Właściwa eksploatacja systemów wentylacji

91005-fre-jpg-jpg

W trakcie eksploatacji systemów wentylacji może pojawić się konieczność szybkiego oszacowania nakładów ponoszonych na kalibrację oraz przegląd przyrządów pomiarowych. Taka analiza często pokazuje, że roczne koszy eksploatacji przewyższają koszty modernizacji lub wymiany przestarzałego systemu pomiarowego.Wzorcowanie to zbiór czynności, których celem jest ustalenie relacji pomiędzy wartościami wielkości mierzonej wskazanymi przez urządzenie pomiarowe,a odpowiednimi wartościami wielkości fizycznych, realizowanymi przez wzorzec jednostki miary. W uproszczeniu polega to na określeniu różnicy pomiędzy wskazaniem urządzenia wzorcowego, a wskazaniem urządzenia wzorcowanego z uwzględnieniem niepewności pomiaru dokonanego przy pomocy przyrządu wzorcowego. Wzorcowanie przeprowadza się w celu określenia właściwości metrologicznych wzorcowanego urządzenia, określając w ten sposób jego przydatność do wykonywania pomiarów. Niestety wraz z upływem czasu przyrządy pomiarowe tracą swoją dokładność oraz stabilność pomiarową. W rezultacie wynik wzorcowania może nie spełniać zakładanej dokładności danego urządzenia pomiarowego. Zbyt duży błąd pomiarowy pociąga za sobą wiele niekorzystnych konsekwencji. Dobrym przykładem jest generowanie dodatkowych, wysokich kosztów związanych z oziębianiem/ogrzewaniem oraz osuszaniem/nawilżaniem wentylowanych pomieszczeń, w których przeprowadzane są niedokładne pomiary wilgotności i temperatury.

Precyzyjny pomiar wilgotności pozwala na zoptymalizowanie czasu pracy urządzeń, przez co stwarza możliwość uzyskania dużych oszczędności energii pobieranej m.in. przez układy chłodzenia i osuszacze (czyli urządzenia o dużej energochłonności) wynikiem czego jest obniżenie kosztów eksploatacji. Najprostszym rozwiązaniem problemu braku dokładności miernika jest przeprowadzenie jego kalibracji. W uproszczeniu kalibracja, nazywana również regulacją (lub z ang. adjustacją), polega na dostosowaniu wskazań urządzenia pomiarowego do wyników pomiarowych osiąganych przez wzorzec. W praktyce urządzenia do pomiaru wilgotności i temperatury możemy wzorcować i kalibrować, np. za pomocą wzorców wilgotności lub komory klimatycznej. Przenośne generatory wilgotności i temperatury, np. HygroGen 2 szwajcarskiej firmy Rotronic, umożliwiają jednoczesne wzorcowanie i kalibrację nawet kliku mierników w stosunkowo krótkim czasie. Okresowa kalibracja za pomocą komory klimatycznej jest prostym i skutecznym sposobem na zapewnienie odpowiedniej dokładności pomiarowej każdego termohigrometru.

Analiza kosztów
W trakcie eksploatacji pojawia się konieczność szybkiego oszacowania ponoszonych nakładów w celu analizy
ekonomicznej, wyznaczenia częstotliwości kalibracji oraz przeglądów urządzeń pomiarowych, a także wymiany starych niedokładnych na nowe o podwyższonej dokładności. Na potrzeby szacowania tych nakładów można wykorzystać wyznaczony przez firmę B&L International współczynnik λ1%365, za pomocą którego można określić zużycie energii potrzebnej na zmianę wilgotności o 1% jednego m3 powietrza w okresie 1 roku.
Kształtuje się on w przedziale:

λ1%365 = 0,458÷0,277 [zł h/m3 rok]*

Na podstawie współczynnika, można w szybki sposób oszacować roczny koszt energii elektrycznej zużytej na zmianę wilgotności o 1% RH (Relative Humidity z ang. wilgotność względna) dla przemysłowych układów wentylacyjnych o liczbie central n:

C1%365=λ1%365 Σ Qn [zł/rok]

gdzie:
Qn − wydatki poszczególnych central,
C1%365 − roczny koszt energii przy zmianie wilgotności o 1%.

W wielkim uproszczeniu w celu szybkiej analizy możemy przyjąć współczynnik:

λ1%365 =0,3 [zł/rok]

Stąd roczny koszt zużycia energii elektrycznej na zmianę wilgotności o 1% dla układów wentylacyjnych o liczbie central n wynosi:

C1%365 =0,3 Σ Qn [zł/rok]

Na podstawie powyższego wzoru można oszacować, że układ central których suma wydajności znamionowych wynosi np. 100 000 [m3/h] zużyje na zmianę wilgotności o ±1%RH ok. 30 000 zł w ciągu roku. Dla takiego układu zastosowanie przetworników o dokładności 5% powoduje większe zużycie energii spowodowane niedokładnością o ok.

5 x C1%365 = 5 x 30 000 = 150 000 zł.

Wymiana przetworników na dokładniejsze np. o 3% (tj. o dokładności 2%RH) powinno zagwarantować oszczędność ok. 3 x 30 000 = 90 000 zł. Warto zwrócić uwagę na fakt, że firma Rotronic oferuje przetworniki wilgotności i temperatury o standardowej dokładności w 23ºC: ±0,8 %Rh, ±0,1 K. Przy doborze urządzeń należy zwrócić szczególną uwagę na stabilność pomiaru, która jest określana przez tzw. dryft czujnika. Parametr ten ma wpływ na częstość wykonywanych kalibracji. Dlatego instalując przetworniki, których roczny dryft wskazań sensora wilgotności jest na poziomie np. 1,5%RH należy pamietać, że przy braku kalibracji układ automatyki wykorzystujący niewyregulowany sensor w następnym roku eksploatacji może wygenerować dodatkowo o ok. 1,5 x 30 000 zł = 45 000 zł większy koszt. Przeprowadzenie takiej szybkiej analizy unaocznia użytkownikom systemów wentylacyjnych, że w wielu wypadkach roczne koszy eksploatacji przewyższają nakłady jakie trzeba ponieść na modernizację lub wymianę przestarzałego systemu pomiarowego. Ten prosty przykład pokazuje jak ważna jest okresowa kalibracja i sprawdzanie przyrządów pomiarowych. Kalibrację oraz wzorcowanie sond wilgotności i temperatury oferuje firma B&L International, autoryzowany przedstawiciel firmy Rotronic w Polsce.