Dlaczego instalacja wentylacyjna nie osiąga wymaganej wydajności?

Wentylacja · 8 min czytania

Zbyt mały strumień powietrza, nierównomierny nawiew, brak wymaganego podciśnienia albo niewystarczające usuwanie zanieczyszczeń nie zawsze oznaczają, że wentylator jest za mały. Przyczyną mogą być opory instalacji, zabrudzenia, niewłaściwa regulacja, nieszczelności, kierunek obrotów lub zmiany wykonane po uruchomieniu.

Przed wymianą wentylatora należy zmierzyć rzeczywiste przepływy i ciśnienia oraz porównać je z dokumentacją i charakterystyką urządzenia.

Punkt pracy wentylatora

Rzeczywista wydajność wynika z przecięcia charakterystyki wentylatora z charakterystyką oporów instalacji. Wzrost oporów powoduje przesunięcie punktu pracy i zazwyczaj zmniejszenie przepływu.

Na opory wpływają między innymi długości i średnice przewodów, kształtki, filtry, wymienniki, tłumiki, przepustnice, kratki, nawiewniki, zabrudzenia oraz sposób rozdziału powietrza.

Najczęstsze przyczyny zbyt małej wydajności

Zabrudzenie filtrów i wymienników

Wzrost różnicy ciśnienia na filtrze, chłodnicy, nagrzewnicy lub wymienniku odzysku ciepła ogranicza przepływ. Ocena wizualna nie zastępuje pomiaru spadku ciśnienia.

Niewłaściwe ustawienie przepustnic

Przepustnice mogą być zamknięte, błędnie wyregulowane, zablokowane albo ustawione niezgodnie z dokumentacją. Położenie siłownika nie zawsze odpowiada rzeczywistemu położeniu przegrody.

Nieprawidłowy kierunek lub prędkość obrotowa

Po pracach elektrycznych może wystąpić niewłaściwa kolejność faz. Należy sprawdzić kierunek obrotów, częstotliwość falownika, rzeczywistą prędkość i pobór prądu silnika.

Problemy z napędem

W układach pasowych trzeba ocenić napięcie i zużycie pasów, ustawienie kół, poślizg oraz stan łożysk. Pracujący silnik nie potwierdza, że wirnik osiąga wymaganą prędkość.

Nieszczelności

Nieszczelne kanały, klapy rewizyjne, połączenia elastyczne i obudowy mogą powodować utratę części strumienia przed dotarciem do odbiorników albo zasysanie niepożądanego powietrza.

Zmiany w instalacji

Dołączenie nowych odgałęzień, zabudowa dodatkowych filtrów, wymiana nawiewników lub przebudowa pomieszczeń zmienia charakterystykę oporów i rozdział powietrza.

Nawiew i wywiew należy analizować łącznie

Brak równowagi może powodować trudności z otwieraniem drzwi, niekontrolowane przepływy między pomieszczeniami, zasysanie powietrza z sąsiednich stref, przenoszenie zapachów i zanieczyszczeń oraz brak wymaganych kaskad ciśnienia.

Jak mierzyć przepływ powietrza?

Metodę należy dobrać do miejsca pomiaru i konstrukcji instalacji. Stosowane mogą być:

• anemometry skrzydełkowe,
• anemometry termiczne,
• balometry do nawiewników i wywiewników,
• rurki Pitota i pomiar ciśnienia dynamicznego,
• kryzy i dysze pomiarowe,
• przetworniki różnicy ciśnienia,
• kratownice Wilsona.

Pojedynczy pomiar prędkości w środku kanału nie musi odpowiadać prędkości średniej. Należy uwzględnić profil przepływu, odcinki proste, zaburzenia od kształtek i liczbę punktów pomiarowych.

Kratownica Wilsona

Kratownica Wilsona umożliwia uśredniony pomiar różnicy ciśnienia w przekroju urządzenia lub kanału. Może być stosowana między innymi przy wentylatorach, centralach i komorach pomiarowych, jeżeli sposób zabudowy odpowiada wymaganiom producenta.

Do obliczenia strumienia potrzebna jest charakterystyka lub współczynnik danego elementu. Odczytu różnicy ciśnienia nie należy bezpośrednio utożsamiać z przepływem bez właściwego przeliczenia.

Jakie ciśnienia należy sprawdzić?

• ciśnienie statyczne przed i za wentylatorem,
• różnicę ciśnienia na filtrach,
• różnicę ciśnienia na wymiennikach,
• ciśnienie w głównych odcinkach kanałów,
• ciśnienie przed elementami końcowymi,
• różnice ciśnienia między pomieszczeniami,
• ciśnienie odniesienia na zewnątrz budynku.

Należy zapisać typ, zakres i dokładność przyrządu oraz miejsce i warunki pomiaru.

Prawa podobieństwa wentylatorów

Przy niezmienionej geometrii układu orientacyjnie:

• strumień objętości jest proporcjonalny do prędkości obrotowej,
• spręż jest proporcjonalny do kwadratu prędkości,
• pobór mocy jest proporcjonalny do sześcianu prędkości.

Niewielkie zwiększenie prędkości może więc istotnie zwiększyć pobór mocy. Przed zmianą częstotliwości należy sprawdzić dopuszczalną prędkość wentylatora, moc silnika, obciążenie falownika, hałas, drgania oraz wytrzymałość mechaniczną.

Automatyka i regulacja

Trzeba zweryfikować wartości zadane, lokalizację i skalowanie przetworników, kierunek działania regulatora, ograniczenia częstotliwości, położenia przepustnic, sekwencje uruchamiania, potwierdzenie przepływu oraz reakcję na zabrudzenie filtrów.

Kolejność diagnostyki

1. Zebranie dokumentacji i wymaganych wydajności.
2. Oględziny instalacji i sprawdzenie zmian wykonawczych.
3. Kontrola kierunku i prędkości obrotowej wentylatorów.
4. Pomiar przepływów na odgałęzieniach i elementach końcowych.
5. Pomiar ciśnień w instalacji i spadków na elementach.
6. Ocena filtrów, wymienników, przepustnic i szczelności.
7. Porównanie punktu pracy z charakterystyką wentylatora.
8. Analiza nawiewu, wywiewu i bilansu pomieszczeń.
9. Korekta regulacji lub opracowanie modernizacji.
10. Pomiary kontrolne i protokół po wykonaniu prac.

Jakie informacje przesłać do wstępnej oceny?

• przeznaczenie pomieszczeń i wymagane strumienie,
• schemat lub projekt wentylacji,
• dane wentylatorów, central i falowników,
• wyniki wcześniejszych pomiarów,
• spadki ciśnienia na filtrach i wymiennikach,
• zdjęcia urządzeń, kanałów i elementów końcowych,
• informacje o zmianach wykonanych w instalacji,
• opis objawów i warunków ich występowania,
• numer telefonu osoby odpowiedzialnej za instalację.

Materiał ma charakter ogólny i edukacyjny. Nie zastępuje pomiarów wykonanych odpowiednią metodą, obliczeń, regulacji instalacji ani projektu technicznego.