Mesure efficace du débit dans le canal aérien: technologie et exemples d'application

Importance de la mesure du débit HVAC / HLK

Mesure efficace du débit dans le canal aérien est le fondement de la technologie de construction économe en énergie et de la qualité optimale de l'air de la pièce. En période de hausse des coûts énergétiques et des exigences environnementales plus strictes, les victoires précises Mesure du débit dans les systèmes CVC (Chauffage, ventilation, technologie de climatisation - Hlk) de plus en plus importante pour les ingénieurs et les techniciens. Ce guide pratique montre des techniques de mesure éprouvées, Exemples d'application À partir de diverses industries (y compris le traitement de l'eau) et des solutions modernes pour des engagements aériens fiables dans les systèmes HLK. Alors tu apprends comment un bon Mesure du débit dans le canal d'air peut contribuer à réduire les coûts d'exploitation et l'optimisation du système.

Pourquoi la mesure du débit dans les canaux d'air est-elle indispensable?

Le Mesure du débit dans le canal d'air Forme l'épine dorsale des systèmes HLK modernes. Sans données précises de flux de volume d'air, ni la consommation d'énergie ni la qualité de l'air de la pièce ne peuvent être optimisées. La surveillance continue des flux d'air permet aux troubles du système de reconnaître tôt, Conditions critiques (comme la déviation du filtre ou la défaillance du ventilateur) à redir dans le temps et à minimiser les coûts d'exploitation.

Aspects centraux des avantages dans la pratique:

• Régulation efficace pour l'énergie des systèmes de ventilation et de climatisation - évite l'échange d'air inutile et économise l'énergie de chauffage ou de refroidissement.
• Conformité aux normes de qualité de l'air Au bureau et dans les bâtiments industriels, assure la santé et le confort.
• Surveillance des performances du filtre - Rapport dans le bon temps où les filtres doivent être modifiés ou nettoyés.
• Preuve de la spécification de la plante - par exemple conformité aux valeurs et normes de planification (comme Din en 12599) avec acceptation et opération.

Un moderne Mesure du débit dans le canal d'air Aide également à reconnaître immédiatement des filtres obstrués ou des ventilateurs défectueux dans le système. Surtout dans Bâtiments efficaces de l'énergie Avec la ventilation basée sur les besoins en est une Surveillance précise du flux indispensable afin d'atteindre réellement les économies prévues et les conditions d'air de la pièce.

Les principes de mesure les plus importants pour les courants d'air (CVC)

Il y a différents Techniques de mesure, pour capturer la vitesse d'écoulement et le flux de volume dans les canaux d'air. Dans ce qui suit, nous présentons les principes de mesure les plus importants - chacun avec ses avantages fonctionnels et leurs domaines d'application typiques.

1. Mesure du débit thermique (principe calorimétrique)

Le Principe de mesure calorimétrique s'est imposé comme particulièrement fiable pour la mesure du débit dans les applications CVC. Il est basé sur la malie de chaleur, c'est-à-dire le transfert de chaleur entre un capteur chauffé et le milieu collé (air).

Comment ça marche: Un capteur de température est constamment chauffé à une température définie, tandis qu'un deuxième capteur mesure la température du milieu actuel. Si l'air passe devant le capteur, le flux d'air refroidit le capteur chauffé - l'énergie nécessaire (ou la différence de température entre les capteurs) proportionnel à la vitesse d'écoulement. Les appareils modernes compensent automatiquement les fluctuations de l'air dans l'air en régulant le capteur chauffé pour une valeur de référence.

Avantages des débitmètres thermiques:

• Sensibilité élevée: Mesurer des vitesses d'écoulement très faibles de manière fiable à partir d'env. 0,1 m / s.
• Haute précision: La précision de mesure jusqu'à ± 2% de la valeur mesurée peut être atteinte.
• Indépendance de la position d'installation: Capacité de mesure à 360 °, c'est-à-dire largement indépendante de la direction de l'écoulement.
• Opération de maintenance-sans: Pas de pièces mobiles ou de problèmes de pollution dus à des capteurs encapsulés.

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2. Anemomètre de roue de marche

Le Anémomètre à roue à ailes (également anémomètre à pelle) est un dispositif de mesure mécanique classique pour les vitesses d'écoulement, qui est utilisé en particulier dans les vitesses d'air moyen à supérieure. Ici, une petite roue à impact (hélice) tourne dans le flux d'air et la vitesse est convertie en un signal de vitesse.

Propriétés et avantages:

• Plage de mesure typique: Environ 0,5 à 30 m / s de vitesse d'écoulement (selon l'appareil).
• Robustesse: Une technologie mécaniquement simple et éprouvée avec une structure robuste - également adaptée à des environnements difficiles.
• Affichage direct: De nombreux anémomètres manuels indiquent directement la vitesse d'écoulement de courant; Adapté à la jeûne Mesures de points Pour examen.
• Temps d'intégration réglable: Pour des résultats plus détaillés, la moyenne peut être faite pour compenser les effets de turbulence.
• Rentabilité: Une solution relativement bon marché, surtout pour mesures temporaires Ou des missions mobiles, car souvent aucune installation fixe n'est nécessaire.
• Zone d'application: Les anemomètres de roue à ailes sont souvent utilisés pour vérifier les systèmes de ventilation, dans les laboratoires ou dans le service sur le terrain. Dans les systèmes installés en permanence, ils sont moins courants que les capteurs thermiques car ils ont des pièces mobiles et des efforts d'entretien plus élevés.

3. Différents processus de pression (rangement / tube Pitot)

Un Autre méthode établie C'est pour la puissance aérienne dans les canaux Processus d'impression différent. Ici, la vitesse d'écoulement est indirectement déterminée en utilisant la différence de pression entre la pression de la cheville et la pression statique de l'air fluide. Viens généralement Le tube de rangement de Prandtl (tube Pitot) Ou utilisez des capteurs de pression différentielle spéciaux avec des plaques d'impact.

Principe fonctionnel: Un tuyau avec une ouverture contraire à la direction de l'écoulement mesure la pression globale (pression de poussière), tandis qu'une ouverture latérale ou une deuxième ligne capture la pression statique dans le canal. D'après la différence de pression, l'appareil calcule le Vitesse de débit Selon l'équation de Bernoulli. Si la configuration est ajoutée par plusieurs points de mesure ou une sonde de pression effective, le débit de volume peut également être déterminé via la section croisée d'égout.

Avantages et fonctionnalités spéciales:

• Technologie éprouvée: Différentes mesures de pression sont utilisées depuis longtemps et sont décrites dans de nombreuses normes.
• Simplicité: Les capteurs sont relativement simples et peuvent souvent être modernisés (un trou dans le canal pour le tube de stockage est suffisant).
• Zone d'application: Bien adapté à Vitesses d'écoulement élevées et sections croisées à grand canal. Cependant, des vitesses très faibles (<0,5 m / s) peuvent être enregistrées moins précisément.
• Entretien: Les tuyaux de Staur n'ont pas d'électronique dans le débit d'air et sont insensibles, mais ils doivent être vérifiés occasionnellement pour la saleté.

4. Mesure du débit à ultrasons

Au Mesure du débit échographique Des signaux acoustiques sont utilisés pour déterminer la vitesse d'écoulement de l'air. Deux capteurs opposés envoient et reçoivent des impulsions échographiques qui sont influencées par le débit d'air.

Principe fonctionnel: Les capteurs sont disposés de telle manière qu'une impulsion sonore Avec le courant et un Contre le courant est envoyé. Le débit d'air provoque un terme minimal de temps d'exécution entre les deux directions - le son avec le débit d'air nécessite un peu plus court que contraire à la direction de la rivière. De cette Différence de terme Calculez l'électronique la vitesse d'écoulement moyenne dans la section transversale de mesure. Les débitmètres d'échographie modernes peuvent également identifier la direction d'écoulement (vers l'avant et le reflux) et mesurer souvent la température des médias en même temps.

Avantages de l'application:

• Large plage de mesure: Typique jusqu'à ± 40 m / s vitesse d'écoulement mesurable - également adapté à vitesses très élevées.
• Grands sections croisées: Peut être utilisé pour le diamètre du canal jusqu'à plusieurs mètres (par exemple jusqu'à 2,5 m ou plus), car aucune installation dans la coupe transversale de flux n'est nécessaire.
• Pas de pièces mécaniques: Usure-gratuit et à faible entretien, car seuls des signaux sonores sont utilisés.
• Variables de mesure polyvalentes: En plus du débit de volume, certains appareils fournissent également la température et la direction du courant.

Zone d'application: Les systèmes de mesure de l'échographie peuvent être trouvés principalement dans les grands canaux de ventilation, par ex. dans Demands, tests tunneaux ou grandes usines industriellesoù les capteurs conventionnels seraient difficiles à installer. En raison de la technologie de pointe, ils sont généralement plus chers à acheter, mais offrent des avantages uniques dans des applications spéciales.

Critères de sélection pour les dispositifs de mesure du débit

Lors du choix du bon dispositif de mesure pour le Mesure du débit dans les systèmes HVAC / HLK Différents paramètres doivent être pris en compte. Chaque domaine d'application impose différentes exigences - des petits canaux climatiques aux grandes dates d'échappement dans l'industrie.

Critères de sélection importants en un coup d'œil:

• Zone de mesure de la vitesse d'écoulement: Avez-vous besoin de vitesses très faibles de 0,1 m / s ou s'agit-il de courants élevés jusqu'à 50 m / s et plus? Choisissez un appareil que le requis Zone de vitesse (par exemple 0,1 - 20 m / s ou 5 - 50 m / s) couvert de manière fiable.
• Température et qualité des médias: Notez les températures dans le canal. Les appareils standard fonctionnent à partir d'env. -20 ° C à +80 ° C. Les capteurs spéciaux à haute température sont nécessaires pour des températures plus élevées (air chaud, air d'échappement des processus allant jusqu'à 350 ° C). La poussière ou les composants agressifs de l'air peuvent également affecter la sélection de l'appareil (matériau robuste, classe de protection IP67 ou similaire).
• Dimensions du canal et conditions d'installation: Il peut ne pas y avoir de grand dispositif de mesure dans de très petits canaux - les capteurs ou les sondes compacts conviennent ici qui sont insérés de l'extérieur. Dans des canaux très grands (diamètre> 1 m), plusieurs points de mesure ou méthodes spéciales (échographie, réseaux de tubes Pitot) peuvent devoir être utilisés pour obtenir des résultats représentatifs.
• Précision de mesure souhaitée: Pensez à la précision de la mesure. Pour Déclarations ou validations énergétiques Devrait être utilisé des dispositifs très précis (erreurs <2 à 3%). Pour une tâche de surveillance pure (par exemple, le ventilateur s'exécute / ne fonctionne pas), un gardien de flux peut également rencontrer un peu moins de précision si les coûts sont économisés.
• Sortie du signal et interfaces: Assurez-vous que l'appareil de mesure propose des sorties compatibles pour votre technologie de contrôle ou de contrôle. Analogique 0-10 V, 4-20 MA Ou des interfaces numériques (modbus, bacnet) sont requises en fonction du système. L'alimentation (24 V DC, 230 V AC, etc.) doit également s'adapter.

Zone de mesure et vitesses de canal typiques: Quelques lignes directrices pour la classification ici: dans Fournir des canaux d'air L'air se déplace généralement des systèmes de ventilation avec 2 à 8 m / s, en Canaux d'air d'échappement Un peu plus rapidement (3–12 m / s), les lignes principales atteignent les grands systèmes de 5 à 15 m / s. Systèmes d'aspiration industriels Ou de l'air de traitement peut avoir des courants allant jusqu'à 30 m / s. Ces chiffres vous aident à choisir un appareil avec une plage de mesure appropriée. Si l'appareil est trop loin au-dessus de la zone habituelle, la résolution souffre à de faibles valeurs; S'il est trop serré, il atteint ses limites aux charges supérieures.

Installation et positionnement optimal

Le Installation correcte Un débitmètre est crucial pour des résultats précis. Même le meilleur dispositif de mesure offre des valeurs incorrectes lorsqu'elle a été placée dans le canal ou s'est améliorée mal. Par conséquent, notez quelques règles de base pour l'installation:

Emplacement correct dans le système de canaux

• Considérez les itinéraires d'entrée: Le débit d'air doit être calmé et uniformément au point de mesure. Au moins sont recommandés 5 × diamètre de tuyau Distance droite devant le capteur, mieux plus. Après les interférences, telles que les arches étroites, les branches, les ventilateurs ou les volets, sont même env. 10 × diamètre Inlet Route conseille parce qu'il y a des turbulences.
• Tenez compte de la ligne abandonnée: Derrière le capteur devrait être au moins 3 × diamètre de tuyau Suivez simplement l'itinéraire. Il est évité que le capteur se trouve directement devant une autre perturbation (comme une courbe), ce qui pourrait influencer la mesure.
• Position en section croisée: Idéalement, le capteur est placé au milieu de la section croisée d'égout, où le courant est le plus représentatif. Dans le cas des sondes de pollution, le capteur de capteur doit être approximativement au milieu de l'égout. Dans les tuyaux ronds, il peut être logique d'organiser la sonde légèrement en diagonale pour minimiser l'influence de la gravité sur les dépôts de saleté.
• Remarquez la direction d'écoulement principale: De nombreux capteurs (en particulier thermiques) mesurent indépendamment de la direction, mais il est toujours conseillé de les aligner en fonction de la direction d'écoulement prévue (si spécifiée par le fabricant). Cela facilite également l'interprétation des marques et peut-être des publicités directionnelles.

Évitez les erreurs d'installation fréquentes

• Itinéraires sédatifs inadéquats: Si les voies droites mentionnées ci-dessus ne sont pas observées, le courant peut toujours être avalé ou inégalement distribué au point de mesure. Cela conduit à des erreurs de mesure importantes. Si nécessaire, vous devez travailler avec des fleurs (par exemple le réseau en nid d'abeille) si les lignes droites ne sont plus possibles.
• Assemblage dans des zones défavorables: Évitez l'installation directement derrière les arcs, les vannes de gaz ou les prises de ventilateur. Il y en a souvent Courants transversaux Ou des composants rotatifs dans le flux d'air qui falsifient la mesure. Mieux vaut installer un peu plus loin.
• Leckages au point de mesure: Faites attention à une implémentation dense lorsque les sondes sont insérées dans le canal. Le leader peut non seulement influencer la mesure, mais également conduire à l'échappement ou à la traction de l'air, ce qui peut interférer avec le système global. Utilisez des vis ou des brides appropriées pour sceller l'emplacement d'installation.
• Mauvaise profondeur d'immersion: La profondeur d'immersion correcte doit être observée en particulier dans le cas des capteurs d'insertion. Si le capteur est trop éloigné ou s'il dépasse trop peu dans le flux d'air, il ne mesure pas représentant. La plupart des fabricants spécifient comment le capteur doit être positionné (par exemple, pointe au milieu du tuyau). S'en tenir à ces spécifications.

Systèmes de surveillance et d'alarme (gardiens de flux)

En plus de la mesure continue du flux d'air exact, il existe de nombreuses applications dans lesquelles il est suffisant, Pour surveiller les valeurs de seuil - Donc, déterminez simplement si le courant est disponible ou dépasse une valeur minimale. Venez ici Couler À utiliser, qui soulève l'alarme si le courant de courant ou le courant trop élevé ou le courant élevé.

👉 Recommandation de produit: Pour la surveillance fiable des courants minimum ou maximum dans les systèmes HLK, Seikom Electronic propose le Flow Guard RLSW®5 F3 à. Ce capteur fonctionne selon celui décrit ci-dessus principe thermiquemais est principalement comme Changer conçu. Vous pouvez ajuster individuellement à quelle vitesse de flux ses commutateurs de relais. Par exemple, Quantités aériennes minimales Moniteur (important pour que les systèmes d'air d'échappement paient des substances dangereuses en toute sécurité) ou Limites maximales Définir (par exemple pour éviter que des flux d'air trop forts qui déchets l'énergie).

Caractéristiques essentielles du RLSW®5 F3:

• Capteur encapsulé de maintenance avec Principe de mesure thermique (pas de pièces mobiles).
• Seuils de commutation réglables: Adaptable de manière flexible au flux minimum ou maximum souhaité.
• Sortie de relais (Wechsler), qui peut déclencher une alarme directement ou éteindre un système si la valeur de débit est en dehors de la zone cible.
• Logement robuste (type de protection IP67), adapté aux environnements industriels.
• Température de fonctionnement du milieu jusqu'à 90 ° C, ce qui signifie que l'air d'échappement chaud peut également être surveillé.

Avantages de l'application: Un tel flux de flux reconnaît, par exemple Échecs des fans ou pollution filtrante Très tôt car ces événements tombent immédiatement en dessous de la valeur de seuil. En cas d'urgence, l'appareil peut en être un Arrêt automatique Introduction ou rapport à la technologie de gestion des bâtiments pour éviter les dommages conséquents. En même temps il en porte un Gestion efficace de l'énergie Exemple en mettant un système en veille dès que la promotion de l'air n'est plus nécessaire. L'intégration dans les commandes existantes (PLC ou système de contrôle du bâtiment) est facilement possible via le signal standard ou le relais.

Normes et normes importantes

Dans le Mesure du débit pour les canaux d'air Différentes normes et directives s'appliquent, ce qui devrait garantir que les mesures sont comparables et fiables. Selon l'industrie et la région, différentes normes peuvent être pertinentes:

• Din en 12599: Ventilation des bâtiments - Méthodes d'essai pour les systèmes de ventilation et de climatisation. Cette norme décrit comment l'acceptation et les tests fonctionnels des systèmes HLK doivent être effectués, y compris les mesures de flux de volume sur la ventilation via des lettres et des canaux.
• Din en 16211: Ventilation dans les méthodes simplifiées des bâtiments pour les mesures de débit de volume d'air. Les méthodes de mesure simplifiées pour le flux de volume dans les conduites d'air sont présentées ici, ce qui est utile dans la pratique pour les vérifications rapides.
• Ashrae 111: (ANSI / ASHRAE Standard 111-2008) Pratiquez pour la mesure, les tests, l'ajustement et l'équilibrage de la construction de systèmes CVC. Une norme, qui est répandue aux États-Unis, qui fournit des instructions axées sur la pratique pour les mesures et le réglage des systèmes de ventilation.
• ISO 3966 / ISO 7194: Normes internationales qui Méthodes de mesure dans les canaux aériens (en particulier au moyen d'une oreille de stockage après le Imprimer la procédure différentielle) définir. Ceux-ci sont importants s'ils doivent être mesurés en fonction des méthodes uniformes dans le monde.

Pour les opérateurs et les ingénieurs, le respect de ces normes signifie que le Précision et documentation de la mesure répondre à certaines exigences minimales. Surtout pour les examens officiels ou les certifications (par exemple dans les salles blanches ou en cas de considérations de sécurité professionnelle), il est conseillé de vous orienter aux normes mentionnées.

Entretien des fleurs

De sorte que les dispositifs de mesure du flux fonctionnent précisément pendant des années Entretien et étalonnage réguliers ne sont pas négligés. De nombreux capteurs modernes sont peu maintenus, mais il n'est pas possible sans contrôle - d'autant plus que les dépôts ou le vieillissement peuvent affecter les valeurs mesurées.

Intervalles d'étalonnage recommandés: L'un est commun étalonnage annuel du débitmètre. Dans les applications moins critiques (par exemple, le contrôle de la ventilation pure sans facturation), cet intervalle peut également être étendu à deux ans. Dans Zones pertinentes ou particulièrement exigeantes (Les chambres pures, la protection des explosions, les investissements autorisés), en revanche, sont judicieux pour les critiques semi-annuelles. Après des conversions plus importantes sur le système ou des réparations au capteur, re-calibré re-calibré afin d'avoir confiance dans les valeurs mesurées.

Mesures de considération à un aperçu:

• Inspection visuelle: Vérifiez le capteur de la saleté, de la poussière ou des dommages à intervalles réguliers. Par exemple, les capteurs thermiques peuvent être couverts par la poussière, ce qui modifie le comportement de transfert de chaleur.
• Connexions électriques: Vérifiez les câbles et branchez les connexions pour la corrosion ou le relâchement, en particulier pour les appareils à l'extérieur ou dans des environnements humides.
• Test fonctionnel: Dans le cadre de la maintenance, simulez différentes conditions d'écoulement (par exemple en soufflant le capteur ou en réduisant la vitesse du ventilateur) et en vérifiant si le signal de sortie ou l'affichage réagit de manière plausible. Les protège-débit avec fonction de commutation doivent les faire tester sur leur alarme (par exemple, changer temporairement les gonflements en s'adaptant pour déclencher le point de commutation).
• Documentation: Tenez tous les résultats d'étalonnage et de test par écrit. De nombreuses normes nécessitent un protocole d'étalonnage. En cas d'erreur, vous pouvez prouver que l'appareil a été correctement vérifié. Vous pouvez également voir au fil des ans s'il existe des tendances (par exemple, des valeurs mesurées à la dérive) qui indiquent un échange de l'appareil.

Un dispositif de mesure du débit bien conçu garantit que Votre système fonctionne de manière optimale. Le peu d'effort d'un examen annuel porte ses fruits en évitant des contrôles incorrects et un fonctionnement inefficace.

Exemples d'application pratiques

À la fin, nous regardons certains Exemples pratiques dans lequel la mesure du débit joue un rôle important dans le canal aérien - y compris un aperçu du traitement de l'eau, ce qui est particulièrement pertinent pour beaucoup de nos lecteurs:

1. Technologie du bâtiment économe en énergie: Dans les bâtiments de bureau et administratifs modernes, les concepts de mesure du débit bien pensés permettent des économies d'énergie importantes. Un Besoin de ventilation contrôlée - Contrôlé à l'aide de la qualité de l'air (capteurs CO₂) et de la présence - les quantités d'alimentation et d'air d'échappement s'adaptent dynamiquement. Un capteur d'écoulement mesure en continu le flux de volume et garantit que l'air n'est jamais favorisé plus que nécessaire. Le résultat: jusqu'à 30 à 50% de consommation d'énergie de ventilation en moins Et pourtant un climat intérieur confortable.

2. Traitement de l'eau et des usines de traitement des eaux usées: Dans les systèmes des industriels Traitement de l'eau et des eaux usées joue un rôle majeur - par exemple, lors de la ventilation des poutres dans les usines de traitement des eaux usées ou le guide d'air d'échappement des conteneurs et des piscines. Un fiable Mesure du débit dans le canal d'air Assurez-vous que suffisamment d'air frais est explosé pour les processus de nettoyage biologique et que les gaz résultants peuvent être retirés en toute sécurité. Les gardes de débit surveillent souvent le débit d'air minimum ici pour Critique ci-dessous Pour reconnaître immédiatement - cela protège les employés et garantit des conditions de processus stables.

3. Systèmes d'aspiration industriels: Dans le cas des systèmes d'aspiration pour les poussières, la fumée ou les vapeurs (par ex. Dans le soudage, les opérations chimiques ou les systèmes de menuiserie), un continu de systèmes Mesure du débit dans le canal d'air d'échappement Sécurité pertinente. Si le débit d'air tombe en dessous d'une certaine vitesse minimale, les substances dangereuses peuvent s'accumuler ou s'accumuler. Par conséquent, les protège-débit sont utilisés ici qui déclenchent une alarme ou éteignent le système si l'extraction est trop faible. Dans le même temps, les flux de volume aident le système d'aspiration efficace à l'énergie Pour fonctionner - pas plus de puissance d'aspiration que nécessaire, mais toujours assez pour la sécurité.

4. Pure Space Technology: Dans les chambres propres (par exemple, la production de semi-conducteurs, l'industrie pharmaceutique, les laboratoires), les flux de volume d'air défini et les différences de pression doivent être respectés exactement pour assurer les classes de pureté. Le Mesure du débit dans les canaux HLK S'assure que l'air suffisamment surcapé est constamment pompé par des filtres pour éliminer les particules de l'air. Même de petits écarts pourraient augmenter la concentration de particules. Par conséquent, les débitmètres thermiques à haute procédure sont souvent installés ici, et les pilotes du système vérifient régulièrement les valeurs dans le cadre de la gestion de la qualité.