Düşük Hızlarda Debi Kontrolü, Bazen yavaş, hızlıdan iyidir!

0

Birçok ihtiyaçlı bazlı havalandırma sisteminin ortak bir sorunu vardır. Doğru çalışmak için kanalda birkaç m/s üzerinde hava hızlarına ihtiyaç duyarlar. Bu sistemlerde, hava akışı yaygın VAV (Değişken Hava Debili) kontrol üniteleri gibi basit ve uygun fiyatlı yollarla kolayca ve kesin olarak ayarlandığından, çoğu havalandırma sistemi için kullanılan çözüm budur.

Düşük Hızlarda Debi Kontrolü

Ancak nominal hava akış debisinin sadece çok küçük bir miktarının gerekli olabildiği durumlarda vardır. Bu durumları kabaca aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

– Kullanılmadıkları dönemlerde okullarda, sağlık veya mesken amaçlı kullanılan yapılarda mümkün olan en düşük enerji kaybıyla, mobilya, döşeme, temizlik maddelerinden kaynaklanan Uçucu Organik İçerik (VOC) ve diğer kirleticilerin sürekli olarak sınırlandırılması için minimum havalandırma
– Tam havalı sistem ile hassas sıcaklık kontrolü yapılan soğutulmuş veya ısıtılmış alanlar
– İyonizasyon, anti mikrobik maddelerle özel işlem gören hassas hava dozları
– Enerji verimi ve çevresel öncelikler üzerinde duran havalandırma sistemleri
– Az kişinin çalıştığı kütüphaneler, çalışma alanları

Bu çalıştırma dönemleri sırasında hava akış hızları saniyede bir metrenin altında birimlerle ölçülür.

Düşük hava akışı hızlarında hatalı ölçümden kurtulun

Hava akış hızı ölçüm yöntemleri arasında, düşük hızda hatalı ölçüm sorununu çözen ve aynı zamanda yüksek hızlarda da iyi performans veren 3 çözümü aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

1. Akustik (ultrasonik) akış ölçümü prensibi

Ultrasonik Kontrol

Avantajlar:
– Bu aparat, her türde hava kanalına kolayca monte edilebilir. Kurulum genellikle kanalın kesit alanını daraltmaz ve böylelikle mümkün olan en düşük basınç kaybı ve gürültüye neden olur.
– Yüksek ölçüm hassasiyeti
– Geniş ölçüm aralığı

Dezavantajlar:
– Kompakt olmayan bir ölçüm yöntemidir. Kontrol cihazı ve kontrol damperi aktütatörü genelde farklı cihazlardır ve iletişimi zordur.
– Yüksek maliyet
– Karmaşık kontrol algoritması

2. Kısıtlamalı akış ölçümü prensibi – Venturi borusu, nozul, ölçüm deliği

venturi kontrol

Avantajlar:
– Düşük maliyet
– Hassas ölçüm, kolay kalibrasyon
– Kompakt VAV ölçüm transmitteri/kontrol cihazı/aktüatör kombinasyonlarının uygulanabilirliği

Dezavantajlar:
– Yeterince hassas ölçüm için minimum hız gereksinimi (>0,5 m/sn) duyar ve bu VAV akış kesitinin daimi olarak küçültülmesi karşılığında yapılabilir.

3. VAV damper kanadına tutturulmuş, hareketli ΔP ölçüm probu

vav damper şema

Avantajlar:
– Geniş ölçüm aralığı
– Yüksek ölçüm hassasiyeti
– Akış kesitini hemen hemen hiç daraltmaz
– Düşük maliyet
– Kompakt VAV ölçüm ölçüm transmitteri/kontrol cihazı/aktüatör kombinasyonlarının uygulanabilirliği

Dezavantajlar:
– Karmaşık kontrol algoritması

Seçim Hangisi Olmalı?

Yukarıda analiz edilen yöntemler karşılaştırıldığında, aşağıdaki basitleştirilmiş diyagram karşımıza çıkıyor:

vav grafiği

ΔP ölçüm probunun VAV kontrol damperi kanadına tutturulması ve onunla birlikte hareket etme yöntemi, VAV kontrolünü orta ve düşük hızlarda olağanüstü hassas konforun çok makul maliyetle yapılması sayesinde bizim en gözde yöntemimiz oldu. Bu yöntemle çalışan ve yeni geliştirdiğimiz ürüne OPTIMA-LV-R ismini verdik. OPTIMA ailesindeki standart VAV kontrol ünitelerindeki hassasiyet, konfor, güvenilirlik, güncellenmiş donanım gibi DNA’larını koruduk ve bir miktar çok yönlü kontrol algoritması ekledik.

Bu da söz konusu yöntemin temel sorunu olan dalgalı k-faktörünün üstesinden gelmemize yardımcı oldu. Kapalı bir sistemdeki hava debisinin (q) sistemdeki basıncı düşümü (ΔP) ve k-faktörü (k) olarak adlandırılan ve o sistemin akış direncini gösteren bir faktör ile hesaplanabileceği genel olarak bilinir.

q=k√∆P

Kontrol damperlerinin her bir açıklık için farklı bir direnci bulunur (∠α). Bu nedenle tam açık ve tam kapalı konumlar arasında bir damper için sonsuz sayıda farklı k-faktörü (k1 kn , n=∞) vardır.

vav tablosu

Dolayısıyla kontrol algoritması güncel damper konumunu ve basınç kaybı değerlerini sürekli olarak okumak zorundadır. Anlık k-faktörü değerlerinin ara değerini hesaplamak için kontrol algoritmasına daha yüksek dereceli bir polinom uygulanır. 2 Pa’nın altındaki son derece düşük kanal basınçları için, hava akış hızı 0,2 m/saniyenin altına düştüğünde, özel bir prosedür kontrol cihazını istenmeyen osilasyonlardan ve damperi statik bekleme pozisyonunda tutan aktüatör üzerindeki mekanik gerilimden korur. Kanal basıncı çalıştırabilir değere geldiğinde kontrol cihazı normal çalışma durumuna, hava akış kontrolüne döner.

Bütün bu temel ve gelişmiş özellikler, standart VAV cihazlardan ayırmanın güç olduğu, kompakt aktüatör/kontrol ünitesi bulunan bir VAV-kutusunun içine sığdırılmıştır.

vav damper

OPTIMA-LV-R’nin özellikleri:

– Basınçtan bağımsız, kompakt, değişken hava debili kontrol ünitesi (VAV) – elektronik tip
– 0,2m/s – 6 m/s (eşit boyutta kanaldaki hızı) hava hızları arasında kararlı kontrol
– Tüm hız aralıklarında yüksek verimli dinamik basınç ölçümü elde etmek için adapte olabilen ölçüm probu
– Eşik altı kanal statik basınçlarında (2Pa) dahi uygun hava akışı kontrolü için gelişmiş algoritma
– 2Pa – 600Pa ΔP aralığında çalıştırılabilir
– Düşük basınç kaybı, düşük gürültü için, verilen basınç/hız parametrelerinde mümkün olan en düşük kesit daralması
– Tüm kontrol aralığında yaklaşık %5 hassasiyet
– 1000Pa’a kadar basınçlarda EN 1751’e göre 4C sızdırma sınıfı
– Tam çalıştırma ve atlama fonksiyonları (Aç, Kapat, Vmin, Vmax)
– 100 – 400mm boyut aralığı

Kaynak: Systemair, Peter Duffek

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.