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技術資料
 
オリフィスによる角ダンパーの風量測定

1.円管ダクトの場合

円管ダクト(丸ダンパー)の風速分布につきましては、技術資料別項で述べましたように、均一な風速分布とはならず、ダクト周辺部の風速は中心部の風速より遅くなります。

また、風速測定部の前にダクト径の10倍以上の直管部を設けてもダクト内は偏った流れ(偏流)となり、一般的に中心部よりはずれた位置に風速最大部があり、この位置は3次元的なダクトの経路及びファンの向きなどによって変わるので、実測する必要がありやっかいです。

弊社のVAVは、この偏流のある風量を平均化して正確な通過風量として取り扱いできるよう、図1に示すような部分的に内径を絞ったオリフィス部を設けかつ、オリフィス前後差圧を、円周を4分割した点を均圧管で結んで均圧化したあとの圧力値を読み取って、目標風量制御するようにしています。



2.角ダクト(角ダンパー)の場合

弊社は大口径の角ダンパーについても、オリフィス方式により円管式同様、多点差圧均圧化取り込みにより平均化して正確な通過風量を求める方式を採用しています。
角ダクト内の風速分布については技術資料の別項で触れていますが、直管部を6D(D=短辺の長さ)以上とっても均一な流れとならず、上下・左右に偏流して流れています。

その一例として、図2に示すような角ダクト 幅700mm × 高さ500mm の矩形ダクトについて、内径幅606mm, 高さ406mmのオリフィスをセットして、図2の@〜Oの16点の差圧及び均圧後の差圧
  • ケースA = A+E+I+Mの4点均圧
  • ケースB = A+Iの2点均圧
  • ケースC = E+Mの2点均圧
  • ケースD = A+D+F+I+L+Nの6点均圧
  • ケースE = A+C+E+G+I+P+Oの8点均圧
を表1及び表2 に差圧センサーの出力電圧として示しています。この差圧センサーは 0Paで約 0.5V , 200Paで約 4.5Vの出力電圧となります。





次に、図3に表1に示したオリフィス16点個々の差圧出力のグラフを載せています。



技術資料の別項で紹介しました角ダンパーの風速分布に従ってオリフィス各部の差圧出力は場所によって最大・最小で約 25%位の差が生じており、平均化することが必要となります。

この平均化のため、各点を均圧管で連結した結果の差圧出力が表2に示されています。

2点のみの均圧では(ケースBとC)偏流の平均化には不十分で、ケースAの 4点均圧と、ケースDの6点均圧ではほとんど似通った値になっています。

3.結論

円管ダクト同様、角ダクトでも直管部を長くとってもダクト内風速は偏流が大きいので、通過風量を正確に求めるためには多点測定して平均化する必要があります。

弊社では角ダクトについても、長辺中央2点 + 短辺中央2点の計4点の差圧検出口の圧力を均圧管で連結して平均化することにより、正確な風量測定を行うオリフィス式多点差圧均圧化システムを風量センサーとして採用しています。

風量と差圧センサーの出力電圧の一例を図4に示します。

 
 
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