kontrola systemu HVAC z użyciem termowizji
Instalacje grzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne, aby prawidłowo funkcjonowały muszą podlegać regularnym kontrolom i sprawdzianom. Dla szybkiej i bezinwazyjnej kontroli stosuje się termowizję.

Głównymi zaletami badań termowizyjnych są:

• szybki pomiar, który może wykonać mniej wykwalifikowana kadra;
• możliwość stosowania przy instalacjach jak i masie budynków (przegrodach);
• pomiar rozkładu temperatury;
• prosty zapis i archiwizacja wyników;
• brak ingerencji w instalację.

W systemach grzewczych stosowanie kamer termowizyjnych pomaga w szybki sposób zlokalizować wyciek z rur instalacji wodnej i c.o. Jest to szczególnie korzystne w przypadku instalacji ogrzewania podłogowego, gdyż możliwe jest zlokalizowanie przecieków instalacji oraz przewężeń (spowodowanych np.: nie prawidłowym zagięciem rurki) powodujących nierównomierny rozkład temperatury wzdłuż obwodu grzewczego. W przypadku wycieków ciepłej wody kamera pozwala w bardzo szybki sposób określić lokalizację miejsca wycieku, ponieważ wyciekająca woda rozgrzewa obszar uszkodzenia.

Akustyczna detekcja nieszczelności instalacji
W branży HVACR dość często usterka polega na nieszczelności instalacji. Dotyczy to zasadniczo każdego rodzaju instalacji, w której znajduje się medium o innym ciśnieniu niż atmosferyczne. Mówimy tu o instalacji c.o., klimatyzacyjnej, wentylacyjnej, sprężonego powietrza, czynnika chłodniczego etc. Szybka metoda wykrywania nieszczelności polega na akustycznej lokalizacji – przy użyciu ultradźwiękowego lokalizatora wycieków. Detektor wycieków wskazuje operatorowi kierunek miejsca wycieku, mierząc natężenie odbieranych ultradźwięków, a następnie dokonując ich konwersji na dźwięki słyszalne w słuchawkach lub wizualizując na ekranie. Zasada działania polega na wykrywaniu i pomiarze niesłyszalnych dla ucha ludzkiego dźwięków o bardzo wysokiej częstotliwości generowanych przez przepływające w miejscu wycieku (pęknięcia, otwory) gazy lub ciecze. Rozchodzące się w powietrzu fale dźwiękowe są generowane właśnie w miejscu ich wycieku, niezależnie od składu chemicznego płynu znajdującego się w systemie (w tym też azotu, czynników chłodniczych i płynów dostających się do wnętrza systemów próżniowych) czy też warunków zewnętrznych (zmian temperatury, wiatru, czy też obecności gazu w otaczającym powietrzu). Nieszczelności w instalacji wodnej przy wykorzystaniu metody ultradźwiękowej wykonuje się, wypełniając instalację sprężonym gazem (jeśli to możliwe). Oczywiście wcześniejsze sprawdzenie nieszczelności wodnej kamerą termowizyjną jest zasadne.

Rejestratory – dataloggery
Pomiary komfortu środowiska wewnętrznego jak i parametrów związanych z funkcjonowaniem instalacji HVACR wykonywane są bardzo często w już eksploatowanym budynku, w celu optymalizacji pracy, ew. sprawdzenia technicznej pracy budynku. Dane pomiarowe wykorzystywane są w dalszych pracach optymalizacyjnych związanych ze zmniejszeniem zużycia energii pierwotnej budynku lub zwiększenia komfortu pomieszczeń. Rejestratory temperatury i wilgotności są oczywiście najczęściej wykorzystywane, ale dostępne są również rejestratory reagujące na włączanie i wyłączanie oświetlenia ew. mierzące natężenie światła w Lux (optymalizacja automatycznego wyłączania świateł w budynku), rejestratory pracy pomp, wentylatorów. Zbieranie danych z rejestratorów może być w najprostrzy sposób odczytywane z poszczególnych dataloggerów ew. sczytywane radiowo.

Pomiary z użyciem gazów znacznikowych
W metodzie pomiarowej budynków oraz systemów wentylacyjnych, a zasadniczo łącznie w obu wykorzystuje się często gazy znacznikowe – tracer gases. Badane mogą być wtedy parametry skuteczności działania systemu wentylacyjnego jak i nieszczelności instalacji czy budynku. W trakcie pomiarów do instalacji lub pomieszczenia (zależy od tego czego dotyczyć mają wyniki) wprowadzany jest zawsze specjalny gaz znacznikowy. Dla oceny globalnych parametrów mierzony jest przebieg stężeń w powietrzu nawiewanym i wywiewanym, a ich różnica jest matematycznie analizowana. Parametry miejscowe dotyczą miejscowych punktów pomiarowych, które odnoszą się do globalnych wartości.Rozróżnia się trzy metody pomiarów przebiegów stężeń (z gazem znacznikowym):

• metoda obniżania stężenia (step-down method);
• metoda podwyższania stężenia (step-up method);
• metoda stałej emisji (constant emission method).
• Na podstawie analizy wyników pomiaru stężeń gazów znacznikowych stwierdzić można poprawność działania istniejącego systemu wentylacyjnego.

W zależności od metody pomiarowej wyznaczyć można takie parametry jak:

• wymiana powietrza;
• odnowa powietrza;
• efektywność wentylacyjna;
• odprowadzenie zanieczyszczeń.

Literatura:
[1] www.infratec.de, www.geb-info.de 
[2] www.hobodataloggers.com.au 
[3] Mundt, E; et.a: Ventilation Effectiveness, REHVA Guidebook No. 2, 2004.

Autor: dr inż. Maciej Danielak