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Tudo o que precisa de saber sobre caudal de ar controlado com precisão
Os peritos da Systemair descrevem as vantagens e desvantagens dos diferentes métodos de medição da velocidade do escoamento do ar
Efficiency
Muitos sistemas de ventilação orientados para a procura enfrentam um problema comum: são concebidos para funcionar com algum volume nominal de fluxo de ar correspondente a velocidades de alguns metros por segundo na conduta.
Isto é ideal para a maioria dos sistemas de ventilação porque o fluxo de ar é fácil e precisamente controlado por meios simples e acessíveis, como os controladores comuns de VAV (Variable Airflow Volume).
Ventilação mínima
Há casos em que apenas uma pequena fracção deste volume nominal de caudal de ar é necessária. Exemplos incluem projectos com:
Ventilação mínima para limitar continuamente os Compostos Orgânicos Voláteis (COV) e outros poluentes do mobiliário, chão, agentes de limpeza nas escolas, cuidados de saúde ou instalações residenciais durante períodos não ocupados com o mínimo de perda de energia possível
Espaços refrigerados ou aquecidos com controlo preciso da temperatura por ventilação
Dosagem precisa do ar especialmente tratado por ionização, agentes anti-microbianos e outros métodos
Sistemas de ventilação que enfatizam a eficiência energética e as prioridades ambientais
Métodos de medição da velocidade do ar
As velocidades do fluxo de ar medidas nestes projetos devem ser inferiores a um metro por segundo. Como tal, os métodos de controlo mais populares lutam irremediavelmente para gerir a imprecisão.
A melhor abordagem é utilizar o método mais adequado de medição da velocidade do fluxo de ar. Alguns dos métodos de medição da velocidade do fluxo de ar ajudam a resolver o problema da imprecisão de baixa velocidade e a ter um bom desempenho também nas velocidades mais elevadas.
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Princípio de medição Acústico (ultrasónico)
Utilizando transdutores ultra-sónicos, o caudalímetro pode medir a velocidade média ao longo do trajecto de um feixe emitido de ultra-sons, calculando a diferença do tempo de trânsito medido entre os impulsos de ultra-sons que se propagam para e contra a direcção do fluxo ou medindo a mudança de frequência do efeito Doppler.
Vantagens
O aparelho pode ser instalado em praticamente qualquer tipo de conduta de ar
A instalação não reduz a secção transversal da conduta, o que significa a menor perda de pressão e ruído possíveis
Alta precisão de medição
Vasta gama de medição
Desvantagens
Solução não compacta, o dispositivo de medição, controlo e accionamento do registo de controlo são normalmente divididos
Custo elevado
Algoritmo de controlo complexo
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Princípio de medição de fluxo por restrições - Tubo Venturi, bocal, orifício
A velocidade do ar deve aumentar à medida que passa por uma constrição de acordo com o princípio da continuidade da massa, enquanto que a sua pressão estática deve diminuir de acordo com o princípio da conservação da energia mecânica (princípio de Bernoulli).
Ao medir a pressão, o caudal pode ser determinado
Vantagens
Custo moderado
Medição precisa, calibração fácil
Combinações de transmissores-controladores-actuadores de medição VAV compactos aplicáveis
Desvantagens
Limitação da velocidade para precisão suficiente na medição (>0,5m/s) em compromisso com uma secção transversal de fluxo permanentemente reduzida
VAV
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Sonda de medição de ΔP presa e movendo-se com a lâmina do registo VAV
Os sensores de pressão diferencial, caracterizam-se por uma impedância de passagem de fluxo extremamente elevada. Quando comparados com outros sensores com impedância de fluxo mais baixa, os sensores de pressão diferencial com impedância de fluxo elevada requerem menos fluxo parasita para fazer uma medição e, portanto, causam menos perturbações ao fluxo principal.
Vantagens
Vasta gama de medição
Alta precisão de leitura
Secção transversal de fluxo quase completo disponível
Custo favoravelmente baixo
Combinações de transmissores-controladores-actuadores de medição VAV compactos aplicáveis
Desvantagens
Algoritmo de controlo complexo
Qual é a melhor escolha para si?
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Ao analisar os métodos, podemos chegar a uma tabela de comparação, que é exibida no desenho simplificado.
O método da sonda de medição ΔP fixada e em movimento com a lâmina de controlo VAV foi determinado como o melhor método que permite o controlo e manuseamento de VAV para velocidades baixas e médias com um conforto de precisão excepcional por um custo muito razoável.
Isto serve como base para o desenvolvimento da OPTIMA-LV-R. Utilizámos o ADN dos nossos controladores VAV padrão da família OPTIMA, como precisão, conforto, fiabilidade, actualização do hardware de medição e adição de algoritmos de controlo sofisticados.
As actualizações do produto ajudaram-nos a ultrapassar o problema fundamental deste método, o factor k flutuante. Geralmente, o volume do fluxo de ar (q) num sistema fechado pode ser calculado a partir da queda de pressão neste sistema (ΔP) e um factor que representa a resistividade do fluxo deste sistema, chamado factor k (k).
q=k√∆P
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Um registo de controlo tem uma resistividade diferente para cada ângulo de abertura (∠α). Portanto, existe um número ilimitado de diferentes factores k (k1...kn , n=∞) para o registo entre a posição totalmente aberta e totalmente fechada.
Por conseguinte, o algoritmo de controlo deve ler continuamente a posição real do registo e os valores de perda de pressão. Para interpolar os valores instantâneos do factor k, foi implementado um polinómio de maior grau no algoritmo de controlo.
Para pressões extremamente baixas na conduta inferiores a 2Pa, quando a velocidade do fluxo de ar cai abaixo de 0,2m/s, um procedimento especial protege o controlador de oscilações indesejadas e tensão mecânica no actuador mantendo o registo numa posição estática de espera. Quando a pressão da conduta recupera para um valor operável, o controlador regressa ao estado normal de funcionamento - controlo do fluxo de ar.
Toda a funcionalidade básica e avançada é embalada numa caixa VAV com um actuador/controlador compacto que é difícil de distinguir dos dispositivos VAV padrão.
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OPTIMA-LV-R
Abaixo estão algumas características adicionais que tornam a OPTIMA-LV-R mais adequada para o projecto:
Controlador de fluxo de ar compacto e variável independente da pressão - tipo electrónico.
Gama de controlo de velocidade do fluxo de ar 0,2 - 6 m/s (velocidade numa conduta do mesmo tamanho)
Sonda de medição adaptativa para leituras de pressão dinâmica de alta eficiência em toda a gama de velocidades
Algoritmo avançado para controlo adequado do fluxo de ar mesmo à pressão estática da conduta subliminal (2 Pa)
Operável em ∆P gama 2 - 600 Pa
A restrição da secção transversal mais baixa possível para determinados parâmetros de pressão/fluxo resultando em perda de pressão baixa e baixo nível de ruído
Aplicação de imprecisão. 5% em toda a gama de controlo
Fugas classe 4C de acordo com a norma EN 1751 a uma pressão até 1000 Pa
Conjunto completo de funções de funcionamento e sobreposição (Abrir, Fechar, Vmin, Vmax)
Dimensionamento: Para condutas de ar de diâmetro 100 - 400 mm: