NO169408B - Maaleanordning for maaling av trykkdifferans og derved volumstroemmen i en vifte - Google Patents

Abstract

En måleanordning for måling av trykkdifferans (p) og derved volumstrømmen (q) for en vifte ved utførelse av måling av trykkdifferansen (p) i en jnåledel () med to kamre plassert i trykkåpningen eller fortsettelsen av viften, idet hvert kammer har åpninger (5) med små diametre, idet den indre flate (8) av måleanordningens hus (1) mot hvilken eller tett inntil hvilken måledelen () er plassert, utgjør tungen (10) eller tungeplaten (9) av viftemantelen, eller en fortsettelse av disse. Måledelen (2) er installert på innsiden av huset (1) på en slik måte at retningen (F) av den strøm som skal måles, befinner seg hovedsakelig perpendikulært i. forhold til lengden (c) av måledelen.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en måleanordning for måling av en trykkdifferans og derved volumstrømmen for en vifte ved utførelse av målingen av trykkdifferansen i en tokamret måledel som er plassert i utløpet fra viften, eller i dennes fortsettelse, idet hvert kammer har åpninger med liten diameter og/eller en tilsvarende spalte eller tilsvarende spalter som åpner seg hovedsakelig parallelt eller perpendikulært i forhold til hovedstrømningsretningen.

Luftvolumstrømmen i et luftkondisjonerings-anlegg blir vanligvis målt i henhold til multi-punktmetoder som er angitt i direktiv 2:1984, utgitt av det Finske Nasjonalstyre for Offentlige Konstruksjoner. Ved multipunkt-metodene blir volumstrømmen av luft fremskaffet som produktet av den gjennomsnittlige lufthastighet og tverrsnittsarealet av strømmen i kanalen. Den gjennomsnittlige hastighet av luften blir bestemt ved måling av lufthastigheten ved matematisk forhåndsbestemte punkter av tverrsnittet av kanalen, og ved beregning av gjennomsnittet av disse hastigheter. Avhengig av størrelsen av kanalen vil målepunktenes antall være 5 - 24.

En annen fremgangsmåte for måling av luftvolumstrømmen i et luftkondisjonerings-anlegg går ut på måling i en måleanordning som er fast installert i kanalsystemet, den trykkdif-feranse som er proporsjonal med luftvolumstrømmen. I forbindelse med en slik anordning foreligger der alltid et strupeorgan, som f.eks. kan være en strupeflens, en dyse, et venturirør, et Dallrør eller en segmentflens, for fremskaf-felse av trykkforskjellen.

Fremgangsmåten for å bestemme volumstrømmen ved en vifte i et luftkondisjonerings-anlegg, er basert på målingen av det totale trykk og relativ hastighet av viften, samt den elektriske effekt som forbrukes av viftemotoren. Volumstrøm-men gjennom viften fremskaffes ved hjelp av nevnte midler, utifrå kartene med karakteristiske kurver som er fremskaffet

av vifteprodusenten.

En annen fremgangsmåte for bestemmelse av volumstrømmen i en vifte, bruker man i forbindelse med vifter som benyttes i sivile tilfluktsrom i Finland. En forbipassering via et rotameter får man ved bruk av luftstrømstrupeorganer som er plassert i trykkåpningen for viften. Rotameteret blir kalibrert for å indikere luftvolumstrømmen hos viften.

Multipunkt-systemet for volumstrømbestemmelse er tungvint. I praksis er det også utsatt for feil, fordi kompliserte luftkondisjoneringskanaler sjeldent har en forstyrrelsesfri strømningsprofil som er påkrevet ved pålitelig måling.

På grunn av strupeorganene vil det permanente trykktap som skyldes måleinnretningene som er fast installert i kanalsystemet, vanligvis være betydelige, og den nedre grense for måleområdet er begrenset til å svare til forholdsvis høye volumstrømmer.

Fremgangsmåten som går ut på å bestemme volumstrømmen i en vifte med hjelp av kartene med en karakteristisk kurve for viften, er meget tilnærmet.

De strupeorganer som man benytter ved vifter i sivile tilfluktsrom, bevirker et permanent trykktap. På grunn av deres tendens til å bli tilsmusset, vil et rotameter for sin del ikke være egnet for bruk på en kontinuerlig basis i forbindelse med konvensjonelle luftkondisjonerings-anlegg.

Med anordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse har man oppnådd en betydelig fordel med hensyn til de ovenfor omtalte ulemper. For å kunne realisere dette er anordningen i henhold til oppfinnelsen karakterisert ved at innerflaten av den side av måleanordningshuset mot hvilken eller på en liten avstand fra der måledelen er plassert, utgjøres av viftens tunge eller forlenget tunge, eller en fortsettelse av samme, at måledelen er installert på innsiden av huset på en slik måte at hovedretningen for strømmen som skal måles, er hovedsakelig perpendikulær i forhold til utstrekningen av måledelen, og at høyden av måledelen i retning vinkelrett på innerflaten er vesentlig liten sammenlignet med høyden av huset vinkelrett i forhold til nevnte innerflate.

Det kan betraktes som den mest viktige fordel ved den foreliggende oppfinnelse, at den totale luftvolumstrøm i et luftkondisjonerings-anlegg, kan oppnås på en lett og pålitelig måte ved én måling og ett måleverktøy. Det er dessuten fordelaktig at volumstrømmen blir oppnådd som en kontinuerlig verdi, i hvilket tilfelle f.eks. forstyrrelser blir synlige umiddebart, og styringen av installasjonen blir effektiv fordi tilbakemeldings-tidskonstanten er lav.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i det følgende i detalj under henvisning til de vedføyde tegningsfigurer. Figur 1 viser en måleanordning i henhold til oppfinnelsen, installert i en vifte. Figur 2 viser en utførelsesform for måledelen av måleanordningen i henhold til oppfinnelsen. Figur 3 viser en annen utførelsesform for måledelen av måleanordningen i henhold til oppfinnelsen.

Måleanordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter et hus 1 for anordningen, samt en måledel 2. Huset for måleanordningen 1 er forbundet med trykkåpningen av en vifte 3, på en slik måte at innerflaten 8 av huset på den samme side som måledelen, danner en fortsettelse av en tungeplate 9 for viften i strømningsretningen F. Trykkforskjellen som måles i måledelen 2, som er plassert umiddelbart i nærheten av den indre flate 8 av huset 1, eller nær innerflaten 8, og på tvers av strømmen F, og som strekker seg med hele sin lengde c hovedsakelig på tvers av hele huset fra den ene side 11 til den annen side 11, er proporsjonalt med volumstrømmen i viften. Fortrinnsvis er lengden c av måledelen 2 anordnet på tvers i forhold til huset, og vinkelrett i forhold til strømningsretningen F.

Huset 1 for anordningen utgjøres av en rørmantel som har størrelse og form av trykkåpningen for viften, og vil ikke strupe strømmen. Måledelen 2 er plassert på innerflaten 8 av huset eller i nærheten av denne innerflaten 8 av huset, som utgjør tungen 10 eller tungeplaten 9 av viftemantelen, eller en fortsettelse av dem, men på en avstand på minimum E = 0,5 x b fra den virkelige eller teoretiske tunge 10 av mantelen i strømningsretningen F. Dersom distansen E for måledelen 2 fra manteltungen 10 eller et eller annet punkt som bevirker strømningsforstyrrelse eller strupning, er klart større enn 1 x b, idet måledelen kan være plassert også ytterligere på avstand fra innerflaten 8 på den samme side som tungeplaten i tverrsnittet av huset l. Når de ovenfor gitte betingelser er tilfredsstilt, vil måleanordningen funksjonere pålitelig innenfor hele det brede normale driftsområde for luftkondisjonerings-anlegget, selv om driften av anlegget blir regulert ved strupning av strømmen, og da til og med drastisk. Figur 1 viser også strømningsfeltet i trykkåpningen for viften og i dennes omgivelse, når strømmen blir sterkt strupt ved hjelp av ikke viste organer, f.eks. ved hjelp av styredempere, i en eller annen del av rørsystemet. Det kan ses av nevnte figur at i måleanordningen i henhold til oppfinnelsen vil måledelen forbli i et jevnt trykkfelt til tross for den turbulens som bevirkes ved strupningen. Dersom strupningen er mindre rigorøs, vil strømningsfeltet være desto mer jevn, det vil si mindre turbulent. Lengden av huset 1 for måleanordningen i retning for strømmen må være slik at distansen E for måledelen fra den bakre kant 12 av huset er minimum 0,3 x b for unngåelse av turbulens, etc, som blir bevirket av den bakre kant eller lignende andre diskontinuerlige punkter, og for bibeholdelse av pålitelig-het.

Figur 2 anskueliggjør måledelen 2 for måleanordningen. Det trykk som bevirkes av gasstrømmen F, blir overført via trykkmålingsåpningene 5 og kamre 6 til trykkmålerørene 4, og deretter til differensialmålemeteret 13. En skillevegg 7 separerer trykkmålekamrene 6 fra hverandre. Differen-sialtrykkmeteret 13 kan konstruktivt være av en hvilken som helst passende type. Måledelen av den type som er anskuelig-gjort på figur 2, egner seg for bruk på en slik måte at den rette eller noe kurvede overflate mellom trykkmåleåpningene 5, blir enten trykket tett mot innerflaten 8 av huset, eller befinner seg på en liten avstand x fra innerflaten 8 av huset. Figurene 3a og 3b anskueliggjør andre utførelsesformer for måledelen 2 for måleanordningen, idet disse utførelsesformer er passende til å kunne bli posisjonert enten tett innerflaten 8 eller på en liten avstand x fra 8. Figur 3c viser ytterligere en utførelsesform for måledelen 2 som egner seg til å kunne plasseres på en liten avstand y fra overflaten 8. Alle disse utførelsesformer har trykkmåleåpninger og kamre 6, trykkmålerør 4 og skillevegger 7. Dessuten har hver av måledelene på figur 3 et ytre frems-pring 14 for å øke trykkforskjellen. Fremspringet 14, såvel som hele måledelen 2 er dimensjonert så liten som mulig sammenlignet med tverrsnittsdimensjonen b for huset 1, og samtidig i relasjon til trykkåpningen for viften, for derved å unngå en strupevirkning i strømmen.

Ved bruk av en måledel av den type som er omtalt ovenfor (figurene 2 og 3) er det mulig å måle direkte ikke bare trykkdifferansen, men også det absolutte trykk p som eksisterer på innsiden av huset, det vil i målekanalen. Dessuten, fordi der i måledelen er plassert en temperatur-føler for måling av temperaturen T i gassen, idet denne måling kan utføres på flere enkle måter, kan alle de verdier som er nødvendige for bestemmelsen av volumstrømmen og for kompensasjon av avlesningen i alle forskjellige driftssitua-sjoner, være tilgjengelig. I dette tilfelle vil en utverdi av volumstrømmen qv for viften kunne oppnås direkte ved hjelp av et enkelt arrangement, fordi det er en utvetydig funksjon av de målte kvantiteter, det vil si qv = f (Ap, p,

T) .

Måledelen 2 for måleanordningen kan, avhengig av dennes konstruksjon, installeres på innsiden av huset 1 også for på denne måte å dreie seg om sin lengdeakse, og spesielt på denne måte dersom måledelen 2 er konstruert til å være av bladformtypen i den hensikt å fremskaffe en trykkdifferans.

Claims (10)

1. Måleanordning for måling av en trykkdifferans (Ap) og derved volumstrømmen (qv) for en vifte ved utførelse av målingen av trykkdifferansen (Ap) i en tokamret måledel (2) som er plassert i utløpet fra viften, eller i dennes fortsettelse, idet hvert kammer har åpninger (5) med liten diameter og/eller en tilsvarende spalte eller tilsvarende spalter som åpner seg hovedsakelig parallelt eller perpendikulært i forhold til hovedstrømningsretningen (F), karakterisert ved at innerflaten (8) av den side av måleanordningshuset (1) mot hvilken eller på en liten avstand fra der måledelen (2) er plassert, utgjøres av viftens tunge (10) eller forlenget tunge (9), eller en fortsettelse av samme, og at høyden (d) av måledelen (2) i retning vinkelrett på innerflaten (8) er vesentlig liten sammenlignet med høyden (b) av huset (1) vinkelrett i forhold til nevnte innerflate (8).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at lengden (c) av måledelen (2) er hovedsakelig lik bredden (a) av den indre flate (8) av huset (1) i forhold til tverretningen av strømmen (F).

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at måledelen (2) befinner seg på overflaten (8) eller ved dennes nærhet på en slik avstand fra tungen (10) som er minst lik en halvdel av høyden (b) av huset (1) og fortrinnsvis lik høyden (b) av huset, og at den bakre kant (12) av huset (1) befinner seg på en slik avstand fra måledelen (2) som utgjør minst 0,3 ganger husets høyde.

4. Anordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at måledelen (2) er installert tett mot huset (1) på en slik måte at den strøm som skal måles, passerer på bare den ene side av måledelen.

5. Anordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at måledelen (2) er installert i huset (1) på en liten avstand (x, y) fra den indre flate (8) på en slik måte at den strøm som skal måles, passerer på begge sider av måledelen.

6. Anordning som angitt i krav 4 eller 3, karakterisert ved veggene av tykkmålekam-rene (6) i måledelen (2) har trykkmåleåpninger (5) med små diametre og/eller en tilsvarende spalte eller tilsvarende spalter som munner ut i forhold til strømmen hovedsakelig parallelt med retningen (F) av strømmen.

7. Anordning som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at høyden (d) av måledelen (2) i området mellom dens trykkmåleåpninger eller spalter (5) er større enn i området for trykkmålekamrene (6), trykkmåleåpningene (5) eller trykkmålespaltene.

8. Anordning som angitt i krav 4 eller 7, karakterisert ved at veggene av trykkmålekamrene (6) av måledelen (2) har åpninger (5) med små diametre og/eller en tilsvarende spalte eller tilsvarende spalter som bare munner ut i strømmen hovedsakelig perpendikulært i forhold til retningen (F) av strømmen på den ene side av trykkmålekammeret som strømmen skal måles.

9. Anordning som angitt i krav 5 eller 7, karakterisert ved at veggene av trykkmålekamrene (6) av måledelen (2) har åpninger (5) med små diametre og/eller tilsvarende spalte eller tilsvarende spalter som munner ut på begge sider av trykkmålekammeret (6).

10. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at måledelen (2) er forsynt med en temperaturmåleføler.