Sensorunderhåll för att optimera energibesparingen i VVS-system

Avancerade styrstrategier som behovsstyrd ventilation (DCV) och frikyla blir allt vanligare i takt med att kraven på minskad energiförbrukning i VVS-system ökar. Samtidigt spelar det ingen roll hur smart byggnadsautomationssystemet är om de sensorer som mäter de faktiska förhållandena ger fel värden på grund av avdrift. På samma sätt räcker det inte med att noggrannhetskraven uppfylls när systemet tas i bruk: du måste också se till att kraven fortsätter att uppfyllas över tid. Inomhusluftförhållanden lämpar sig väl för att mätas med hjälp av sensorer. Men de sensorer som används i automationssystem kalibreras och servas sällan efter att systemet har driftsatts. Det är vanligt att sensorer ansluts fel eller är skadade, så minst en jämförelsemätning behöver utföras under driftsättningsprocessen. De installerade sensorerna bör kontrolleras efter ett par år med hjälp av ett tillförlitligt handhållet instrument.

Vissa mätningar kräver särskild noggrannhet. Låt oss nu titta närmare på luftfuktighetsmätningar utomhus och koldioxidsensorer.

Luftfuktighetsmätningar utomhus

Värmeväxlare kan spara energi i vissa klimat, genom att utomhusluften kan användas för gratis kylning. I fuktiga klimat är det dock luftfuktigheten i utomhusluften och inte temperaturen som är den viktigaste faktorn. Vid 30 °C förändras entalpin från 30 kJ/kg till 96 kJ/kg när den relativa luftfuktigheten går från torr luft till 95 % RH. Enligt ASHRAE-standarden 90.1 rekommenderas differentiell entalpikontroll eller fast entalpikontroll i värmeväxlare för varma och fuktiga klimat. RH-noggrannheten för styrsensorer bör vara < ±5 % RH. De flesta sensorer är specificerade som ±5 % RH eller bättre, men den här specifikationen gäller vid leverans. ±5 % RH ska upprätthållas under hela systemets livslängd.

Luftfuktighetsmätningar utomhus är mer krävande. Sensorerna utsätts för hög luftfuktighet, starka vindar, solvärme och föroreningar. Det är klokt att välja en väl underhållen, högkvalitativ fuktighetssensor för utomhusbruk i stället för flera sensorer av lägre kvalitet.

Underhållet innefattar regelbundna mätningskontroller samt regelbunden rengöring av strålningsskyddet. Om nödvändigt underhåll inte utförs kan temperaturvärdena bli flera grader högre och de relativa luftfuktighetsvärdena kan bli över 10 % RH lägre än de faktiska värdena.

Det viktigaste är att välja en sensor som är konstruerad för utomhusbruk. Vissa sensorer kan se bra ut på papperet (databladet), men kan drabbas av så mycket avdrift utomhus att de blir oanvändbara efter några månader. Figur 1 visar testresultaten för tre Vaisala HUMICAP®-sensorer som har använts utomhus i mer än 12 år vid Vaisalas utomhustestplats i Vantaa i Finland. Resultaten är imponerande, men vi rekommenderar ändå regelbundna kontroller mot ett tillförlitligt handhållet instrument minst vartannat år eftersom utomhusförhållandena kan variera kraftigt.

CO₂-sensorer

CO₂-sensorer är avgörande för att minska energiförbrukningen med DCV. Eftersom mätvärdena direkt styr mängden friskluft som tillförs måste mätnoggrannheten vara mycket god. Enligt Californian Energy Commission-standarden CEC-400-2008-001-CMF krävs en noggrannhet på ±75 ppm vid 600 ppm och 1 000 ppm, inklusive 5 års stabilitet. Enligt den gröna byggstandarden ASHRAE 90.1 krävs ±50 ppm noggrannhet vid 1 000 ppm. Noggrannhet på den här nivån kan inte uppnås med enkla instrument som förlitar sig på kompensationsalgoritmer för bakgrundskoncentrationen 400 ppm. Kontrollkoncentrationen på 1 000 ppm koldioxid ligger för långt från den antagna bakgrundskoncentrationen på 400 ppm, eftersom känslighetsavdriften också kan antas öka med tiden. Särskilt kravet på ±50 ppm kan endast uppfyllas med dubbelstråleteknik eller med enkelstråliga sensorer med dubbla våglängder (som Vaisala CARBOCAP®) som regelbundet kalibreras med kalibreringsgaser. Ett kalibreringsintervall på två år är sannolikt tillräckligt, beroende på instrumenttyp.

Det viktigaste är att välja en sensor som är konstruerad för utomhusbruk. Vissa sensorer kan se bra ut på papperet (databladet), men kan drabbas av så mycket avdrift utomhus att de blir oanvändbara efter några månader. Figur 1 visar testresultaten för tre Vaisala HUMICAP®-sensorer som har använts utomhus i mer än 12 år vid Vaisalas utomhustestplats i Vantaa i Finland. Resultaten är imponerande, men vi rekommenderar ändå regelbundna kontroller mot ett tillförlitligt handhållet instrument minst vartannat år eftersom utomhusförhållandena kan variera kraftigt.

För något lägre ställda krav kan ett femårigt service- eller utbytesprogram vara tillräckligt, vilket framgår av figur 2 där stabiliteten hos 23 testade Vaisala CARBOCAP® GM10-mätmoduler visas.

Om CO₂-utomhussensorer används för att styra en skillnad på 600 ppm mellan CO₂-koncentrationen utomhus respektive inomhus blir just denna sensor en av de viktigaste sensorerna i hela byggnaden. Avdrift hos denna sensor påverkar samtliga oberoende zoner i byggnaden.

Sammanfattningsvis:

Många VVS-instrument används för att spara energi. För att de förväntade energibesparingarna ska uppnås måste mätningarna vara korrekta under hela instrumentets livstid. Allt som är värt att mäta förtjänar att mätas korrekt!

Gå till vårt preferenscenter om du vill få Vaisala e-nyhetsbrev med intressanta berättelser, artiklar och synpunkter om ämnen och teman som är relevanta för dig.;