DE4237902C2 - Abzug - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Abzug, dessen Innenraum mit
Lufteinlaß über Öffnungen mit einem Luftsammelkanal verbunden
ist, der an eine Entlüftungsanlage anschließbar ist und wenig
stens zwei Meßstellen zum Messen des Volumenstroms im Abzug auf
weist.
Abzüge verlangen einen konstanten oder geregelten Volumen
strom, da sonst mit einer Fehlfunktion zu rechnen ist. Es gibt
allerdings eine Reihe von Fehlerquellen, die in der Praxis einen
derartigen konstanten oder geregelten Volumenstrom verhindern.
Diese Fehlerquellen sind unter anderen in schwankenden unter-
oder überdimensionierten Entlüftungsanlagen, der Korrosion durch
die Abluft und darin zu sehen, daß für entsprechende Volumen
strommessungen keine ausreichenden Beruhigungsstrecken nach DIN
1952 zur Verfügung stehen.
Früher wurden als Strömungsindikatoren Wollfäden einge
setzt, mittlerweile verlangt die für Abzüge gültige DIN
12 924 jedoch eine optische und akustische Überwachung der Ab
luftmenge. Bislang wird diese Abluftmenge auf der Baustelle,
d. h. beim Einbau des Abzuges eingestellt, was mit den oben ange
gebenen Problemen verbunden ist.
Eine genaue Messung der Luftvolumenströme muß insbesondere
der Schwierigkeit Rechnung tragen, daß sie ohne ausreichende
Beruhigungsstrecken auskommen muß und auch bei ungünstigen An-
und Abströmbedingungen erfolgen muß. Derartige Randbedingungen,
die die Meßsignale beeinflussen können, sind vom Hersteller
eines Abzuges nicht beeinflußbar, da sie die Anschlußbedingungen
betreffen, unter denen der Abzug an die Entlüftungsanlage ange
schlossen wird.
In Standardsituationen wird bisher der Volumenstrom auf
folgende Weise gemessen:
- a) Messung am Schiebefenster, das an der offenen Seite des Abzuggehäuses angeordnet ist.
Dieses Verfahren ist zeitraubend und ungenau, da die gemes
sene Luftströmungsgeschwindigkeit über die gesamte Fläche der
Einströmöffnung integriert werden muß. Weiterhin ist es für eine
derartige Messung notwendig, daß Spalten oder Bypässe abgedich
tet werden, über die Fehlvolumenströme entstehen können.
Schließlich muß die Messung an mehreren Punkten wiederholt wer
den und muß der Summenmeßwert integriert werden. Die Meßgenau
igkeit liegt bei einem derartigen Verfahren bei +/- 20%, da die
Einströmverhältnisse nicht genau wiederholbar sind. Weiterhin
sind Störungen aufgrund von Umwelteinflüssen gegeben.
- b) Messung in der Entlüftungsanlage.
Bei dieser Art der Messung besteht die Schwierigkeit der
Zugänglichkeit und muß nach den Vorschriften der DIN gleichfalls
eine Vielpunktmessung durchgeführt werden, da das genaue Strö
mungsprofil aufgrund der oben genannten Randbedingungen nicht
klar ist. Die DIN 1952 fordert eine ca. 20-fache Beruhigungs
strecke des Rohrdurchmessers, was in der Praxis nie gegeben ist
und zu hohen Ungenauigkeiten führt.
- c) Statische Druckmessung am Anschlußstutzen des Abluftka nals der Entlüftungsanlage.
Bei dieser Art der Messung, die Stand der Technik bei Ab
zugsfunktionsanzeigen ist, ist eine Druckentnahmebohrung am Ende
des Anschlußstutzens der Entlüftungsanlage angeordnet.
Nachteilig bei dieser statischen Druckmessung ist jedoch
die starke Abhängigkeit von den Anschlußparametern, da sich bei
ungünstiger Anordnung Abweichungen von bis zu 100% ergeben
können. Derartige ungünstige Anordnungen sind Ausbildungen des
Abluftkanals mit Bögen, Bögen mit Versatz, Bögen mit Stellklappe
und Bögen mit Versatz und Stellklappe. Das heißt, daß aufgrund
der räumlichen Situation die Anschlüsse meist strömungsungünstig
ausgeführt werden und an der Übergangsstelle zwischen dem Luft
sammelkanal des Abzuges und dem Abluftkanal oder Abluftstutzen
der Entlüftungsanlage meist Umlenkungen oftmals über mehrere
Ebenen sowie Stellklappen vorgesehen sind. Aufgrund der unmit
telbaren Nähe der Druckmeßstelle zu diesen Störobjekten treten
starke Schwankungen auf, die bis zu +/- 20% erreichen können.
Bei dem Abzug der eingangsgenannten Art sind überlicherwei
se die beiden Meßstellen zum Messen des Volumenstroms derart im
Luftsammelkanal, beispielsweise in der Nähe einer dort vorgese
henen Stellklappe positioniert, daß die abgegriffenen Meßwerte
von der nachfolgenden Anschlußgeometrie des Abluftstutzen der
Entlüftungsanlage beziehungsweise der Stellung der Drosselklappe
abhängig sind.
Aus der US-PS 4 741 257 ist es weiterhin bekannt, für einen
konstanten Luftstrom durch einen Abzug zu sorgen, indem der
Außenluftdruck gemessen und mit dem Luftdruck im Abzug vergli
chen wird und der Luftstrom so eingestellt wird, daß ein kon
stanter Druckunterschied erzielt wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht dem
gegenüber darin, den Abzug der eingangsgenannten Art so auszu
bilden, das eine genaue Messung des Volumenstroms unabhängig von
der Anschlußgeometrie der nachgeschalteten Entlüftungsanlage
möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
die Meßstellen im Luftsammelkanal nahe an den Öffnungen, über
die der Innenraum mit dem Luftsammelkanal verbunden ist, und
somit an Stellen angeordnet sind, an denen anschlußunabhängige
Strömungsverhältnisse herrschen.
Durch die Positionierung der Meßstellen nahe der Öffnungen
des Luftsammelkanals können Meßwerte abgegriffen werden, die von
der nachfolgenden Anschlußgeometrie am Abluftstutzens der Ent
lüftungsanlage beziehungsweise der Stellung der Drosselklappe
unabhängig sind.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Abzugs sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beson
ders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 den Luftsammelkanal eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Abzuges mit den daran vorgesehenen Druckmeß
stellen,
Fig. 2 den Luftsammelkanal und den daran angeschlossenen
Abluftkanal einer Entlüftungsanlage mit den in herkömmlicher
Weise angeordneten Meßstellen,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines üblichen Abzuges
und
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Kali
briervorrichtung.
Ein üblicher Abzug, wie er in Fig. 3 dargestellt ist,
besteht aus einem Gehäuse 1, das auf einem Sockel 9 angeord
net ist und an einer Seite offen ist. Im Inneren des Gehäu
ses 1 befindet sich der Arbeitsraum 2, der an der offenen
Seite des Gehäuses 1 mit einem Schiebefenster 3 geschlossen
werden kann. Die Haupteinströmöffnung 4 befindet sich zwi
schen der Unterkante des Schiebefensters 3 und der Vorder
kante des Gehäuses 1. An der Vorderseite des Gehäuses 1 sind
weitere Bypässe 5 für Nebenluft vorgesehen. Der Innenraum 2
des Gehäuses 1 ist über einen Abluftsammelkanal 6 und einen
Anschluß mit Stellklappe 7 mit dem Abluftkanal 8 einer Ent
lüftungsanlage verbunden.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist der Luftsammelka
nal 6 des Abzugs über mindestens zwei Bohrungen 11 oder
einen Schlitz mit dem Innenraum 2 des Abzugs verbunden. Auf
der gegenüberliegenden Seite ist wenigstens ein Stutzen
vorgesehen, mit dem der Luftsammelkanal 6 mit dem Anschluß
stutzen der Entlüftungsanlage verbunden ist, in dem sich die
Stellklappe 7 befindet.
Gemäß Fig. 2 ist üblicherweise ein zu Drucksensoren
führender Druckschlauch 10 mit zwei Standardanschlußstellen
zur Druckmessung am Ansaugstutzen der Entlüftungsanlage in
der Nähe der Stellklappe 7 vorgesehen, was den Nachteil hat,
daß diese Ausbildung der Meßanordnung abhängig von den je
weiligen Anschlußverhältnissen der Entlüftungsanlage ist.
Fig. 1 zeigt den Luftsammelkanal bei einem Ausführungs
beispiel des erfindungsgemäßen Abzugs. Wie es in Fig. 1
dargestellt ist, sind Druckmeßstellen 12 zwischen der An
saugseite, d. h. den in den Abzugsinnenraum 2 führenden Boh
rungen 11 und der Absaug- oder Abluftseite vorgesehen, die
zur Entlüftungsanlage führt. Vorzugsweise sind die Meßstel
len 12 nahe an der Ansaugseite angeordnet, wie es in Fig. 1
dargestellt ist.
Die Meßstellen 12 sind insbesondere paarweise angeord
net und miteinander verbunden, um Störungen, die durch einen
nicht symmetrischen Anschluß oder einen Anschlußbogen oder
eine Stellklappe hervorgerufen werden, auszugleichen. An den
Meßstellen wird der statische Druck an der Kanalwand abge
nommen und integriert an einen Sensor gelegt.
Aufgrund des herrschenden Unterdrucks im Luftsammelka
nal strömt über die Bypässe saubere Laborluft nach, so daß
weder durch Diffusion noch durch die Luftströmung Schadstof
fe an die Sensoren gelangen können, die den Meßstellen zu
geordnet sind. Da gemäß der Erfindung die Meßstellen im
Luftsammelkanal und nicht im Abluftstutzen der Entlüftungs
anlage vorgesehen sind, wer
den Störungen aufgrund unterschiedlicher Anschlüsse ausge
glichen.
Durch die in Fig. 1 dargestellte Ausbildung gemäß der
Erfindung ist eine von den durch die jeweilige Anschlußsi
tuation bedingten Strömungen unabhängige Messung möglich.
Die Messung kann mit einem Drucksensor oder einem
Durchflußsensor erfolgen, die Wanddurchlaßbohrungen der
Druckmeßstellen 12 sind im Inneren bündig ausgebildet und
haben beispielsweise einen Durchmesser von ca. 1 bis 1,5 mm.
Zur Eichung wird in einer kalibrierten Meßstrecke oder
in einer Kalibriervorrichtung pro Abzugtyp ein Diagramm bzw.
eine Kennlinie ermittelt, über die in der Praxis aus dem
gemessenen Druckwert der Volumenstrom bestimmt werden kann.
Aufgrund der niedrigen Meßwerte sind zur Kalibrierung
üblicherweise hochgenaue Meßgeräte mit niedrigen Hysterese
werten erforderlich, die für die Anwendung als stationäres
überwachungsgerät am Abzug mit zu hohen Kosten verbunden
sind.
Einfachere mit geringeren Kosten verbundene Meßfühler
benötigen andererseits aufgrund ihrer Fertigungstoleranzen
und aufgrund ihrer Bauart eine Kalibrierung. Diese Kalibrie
rung kann in der Praxis an eingebauten Abzügen nicht erfol
gen, da der logistische Aufwand und die erforderliche Wie
derholgenauigkeit mit wirtschaftlichen Mitteln nicht er
reichbar sind.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer
Kalibriervorrichtung dargestellt, die für diesen
Zweck eingesetzt werden kann und leicht zu handhaben und
transportfähig ist, so daß sie sowohl bei der Fertigung
eines Abzuges zur Vorkalibrierung als auch vor Ort am einge
bauten Abzug bei Wartungsarbeiten eingesetzt werden kann.
Bei Messungen direkt am Abzug ergeben sich Druck- und Durch
flußwerte mit hoher Genauigkeit.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der
Kalibriervorrichtung besteht im wesentli
chen aus einem PVC-Rohr 13, das auf einer Grundplatte 14
angebracht ist und an einer Seite mit einem Druckluftan
schluß 16 versehen ist. Ausgehend vom Druckluftanschluß 16
sind im PVC-Rohr ein Druckregler 15, ein Meßfühler 19 mit
einem angeschlossenen Anemometer oder Schwebekörperdurch
flußmesser 17 und eine Sensoreinbaustelle für einen zu kali
brierenden Sensor 20 mit angeschlossener Abzugsfunktions
anzeige in dieser Reihenfolge angeordnet. Das Rohr weist
eine etwa 30- bis 50-fache Beruhigungsstrecke auf. Der
Druckregler 15 kann einen Druckminderer und ein Nadeldosier
ventil umfassen.
Als Arbeitsmedium für die Kalibriervorrichtung wird
lediglich Druckluft benötigt, die nur einen Mindestdruck
aufweisen muß, da ein Überdruck mittels des Druckminderers
ausgeregelt wird. Mit Hilfe eines Nadeldosierventils erfolgt
eine äußerst präzise Einstellung. Die Messung erfolgt mit
einem kalibrierten Durchflußmesser 17, bei Bedarf mit einem
kalibrierten Strömungsmeßgerät. Aufgrund der sehr langen
Beruhigungsstrecke gibt es keine Einflüsse aus den Aufstell
bedingungen.
Mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist eine
exakte Kalibrierung möglich.
Die Einstellungen der Luftmengen an einem Abzug erfolgt
an der Baustelle mit einem genauen Druckanemometer. Die
Richtigkeit dieser Einstellung kann dann mittels der bereits
vorkalibrierten Sensoren auf die Einhaltung des oberen und
unteren Grenzwertes überprüft werden. In regelmäßigen Ab
ständen kann dann eine Nachkalibrierung mit der Kalibrier
vorrichtung erfolgen, um Einflüsse von Alterungsvorgängen an
den Sensoren oder ähnliche Einflüsse abzugleichen.
Die Verwendung einer derartigen Kalibriervorrichtung in
Verbindung mit einem Abzug mit der in Fig. 1 dargestellten
Anordnung der Druckmeßstellen bietet einen hohen Sicher
heitsstandard, der mit niedrigen Investitionskosten und
niedrigen Wartungskosten verbunden ist. Die Fertigungstole
ranzen der Sensoren können insbesondere relativ hoch gewählt
werden, wichtig ist lediglich eine niedrige Hysterese der
Sensoren zwischen den einzelnen Schaltpunkten (min. und max.
Grenzwerte).
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Probestutzen
für die Sensoren doppelt, also redundant vorzusehen. Auch
können die Sensoren an anderen Stellen im Luftsammelkanal 6
angeordnet werden, als es in Fig. 1 dargestellt ist. Die
Querschnitte der Dauersensoren können größer gewählt werden,
so daß sich die vorkommenden Durchflußwerte erhöhen und
Sensoren mit höheren Durchflußwerten eingesetzt werden kön
nen, die mit geringeren Kosten verbunden und robuster sind.
Die zusätzlich vorgesehene zweite, genauere Meßstelle dient
dann zur Überprüfung des Abzuges bei der Inbetriebnahme und
der Wartung und zur kontinuierlichen Überprüfung der einge
stellten Grenzwerte. Aufgrund der beiden unabhängigen Meß
stellen ist darüber hinaus eine gegenseitige Überprüfung
möglich.
Claims (3)
1. Abzug, dessen Innenraum mit Lufteinlaß über Öffnungen
mit einem Luftsammelkanal verbunden ist, der an eine Ent
lüftungsanlage anschließbar ist und wenigstens zwei Meßstellen
zum Messen des Volumenstroms im Abzug aufweist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßstellen (12) im Luftsammelkanal (6) nahe an
den Öffnungen (11), über die der Innenraum mit dem Luftsammelka
nal (6) verbunden ist, und somit an Stellen angeordnet sind, an
denen anschlußunabhängige Strömungsverhältnisse herrschen.
2. Abzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Meßstellen (12) Drucksensoren angeordnet sind.
3. Abzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Meßstellen (12) Durchflußsensoren angeordnet sind.
Priority Applications (1)
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DE4237902A DE4237902C2 (de) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | Abzug |
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