blog

Ilmanvaihdon seinään kiinnitettävien anturien asennuksen yleisiä sudenkuoppia

Ilmanvaihdon seinäanturien asennuksen yleisiä sudenkuoppia
Lars Stormbom, Product Manager
Lars Stormbom
Vanhempi tuotepäällikkö
Julkaistu: 26. Marras 2019
Rakennukset ja sisäilman laatu
Teollisuuden mittaukset

Tämä on ensimmäinen osa kolmen blogikirjoituksen sarjasta, jossa tarkastellaan ilmanvaihdon anturien asennuksen yleisiä sudenkuoppia keskittyen virheellisen asennuksen aiheuttamiin fyysisiin mittausvirheisiin. Tässä kirjoituksessa käsitellään seinään asennettavien kosteus-, lämpötila- ja hiilidioksidianturien asennusta.



Edustavan sijainnin tärkeys

Tärkein asia seinäanturien asennuksessa muistettava asia on, että ne on tarkoitettu mittaamaan olosuhteita, jotka ihminen kokee huoneessa. Tätä varten kannattaa valita edustava paikka, jossa ilma kulkee vapaasti eikä lämmönlähteitä ole liian lähellä. Yleisimpiä virheitä ovat anturin asentaminen paikkaan, jossa ilma liikkuu hyvin rajoitetusti, kuten kaapin taakse, tai paikkaan, jossa anturia lämmittää suora auringonvalo, lämpöpatteri tai muu lämmönlähde. Kannattaa myös huomata, että tavallisia seinäantureita ei ole yleensä suunniteltu asennettavaksi kattoon. Jos haluat asentaa anturin kattoon, hanki nimenomaan tähän tarkoitukseen suunniteltu anturi.

A representative mounting location of a HVAC wall sensor.

Kuva 1: Ilmanvaihdon seinäanturin edustava asennuspaikka.


Eräässä tapauksessa konferenssikeskuksen uuden kattorakenteisiin asennetun ohjausjärjestelmän uskottiin toimineen hyvin, mutta kun CO2-pitoisuuksia mitattiin lattian tasalta, lukemat olivat noin 2 000 ppm. Urakoitsija selitti, että anturit oli kätevämpi asentaa kattorakenteisiin. Vaikka hiilidioksidipitoisuudet olivat aivan hyväksyttävällä tasolla lähellä antureita, lattian tasalla viisi tai kuusi metriä alempana – missä ihmisetkin olivat – CO2-pitoisuudet olivat hyvin korkeita. Anturien asentaminen kattorakenteisiin oli ehkä kätevää, mutta ei kovin viisasta.

Seinäanturien asennus

Seinäanturien asennuksissa toistuvat usein tietyt virheet. Seinäanturit on tarkoitettu asennettaviksi tietynsuuntaisina, ja jos niissä lukee ”tämä puoli ylöspäin”, tätä ohjetta tulee noudattaa. Syynä on, että anturin sisältämä elektroniikka muodostaa lämpöä. Jos seinäanturi asennetaan oikeansuuntaisesti, ilmavirta kuljettaa ylimääräisen lämmön pois, eikä se häiritse mittausta. Valitettavasti antureita asennetaan joskus sivuttain ulkonäkömieltymysten vuoksi. Tämä ei kannata, sillä tällöin lämpötilan mittaustuloksista tulee liian korkeita ja kosteustuloksista liian matalia.

Thermal imaging shows considerable heat generation in wall sensors, especially in CO2 sensors and some other gas sensors

Kuva 2. Lämpökuvissa näkyy merkittävää lämmönmuodostusta seinäantureissa, erityisesti CO2-antureissa ja eräissä muissa kaasuantureissa.

Kuten kuvasta 2 voidaan nähdä, lämmön pystyy melko helposti havaitsemaan lämpökameralla. Kuvasta näkee, että alempi anturi on asennettu oikeansuuntaisesti. Ongelmana on toinen anturi, joka on asennettu sen yläpuolelle niin, että alempi anturi lämmittää ylempää anturirasiaa. Jos kyseessä on esimerkiksi hiilidioksidianturi, on huono ajatus asentaa lämpötila- tai kosteusanturi suoraan sen yläpuolelle. Tämä tuottaa liian suuria lämpötilalukemia ja liian pieniä kosteuslukemia.

Paine-erot

Myös paine-erot voivat tuottaa virheitä. Jos huoneessa on alipaine, anturiin voi virrata suoraan kylmää ja vähähiilidioksidista ilmaa, joka vääristää tuloksia. Vika saattaa olla tällöin kaapeliläpiviennissä. Anturin takana ja erityisesti kaapeliläpiviennissä kannattaa käyttää tiivistettä, kuten tiivistemassaa.

Paine vaikuttaa myös CO2-mittaustuloksiin. Hiilidioksidiantureissa on usein ilmanpaineen kompensointi, koska niiden toiminta perustuu CO2-molekyylien laskentaan. Jotta ppm-arvon voi mitata tarkasti, antureilla on oltava tieto oikeasta ympäristön ilmanpaineesta. Käytännössä antureissa on joko aktiivinen paineanturi tai paineasetus. Jos käytät CO2-antureita sekä sisä- että ulkotiloissa, on tärkeää varmistaa, että niissä on kaikissa aktiivinen paineen mittaus, tai jos käytät paineasetusta, sen on oltava sama sekä seinäantureissa että ulkotiloissa olevassa anturissa. Muussa tapauksessa järjestelmään tulee poikkeama, joka voi lisätä tai heikentää ilmavirtausta.

Tuore betoni

Eräs virheiden lähde voi olla tuore betoni, sillä betoni absorboi hiilidioksidia. Huoneissa, jossa on paljaita betonipintoja, CO2-pitoisuudet ovat yleensä melko alhaisia. Jos anturi asennetaan suoraan paljaalle betonipinnalle, anturirasian CO2-pitoisuudesta tulee erittäin alhainen, eikä se vastaa ulkopuolisen ilman pitoisuutta. Joskus tilanteen voi korjata asentamalla anturin taakse levyn, joka pysäyttää CO2-virtauksen. Jos käytät anturia, jossa on automaattinen taustaohjauslogiikka (ABC-logiikka), se ei toimi kovin hyvin paikoissa, joissa CO2-pitoisuus ilman ihmisiä laskee noin 200 ppm:ään. Joskus oletetaan, että pitoisuudet laskevat noin 400 ppm:ään, joka on taustapitoisuus ulkoilmassa, ja tätä lukemaa käytetään anturin lukemien vertailuarvona, mutta tämä toimintatapa ei tuota luotettavia tuloksia.

Erityisympäristöt

On hyvä huomata, että tavallinen seinäanturi on suunniteltu toimimaan hyvin normaalissa toimistoympäristössä. Jos ympäristössä on erityisolosuhteet, kuten puhdashuoneessa, jossa on yleensä keinotekoinen ilman alaspäinvirtaus, nämä anturit eivät välttämättä toimi kovin hyvin, koska elektroniikan muodostama lämpö kulkeutuu alas anturiin ja vääristää mittaustuloksia. Sovelluksissa, joissa on alaspäin kulkeva ilmavirtaus, on varmistettava, että anturi on suunniteltu käytettäväksi kyseisissä olosuhteissa.

Seinämateriaalit

Seinäanturin mittaustuloksia voi vääristää myös lämpöä johtava seinämateriaali, kuten teräs tai betoni. Jos anturi pultataan suoraan kiinni seinään, se ei ehkä anna oikeaa tulosta huoneen ilman lämpötilasta. Sen sijaan se osoittaa itse seinän likimääräisen lämpötilan. Yleisimmät toimistotilojen seinämateriaalit eivät aiheuta ongelmia, mutta jos seinissä on käytetty metallia tai betonia, kannattaa käyttää jonkinlaista eristystä anturin ja seinämateriaalin välillä.

Pysy kuulolla, tulemme kertomaan myös fyysisten mittausvirheiden vaikutuksesta ilmanvaihdon kanava-anturien asennuksiin.

Lisätietoja Vaisalan ilmanvaihdon tuotevalikoimasta.

Comment

Asad Chaghtai

03. Joulu 2019
Good discussion.

Lars Bjorkstrom

05. Joulu 2019
Datacenters require humidity control, less than years ago due to new materials and better electronics. But aircooling still dominates the server cooling, and with heat loads over 5 kW/m² the air changes temperature between 20 and 30 C every few seconds. Controlling the humidity with traditional RH-sensors normally wast energy by humidifying in some AC-units and de-humidifying in others.
The ideal solution would be the control of absolute umidity. The umidity control (as well as the water piping, condensate drains etc.) could be eliminated from the AC-units and reduced to a separate, dedicated system that keeps the water content at, for instance, 20 g/kg air.
But where can I find this sensor ?

Kirjoita kommentti