Testo Academy: Klimatizační technika – 3. část: metody a vyhodnocení měření

Pro stanovení objemového průtoku vzduchu musí být stanovena reprezentativní průměrná hodnota proudění v průřezu kanálu. K tomu je oblast měření rozdělena na dílčí části a rychlost je určena v centrálním bodě dílčích částí. Tato metoda se nazývá síťové měření. Způsob rozdělení průřezu kanálu do dílčích oblastí je odlišný u hranatých a kruhových kanálů. ČSN EN 12599 používá následující dvě metody měření.

Triviální metoda

Tato metoda nepoužívá žádná zvláštní rozložení rychlostí v kanále. Průřez kanálu je jednoduše rozdělen na několik oblastí měření se stejnými rozměry. Bod měření je uprostřed dílčí plochy.

S rovnoměrným profilem rychlosti je možné dosáhnout smysluplného výsledku měření i při malém počtu bodů měření. Pro větší rozdíly v rychlostech proudění se musí odpovídajícím způsobem zvýšit počet bodů měření. Ty jsou dostatečné, pokud je kolísání naměřených hodnot v dílčích oblastech tak malé, že hodnoty naměřené ve středových bodech mohou být považovány za střední hodnoty v rozsahu dané přesnosti měření. Hodnota pro objemový průtok vzduchu pro celý vzduchotechnický kanál je potom vypočtena jako aritmetický průměr z měření dílčích oblastí.

Metoda středové osy

Postup pro metodu středové osy, který by měl být použit v kruhových kanálech, je podobný. Zahrnuje to, že průřez kruhového průřezu je rozdělen na kruhy se stejnou plochou a kruh uprostřed. Místo měření v kruhové oblasti a ve vnitřním kruhu je na středové ose každé dílčí oblasti.

V tomto ohledu je středová osa poloměr (y), který rozděluje dílčí oblast. Vzhledem k tomu, že nelze předpokládat, že se bude proudění vždy pohybovat dopředu v kruhově symetrickém kanále, měly by být vybrány dvě měřicí roviny pro kruhové kanály, které jsou vůči sobě v úhlu 90°.

Výpočet objemového průtoku

Pro výpočet průměrné rychlosti proudění, z níž by měl být potom vypočítán objemový průtok vzduchu, by měly být použity hodnoty rychlosti stanovené triviální metodou nebo metodou středové osy. Výpočet se provádí podle vzorce:

Vyhodnocení záznamů

U ČSN EN 12599 je požadavek na stanovení přesnosti objemového průtoku vzduchu s nejistotou měření ±10 %. Otázkou je, jak přesné bylo měření, které bylo právě provedeno. Na to nám také ČSN EN 12599 poskytuje odpověď. Kromě nejistoty měřicího přístroje a po­užité sondy je nepravidelnost profilu proudění rozhodujícím faktorem pro určení celkové chyby. Pokud je nepravidelnost profilu proudění velká, může být požadovaná nejistota měření ±10 % dosažena pouze s větším množstvím bodů měření, což je ale časově velmi náročné. Je důležité brát vždy ohled na souvislost počtu bodů měření a vzdálenosti od zdroje rušení, protože jsou rozhodující, pokud jde o nepravidelnost profilu.

Krok 1: Určení nepravidelnosti profilu proudění

Požadovaný počet bodů měření v určitém průřezu kanálu závisí na nepravidelnosti (zkreslení) profilu proudění. Diagram na další straně ukazuje empirický vztah mezi relativní vzdáleností a/Dh (vzdálenost od zdroje rušení vyjádřená jako počet hydraulických průměrů) a nepravidelností U-profilu proudění (v procentech). Je zřejmé, že nepravidelnost profilu se s rostoucí vzdáleností snižuje.

Obr. 3 • Pro měření ve vzdálenosti dvojnásobku hydraulic­kého průměru je U 4 0% (viz žluté šipky). Na druhé straně, pro a = 4 Dh, je U pod 20 % (viz zelené šipky)

Krok 2: Určení počtu požadovaných bodů měření

S hodnotou U, která byla určena pomocí diagramu, můžete v tab. 1 vyhledat počet potřebných bodů měření požadovaných pro dodržení určité přesnosti měření.

Tab. 1 • Pro U = 40 % a pro určitou nejistotu měření tU = ±15 %, je zapotřebí 20 bodů měření (žlutá značka, směr čtení shora dolů, poté doleva). Pro U = 20 %, stačí 8 měřicích bodů (zelené značky)

Krok 3: Výpočet nepravidelnosti profilu proudění

Pomocí záznamů můžete nyní nepravidelnost profilu proudění zjistit aritmeticky. Chcete-li to provést, rozdělte průřez potrubí na čtyři kvadranty se stejnou plochou a určete aritmetický průměr hodnot pro každý z kvadrantů (viz obr. 4).

U (x100) = nepravidelnost profilu proudění v %
V_max [m·s^–1] = nejvyšší aritmeticky průměr ze všech čtyř kvadrantů
V_max [m·s^–1] = nejnižší aritmeticky průměr ze všech čtyř kvadrantů
V_max [m·s^–1] = aritmeticky průměr rychlosti v celém průřezu

Krok 4: Výpočet celkové chyby podle ČSN EN 12599

Kromě nejistoty měření (proudění) ovlivněné bodem měření, existují další možné zdroje chyb, které by měly být brány v úvahu:

• Nejistota měření při čtení.
• Nejistota měření průměrné hodnoty (s kolísavým parametrem měření).
• Chyba měřicího přístroje při zobrazení (chyba měřicího přístroje).
• Nejistoty měření hodnot materiálů, např. hustota vzduchu.
• Nejistoty s konverzí.

V tomto ohledu mají největší vliv na nejistotu místa měření a chyby měřicího přístroje (přesnost měřidla a/nebo sond). S moderními měřicími přístroji, jako je testo 400, jsou tyto chyby automaticky započítány při výpočtu celkové nejistoty, čímž je podporován výkon měřicího přístroje a dokumentace výsledků.

Kontrolní otázka:

Jakmile zvyšujeme vzdálenost měření od zdroje rušení, je počet bodů měření nižší nebo vyšší?

Zdroj: Praktické příručky testo