Обновленная методика верификации воздушных завес с водяным нагревом

В журнале «МИР КЛИМАТА» № 71 мы уже знакомили наших читателей с упрощенным вариантом Методики проведения верификации воздушных завес с водяным нагревом. За время, прошедшее с той публикации, методика была существенно доработана с целью повышения точности проводимых измерений.

Обновленная методика верификации воздушных завес с водяным нагревомВ основе Методики, которую мы представляем вам ниже, те же принципы, что были использованы в упрощенном варианте. Это измерение тепловой мощности завесы по мощности охлаждения водяного потока, проходящего через теплообменник, и закон пересчета для незначительных отклонений измеряемых температур воды и воздуха от эталонных (95°С/70°С воды при 15°С воздуха). Принципиальных отличий от упрощенной методики — два. Во-первых, мы теперь более точно измеряем все необходимые для дальнейших расчетов температуры. А во вторых, добились того, что наша установка позволяет получать температуры, которые не отличаются от эталонных, еще более уменьшая возможные погрешности пересчетов. И конечно, следует отметить, что в обновленной Методике большинство параметров, и в частности все тепловые параметры, рассчитываются программой автоматически на основе показаний датчиков, что минимизирует вероятность возникновения субъективной ошибки в окончательных данных.

В разработке данной Методики помимо специалистов АПИК принимали участие представители производителей воздушных завес: компаний «Антарес», «Тепломаш», «Тропик». В обсуждении данной Методики и создании нового стенда для верификации участвовали компании Frico, Olefini, ИЗТТ и «Русклимат».

АПИК зарегистрировала знак «АПИК-тест» для присвоения моделям воздушных завес и другого оборудования. Этот знак будет присваиваться моделям воздушных завес с электрическим и водяным нагревом, прошедших верификационные испытания, в том случае, если декларируемые производителем параметры завесы совпадают с параметрами, которые были подтверждены при испытаниях.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ВЕРИФИКАЦИИ ВОЗДУШНЫХ ЗАВЕС С ВОДЯНЫМ НАГРЕВОМ

Проведение верификации воздушных завес с водяным нагревом включает в себя комплекс мероприятий, связанных с подготовительными работами по установке завесы на специальные стенды, подключение электропитания, датчиков, измерительных зондов, прочего оборудования и проведение замеров параметров работы завес по ЕДИНОЙ МЕТОДИКЕ АПИК (в дальнейшем — Методика). Для рационального использования времени воздушная завеса распаковывается и подключается к стенду для определения тепловой мощности до начала верификации. Также до начала верификации производится разогрев воды в накопительном баке.

Ориентировочное время проведения верификации одной завесы составляет 2,5–4 часа.

Статья I. Измерение тепловой мощности воздушной завесы

1.1. Измерения проводятся при температуре горячей воды Т г (подающейся в завесу) в интервале от 90 до 96°С и температуре воздуха в помещении Т о не более 21 и не менее 12°С.

1.2. Тепловая мощность воздушной завесы принимается равной мощности охлаждения проходящей через работающую завесу воды.

1.3. Температура воздуха на входе в завесу То фиксируется двумя температурными датчиками Megetex DC18B20 с помощью адаптера DC9490R. Между входной решеткой и соплом устанавливается разделительный экран длиной не менее 1,5 длины завесы и шириной 1 м. Он образует угол 45° с плоскостью воздушного потока. Датчики устанавливаются в области 45–55 см от входной решетки таким образом, чтобы расстояние между ними было не меньше, чем половина длины входной решетки.

1.4. Температуры горячей и холодной воды Т г и Т х фиксируются датчиками Testo 556.

1.5. Электрическое питание насоса, обеспечивающего расход воды через воздушную завесу, для уменьшения влияния изменяющихся параметров сети осуществляется через трансформаторный стабилизатор напряжения. Измерения тепловой мощности завесы производятся при максимальных оборотах двигателя завесы. Для измерений подбирается такой расход теплоносителя G, при котором выходная температура изначально устанавливается значением Т х = Т г — 0,3125 (Т г – Т о ) с точностью ± 2°С. Расход G замеряется расходометром с автоматической регистрацией SVM metering SVM F27 (при отсутствии которого может быть использован Valtec VLF-R). Также, непосредственно после установления Т х , автоматической регистрации подлежат следующие параметры: Т г , Т х и Т о . Разброс значений расхода G во время всего измерения, которое длится 6 мин, не должен превышать 1 %. При больших изменениях расхода требуется проведение другого измерения при аналогичных условиях. Результаты измерения данного G используются для дальнейших расчетов в том случае, если Т г и Т о не отличались от условий 95°С и 15°С соответственно не более чем на 3°С, и расход G не отличался в своих значениях более чем на 1 %. На основании результатов этих измерений графически и численно производится отображение величины (Т г — Т х ) / (Т х — Т о ). Установившееся с точностью до 1 % значение данной величины используется для дальнейших расчетов мощности завесы (статья VI). Для данного G измеряется и перепад давления на теплообменнике.

1.6. Измерения тепловой мощности завесы может проводиться как с прикрепляемым измерительным каналом (см. пункт 2.2), так и без него, учитывая его незначительное влияние на производительность завесы по воздуху. Конфигурация при измерениях определяется удобством и оптимизацией использования времени.

Время, необходимое для проведения замеров, составляет от 30 минут до 1 часа.

По желанию производителей воздушных завес или заказчиков измерений тепловые измерения могут производиться также для произвольных других наборов температур, например 90/70°С при 15°С, 80/60°С при 15°С, 60/40°С при 15°С, 80/60°С при 20°С, 70/60°С при 20°С как и любых других. В этих случаях установка температур горячей воды и окружающего воздуха производится с точностью до 3°С, а установка температуры обратной воды — до 2°С от значения эталонного расхода при этих условиях.

Статья II. Измерение средней скорости потока и вычисление производительности по воздуху

2.1. Измерения проводятся в холодном режиме работы завесы при максимальной частоте вращения.

2.2. Независимо от наличия или отсутствия в выходном сечении сопла завесы элементов конструкции (жалюзи, перегородки, нагреватели) измерения скорости проводятся в выходном сечении прикрепляемого измерительного канала, имеющего поперечные размеры сопла и длину в направлении воздушного потока, равную двум ширинам сопла.

2.3. Измерения производятся в контрольных точках, равномерно распределенных по ширине и длине сопла.

2.4. Носик трубки Пито должен быть направлен против вектора скорости, перпендикулярно плоскости выходного сечения измерительного канала. Допускается отклонение по направлению ± 5°.

2.5. Для сглаживания влияния пульсаций потока измерение скорости в каждой точке продолжается в течение не менее 10 сек. В протоколе фиксируется усредненная прибором за 10 сек, величина скорости.

2.6. По всем контрольным точкам вычисляется средняя скорость.

2.7. Расход воздуха определяется как произведение средней скорости на площадь выходного сечения измерительного канала.

2.8. Количество контрольных точек по ширине сопла:

  • при ширине сопла до 40 мм — не менее 3,
  • до 50 мм — не менее 4,
  • до 60 мм — не менее 5,
  • до 70 мм — не менее 6,
  • более 70 мм — не менее 7.

Количество контрольных точек по длине сопла:

  • при длине сопла до 400 мм — не менее 7,
  • до 500 мм — не менее 8,
  • до 600 мм — не менее 9,
  • до 700 мм — не менее 10,
  • до 800 мм — не менее 11,
  • до 900 мм — не менее 12,
  • более 900 мм — не менее 13.

Для воздушных завес, длина сопла которых составляет более 900 мм, а конструкция выполнена в виде повторяющихся идентичных блоков из двигателя и крыльчатки, измерения скоростей и расхода производятся для одного блока. Суммарные величины воздушного потока вычисляются как произведение величины потока для одного блока на количество блоков.

2.9. Для проведения замеров применяются приборы: многофункциональный прибор TESTO 435, зонд давления 0…10 гПа, трубка Пито длиной 500 мм и диаметром 4 мм для измерения скорости воздушного потока, силиконовый шланг длиной 5 м.

2.10. Занесение полученных результатов в протокол испытаний и фиксирование данных на записывающем устройстве:

Формулы площади сечения и воздушного потока: S = l • d/1 000 000; V = 3600 • v • S

dШирина измерительного канала (мм)
lДлина измерительного канала (мм)
SПлощадь измерительного канала (м2)
vСредняя скорость воздуха (м/с)
VРасчетный воздушный поток (м3/ч)

Измерение максимальной скорости на оси струи (по желанию производителя)

2.11. Для организации свободной затопленной струи и измерений скорости на удалении от среза сопла завеса располагается в измерительной камере или комнате следующим образом:

  • расстояние от плоскости струи воздушной завесы до стенок, параллельных данной плоскости, должно быть не менее расчетной ширины струи в конечном измеряемом сечении;
  • расстояние между двумя плоскостями (стенами помещения), перпендикулярными направлению максимального линейного размера завесы, должно быть не менее расстояния, на котором производятся измерения скорости;
  • расстояние от завесы до плоскостей (стен), перпендикулярных начальному вектору скорости струи, составляет: с тыльной стороны завесы — не менее одной длины завесы, со стороны распространения струи — не менее полутора расстояний от среза сопла, на которых производятся измерения скорости.

2.12. Расчетная ширина струи равна удвоенной поперечной координате, в которой скорость составляет 5 % от максимальной скорости на оси в этом сечении.

2.13. Измерения проводятся в холодном режиме.

2.14. Измерения скорости проводятся анемометром, подключенным к многофункциональному прибору TESTO 435, в протоколе фиксируются показания скорости, усредненные за 30 секунд.

2.15. При изменении максимальной скорости по оси струи завесы необходимо отсоединить от воздушной завесы прикрепляемый измерительный канал.

2.16. При возможных отклонениях точки максимальной скорости для различных расстояний от среза сопла от начальной плоскости струи необходимо изменить пространственное положение датчика для нахождения точки максимальной скорости. Расстояние от датчика до среза сопла не должно при этом изменяться.

2.17. При отклонениях любого размера измерительной камеры (комнаты) в меньшую сторону от указанных в пункте 2.11 в ПАСПОРТЕ ВЕРИФИКАЦИИ необходимо указывать примечание «не менее» при опубликовании результатов скорости воздушного потока на расстоянии.

2.18. Занесение полученных результатов в протокол испытаний и фиксирование результатов на записывающем устройстве.

Время, необходимое на проведение замеров, составляет от 1 до 2 часов.

Перерыв — 10 мин.

Статья III. Измерение потребляемой мощности электродвигателя

Измерение активной потребляемой электродвигателем мощности.

3.1. Для измерений производится подключение измерительных приборов: варметра ЩВ-02, вольтметра универсального цифрового GDM-8135, амперметра Omix M-3–10-AC 220. Активная мощность рассчитывается как разность полной и реактивной мощностей.

3.2. Занесение полученных результатов в протокол испытаний.

Время, необходимое на проведение замеров, составляет 10 мин.

Статья IV. Проведение замеров уровня звукового давления

4.1. Подготовительные работы:

а — установка завесы в заглушенную камеру на специальную подставку;
б — размещение в камере измерительного прибора (измеритель звукового давления TESTO 816);
в — подключение оборудования к источнику электропитания.

4.2. Измерение уровня фонового шума (по шкале А).

4.3. Измерение уровня звука (по шкале А), при условии, что измерительный прибор не располагается в воздушной струе (скорость воздуха в области непосредственно у микрофона измерителя не должна превышать 2 м/с), а располагается на расстоянии 3 метра от воздушной завесы.

4.4. Сравнение уровня фонового шума с измеренным уровнем звука воздушно-тепловой завесы. Для признания испытаний по замерам звукового давления состоявшимися необходимо, чтобы разность между измеренным уровнем звука и фоновым шумом была более 15 dB. Если ее значение менее 15 dB, необходимо уменьшить влияние посторонних шумов на фоновый уровень шума и повторить измерения.

4.5. Полученные результаты заносятся в протокол испытаний.

Время, необходимое на проведение замеров, составляет 20 мин.

Статья V. Проведение замеров массогабаритных характеристик

5.1. Измерение весовых характеристик оборудования в упаковочной таре.

Взвешивание проводится на весах «Мера»-ПВм 3/150 Т (ВУ-3/150).

5.2. Измерение весовых характеристик завесы нетто проводится без упаковочной тары с крепежными элементами. Для нахождения веса брутто отдельно производится и взвешивание тары.

5.3. Измерение габаритных размеров оборудования.

В габаритные размеры не входят крепежные элементы. В размеры выходного сопла (пункт 2.10) входят все элементы, загромождающие проходное сечение и приводящие к уменьшению сечения (это защитные решетки, направляющие лопатки, перегородки и т д.).

5.4. Полученные результаты заносятся в протокол испытаний.

Время, необходимое на проведение замеров, составляет 20 мин.

Окончание измерений.

Основываясь на измерениях, копии протоколов которых раздаются всем участникам верификации, и расчетах, приводимых в настоящей Методике, АПИК выпускает ПАСПОРТ ВЕРИФИКАЦИИ испытанной завесы и размещает данные на своем интернет-сайте в разделе ВЕРИФИКАЦИЯ не позднее чем через 5 рабочих дней после испытаний данной завесы. Паспортная производительность завесы по воздуху округляется до 25 м 3 /чпри значении менее 1000 м 3 /ч и до 50 м 3 /ч при значении более 1000 м 3 /ч. Веса заносятся в протокол измерений с точностью до 100 граммов, длины заносятся и в протокол, и в ПАСПОРТ ВЕРИФИКАЦИИ с точностью до 1 мм. Температуры нагрева рассчитываются с точностью до 0,1 градуса. Звуковое давление на 3 и 5 метрах приводится с точностью 1 dB. Мощность теплового нагрева при значении до 10 кВт округляется до 0,1 кВт, при значении более 10 кВт, но менее 20 кВт — до 0,2 кВт и при значении более 20 кВт — до 0,5 кВт. В статье VI настоящей Методики приводится порядок расчетов тепловой мощности воздушной завесы, в статье VII — перерасчет звукового давления, а в статье VIII — расчет изменения температуры проходящего через завесу воздуха. Для присвоения знака «АПИК-тест» допустимы следующие отклонения значений, полученных в результате измерений и расчетов по Методике, от значений, заявленных производителем в технической документации.

Допустимые отклонения заявленных параметров от значений, полученных или рассчитанных при верификационных измерениях

Наименование параметраДопустимые отклонения параметров ±
1. Расход воздуха в изотермическом режиме5 %
2. Тепловая мощность (погрешность термодатчиков на воде не более ±0,5 °C)6 %
3. Корректированный уровень шума3 dB
4. Габаритные размеры0,5 %
5. Вес5 %
6. Потребляемая электродвигателем электрическая мощность5 %

Статья VI. Расчет тепловой мощности воздушной завесы

Расчет тепловой мощности воздушной завесы Q производится для эталонных условий: поступающая вода — 95°С, выходящая — 70°С, а температура окружающего воздуха +15°С. Непосредственно полученная при измерениях мощность водяной завесы Q’ = 4,2G (Т г — Т х ) при некотором значении То, при условиях незначительного в смысле пунктов 1.1 и 1.5 отличия Т г, Т х и Т о от 95°С, 70°С и 15°С соответственно, используется для окончательного расчета Q в виде:

Q = Q’55/ (Т х — Т о ) = 231G (Т г — Т х ) / (Т х — Т о ). Значение указанного частного находится как установившаяся величина в пункте 1.5 статьи I.

Статья VII. Перерасчет уровня шума

Уровень звукового давления, измеренный на расстоянии 3 метра от воздушной завесы, приводим к уровню на расстоянии 5 метров по формуле:

LpA (5m) = LpA (3m) – 4,4 (dB).

Статья VIII. Расчет разности температур воздуха

Среднее значение разности температур воздуха на выходе и входе завесы рассчитывается по следующей формуле: ∆T = (Q • 3600) / (V • ρ • c p ).

∆T Расчетная температура нагрева воздуха завесой (°С)
V Расчетная величина воздушного потока (м3/час)
cp1,005Теплоемкость воздуха (Дж/кг °С)
ρ Плотность воздуха (кг/м3)
Q Расчетная тепловая мощность (кВт)

Настоящая Методика может быть впоследствии дополнена разделами для определения дополнительных характеристик воздушных завес с жидким теплоносителем.

Журнал «МИР КЛИМАТА» регулярно знакомит читателей с результатами испытаний, проводисых в рамках проекта «Верификация воздушных завес».

Сегодня мы публикуем результаты тестирования завес с водяным нагревом: 2 моделей марки «Тропик» и одна марки General Climate.


Обновленная методика верификации воздушных завес с водяным нагревом

ВЕРИФИЦИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ ЗАВЕСЫ С ВОДЯНЫМ НАГРЕВОМ

Марка оборудования: «Тропик».
Модель: Т 109 W.
Серийный номер: №4009000010802131.
Дата проведения испытаний: 12 февраля 2013 года.
Место проведения: 125499, г.Москва, Кронштадтский бульвар, дом №35Б.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЕРИФИКАЦИИТемпература при измерениях воздушного потока, °СВлажность, %Давление, кПа
23,550999
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
1. ВЕС, ГАБАРИТЫ
Вес, кгНетто12,7Габариты завесы, ммШхВхГРазмер сопла, ммДхШ
Брутто13,4 – – 220 – 58
2. ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Замер уровня шума на расстоянии 3м, дБ(А)53Пересчет на расстояние 5м, дБ(А)48
3. ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ФазаПолная мощность двигателя (Вт)Реактивная мощность двигателя (Вт)Активная мощность двигателя (Вт)
1223V0,51AНе измерялась
2
3
Всего114
4. ЗАМЕРЫ ВОЗДУШНОЙ СТРУИ*
Средняя скорость воздушного потока, м/с6,3Максимальная скорость воздушного потока на расстоянии (не менее), м/с*
Расчет расхода воздуха завесы, м310500,511,522,533,54
4,53,52,92,62,32,1
* Скорость потока на удалении от среза сопла измеряется или указывается в паспорте по желанию производителя.
5. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ НАГРЕВА
Температура поступающей воды, °C95Расчетная тепловая мощность, кВт
Температура выходящей воды, °C708,9
Температура окружающего воздуха, °C15
6. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РАСЧЕТ И ПАРАМЕТРЫ РАСХОДА
Среднее увеличение температуры воздуха, проходящего через завесу, на максимальных оборотах двигателя и температурах воды 95 °С на 70°С и температуре окружающего воздуха +15°С, расход G и перепад давления ΔPУвеличение температуры ΔТ, °CРасход G, л/сПерепад давления ΔP, кПа*
24,40,085
* Перепад давления может не указываться в паспорте по желанию производителя.

Обновленная методика верификации воздушных завес с водяным нагревом

ВЕРИФИЦИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ ЗАВЕСЫ С ВОДЯНЫМ НАГРЕВОМ

Марка оборудования: «Тропик».
Модель: X525W.
Серийный номер: №3530000210802130.
Дата проведения испытаний: 12 февраля 2013 года.
Место проведения: 125499, г.Москва, Кронштадтский бульвар, дом №35Б.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЕРИФИКАЦИИТемпература при измерениях воздушного потока, °СВлажность, %Давление, кПа
23,550999

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
1. ВЕС, ГАБАРИТЫ
Вес, кгНетто24,3Габариты завесы, ммШхВхГРазмер сопла, ммДхШ
Брутто26,3 – – 305 – 100

2. ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Замер уровня шума на расстоянии 3м, дБ(А)67Пересчет на расстояние 5м, дБ(А)62

3. ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ФазаПолная мощность двигателя (Вт)Реактивная мощность двигателя (Вт)Активная мощность двигателя (Вт)
1224V1,88AНе измерялась
2
3
Всего421

4. ЗАМЕРЫ ВОЗДУШНОЙ СТРУИ*
Средняя скорость воздушного потока, м/с10,7Максимальная скорость воздушного потока на расстоянии (не менее), м/с*
Расчет расхода воздуха завесы, м335000,511,522,533,54
8,26,25,14,13,93,73,4 3,2
* Скорость потока на удалении от среза сопла измеряется или указывается в паспорте по желанию производителя.
5. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ НАГРЕВА
Температура поступающей воды, °C95Расчетная тепловая мощность, кВт
Температура выходящей воды, °C7027,5
Температура окружающего воздуха, °C15

6. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РАСЧЕТ И ПАРАМЕТРЫ РАСХОДА
Среднее увеличение температуры воздуха, проходящего через завесу, на максимальных оборотах двигателя и температурах воды 95 °С на 70°С и температуре окружающего воздуха +15°С, расход G и перепад давления ΔPУвеличение температуры ΔТ, °CРасход G, л/сПерепад давления ΔP, кПа*
23,00,26
* Перепад давления может не указываться в паспорте по желанию производителя.


Обновленная методика верификации воздушных завес с водяным нагревом

ВЕРИФИЦИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ ЗАВЕСЫ С ВОДЯНЫМ НАГРЕВОМ

Марка оборудования:General Climate.
Модель: RM 310W.
Серийный номер: № 30.07.11-3-B.
Дата проведения испытаний: 12 февраля 2013 года.
Место проведения: 125499, г.Москва, Кронштадтский бульвар, дом №35Б.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЕРИФИКАЦИИТемпература при измерениях воздушного потока, °СВлажность, %Давление, кПа
23,550999
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
1. ВЕС, ГАБАРИТЫ
Вес, кгНетто24,5Габариты завесы, ммШхВхГРазмер сопла, ммДхШ
Брутто26,3 – – 330 – 61
2. ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Замер уровня шума на расстоянии 3м, дБ(А)60Пересчет на расстояние 5м, дБ(А)56
3. ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ФазаПолная мощность двигателя (Вт)Реактивная мощность двигателя (Вт)Активная мощность двигателя (Вт)
1224V1,84AНе измерялась
2
3
Всего188
4. ЗАМЕРЫ ВОЗДУШНОЙ СТРУИ*
Средняя скорость воздушного потока, м/с9,1Максимальная скорость воздушного потока на расстоянии (не менее), м/с*
Расчет расхода воздуха завесы, м318000,511,522,533,54
6,05,04,13,63,33,0
* Скорость потока на удалении от среза сопла измеряется или указывается в паспорте по желанию производителя.
5. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ НАГРЕВА
Температура поступающей воды, °C95Расчетная тепловая мощность, кВт
Температура выходящей воды, °C7013,2
Температура окружающего воздуха, °C15
6. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РАСЧЕТ И ПАРАМЕТРЫ РАСХОДА
Среднее увеличение температуры воздуха, проходящего через завесу, на максимальных оборотах двигателя и температурах воды 95 °С на 70°С и температуре окружающего воздуха +15°С, расход G и перепад давления ΔPУвеличение температуры ΔТ, °CРасход G, л/сПерепад давления ΔP, кПа*
21,50,125
* Перепад давления может не указываться в паспорте по желанию производителя.
наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест