Rurka U-rurka i rurka Bourdona: Kluczowe elementy systemów HVAC

W dziedzinie HVAC (ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja) precyzyjny pomiar ciśnienia jest kluczowy dla zapewnienia prawidłowego i efektywnego działania systemów. Wśród różnorodnych urządzeń pomiarowych, dwa typy wyróżniają się swoją prostotą i niezawodnością: rurka U-rurka oraz rurka Bourdona. Choć na pierwszy rzut oka mogą wydawać się niepozorne, pełnią fundamentalną rolę w monitorowaniu i regulacji ciśnienia w instalacjach HVAC.

Co to jest rurka U-rurka?

Rurka U-rurka, znana również jako manometr U-rurkowy, jest jednym z najprostszych i najstarszych typów manometrów. Jej nazwa pochodzi od charakterystycznego kształtu litery „U”. Zasadniczo jest to przezroczysta rurka, zwykle szklana lub plastikowa, wygięta w kształt litery U i częściowo wypełniona cieczą manometryczną, taką jak woda, olej lub rtęć.

Jak działa rurka U-rurka?

Działanie rurki U-rurki opiera się na prostej zasadzie równowagi hydrostatycznej. Dwa końce rurki są wystawione na różne ciśnienia. Jeden koniec jest zazwyczaj otwarty na ciśnienie atmosferyczne (ciśnienie odniesienia), a drugi jest podłączony do miejsca, w którym chcemy zmierzyć ciśnienie, na przykład do kanału wentylacyjnego lub rurociągu.

Gdy ciśnienia na obu końcach rurki są równe, poziom cieczy w obu ramionach rurki jest taki sam. Jeśli jednak ciśnienie na jednym końcu rurki wzrośnie, ciecz w tym ramieniu zostanie zepchnięta w dół, powodując wzrost poziomu cieczy w drugim ramieniu. Różnica poziomów cieczy w obu ramionach rurki jest proporcjonalna do różnicy ciśnień.

Różnica ciśnień (ΔP) można obliczyć za pomocą prostego wzoru:

ΔP = ρ * g * h

Gdzie:

• ΔP to różnica ciśnień
• ρ (rho) to gęstość cieczy manometrycznej
• g to przyspieszenie ziemskie
• h to różnica wysokości poziomów cieczy w ramionach rurki

Rurki U-rurkowe mierzą ciśnienie różnicowe, czyli różnicę między dwoma ciśnieniami. Są szczególnie przydatne do pomiaru niewielkich różnic ciśnień, takich jak spadek ciśnienia na filtrach powietrza, wentylatorach czy wężownicach wymienników ciepła w systemach HVAC.

Co to jest rurka Bourdona?

Rurka Bourdona jest bardziej zaawansowanym i powszechnie stosowanym typem czujnika ciśnienia, szczególnie w manometrach przemysłowych. Została wynaleziona w XIX wieku przez francuskiego inżyniera Eugène Bourdona. Charakteryzuje się zakrzywioną, elastyczną rurką o przekroju owalnym lub spłaszczonym, zwykle wykonaną z metalu, takiego jak stop miedzi lub stal nierdzewna.

Jak działa rurka Bourdona?

Zasada działania rurki Bourdona opiera się na deformacji sprężystej materiału. Rurka jest zagięta w kształt litery „C”, spirali lub helisy. Jeden koniec rurki jest zamknięty i połączony z mechanizmem wskazującym, natomiast drugi koniec jest podłączony do źródła ciśnienia, które ma być mierzone.

Gdy ciśnienie wzrasta wewnątrz rurki, jej przekrój dąży do stania się bardziej okrągły. Powoduje to prostowanie się rurki, co jest proporcjonalne do przyłożonego ciśnienia. Ruch swobodnego końca rurki jest przekazywany za pomocą mechanizmu zębatkowego na wskazówkę manometru, która porusza się po wyskalowanej tarczy, wskazując wartość ciśnienia.

Rodzaje rurek Bourdona

Istnieją różne typy rurek Bourdona, dostosowane do różnych zakresów ciśnień i mediów:

• Standardowe manometry z rurką Bourdona: Są odpowiednie do pomiaru ciśnienia mediów płynnych lub gazowych, które nie są lepkie ani krystalizujące, i nie wykazują działania korodującego na stopy miedzi. Zakres pomiarowy wynosi zazwyczaj od 0,6 do 1000 bar.
• Manometry z rurką Bourdona o zwiększonej odporności na korozję: Wykonane w całości ze stali nierdzewnej, przeznaczone do mediów agresywnych, płynnych i gazowych, które nie są lepkie ani krystalizujące. Mogą mierzyć ciśnienie w zakresie od 0 do 0,6 bar, aż do 0 do 7000 bar.

Zastosowania rurek U-rurka i rurek Bourdona w HVAC

Zarówno rurki U-rurka, jak i rurki Bourdona znajdują szerokie zastosowanie w systemach HVAC:

• Rurki U-rurka:
• Pomiar spadku ciśnienia na filtrach powietrza w centralach wentylacyjnych, co pozwala monitorować ich stopień zabrudzenia i konieczność wymiany.
• Pomiar ciśnienia statycznego i ciśnienia dynamicznego w kanałach wentylacyjnych, co jest istotne dla regulacji przepływu powietrza i bilansowania systemów wentylacyjnych.
• Sprawdzanie prawidłowego działania wentylatorów poprzez pomiar różnicy ciśnień przed i za wentylatorem.
• Monitorowanie ciśnienia w komorach spalania kotłów grzewczych.
• Rurki Bourdona:
• Pomiar ciśnienia czynnika chłodniczego w układach klimatyzacyjnych i chłodniczych, co jest kluczowe dla diagnostyki i serwisu.
• Pomiar ciśnienia wody w instalacjach grzewczych i chłodniczych.
• Monitorowanie ciśnienia gazu w kotłach gazowych.
• Kontrola ciśnienia oleju w sprężarkach chłodniczych.
• Wskazywanie ciśnienia w butlach z gazami technicznymi używanymi w HVAC.

Zalety i wady

Rurki U-rurka charakteryzują się:

• Zaletami: prostota konstrukcji, niski koszt, brak części mechanicznych, wysoka dokładność przy niskich ciśnieniach.
• Wadami: mniejszy zakres pomiarowy, wymagają pionowego ustawienia, ciecz manometryczna może parować lub zamarzać, odczyt wizualny może być mniej precyzyjny.

Rurki Bourdona charakteryzują się:

• Zaletami: szeroki zakres pomiarowy, trwałość i wytrzymałość, różne wersje materiałowe do różnych mediów, łatwość odczytu wskazań na tarczy.
• Wadami: bardziej skomplikowana konstrukcja, wyższy koszt, potencjalna wrażliwość na wibracje i uderzenia mechaniczne.

Pytania i odpowiedzi (FAQ)

Do czego służy rurka U-rurka w systemach HVAC?

Rurka U-rurka służy głównie do pomiaru niskich różnic ciśnień w systemach HVAC, takich jak spadek ciśnienia na filtrach, ciśnienie statyczne i dynamiczne w kanałach wentylacyjnych, czy kontrola pracy wentylatorów.

W jakich zakresach ciśnień pracują rurki Bourdona?

Rurki Bourdona mogą pracować w szerokim zakresie ciśnień, od podciśnienia do bardzo wysokich ciśnień, nawet do 7000 bar, w zależności od konstrukcji i materiału wykonania.

Czy rurki Bourdona są odpowiednie do pomiaru ciśnienia agresywnych mediów?

Tak, istnieją manometry z rurką Bourdona o zwiększonej odporności na korozję, wykonane w całości ze stali nierdzewnej, które są przeznaczone do pomiaru ciśnienia mediów agresywnych.

Jak często należy kalibrować manometry z rurką Bourdona?

Częstotliwość kalibracji manometrów z rurką Bourdona zależy od zastosowania i wymagań dokładności. Zaleca się regularną kalibrację, co najmniej raz w roku, a w bardziej wymagających aplikacjach nawet częściej.

Podsumowanie

Zarówno rurki U-rurka jak i rurki Bourdona są ważnymi elementami systemów HVAC, umożliwiającymi precyzyjny pomiar ciśnienia. Rurki U-rurka, dzięki swojej prostocie, doskonale sprawdzają się w pomiarach niskich różnic ciśnień, natomiast rurki Bourdona, oferując szeroki zakres pomiarowy i większą wytrzymałość, są niezastąpione w bardziej wymagających aplikacjach, gdzie konieczny jest pomiar wyższych ciśnień i praca w trudniejszych warunkach. Zrozumienie zasad działania i zastosowań tych urządzeń jest kluczowe dla prawidłowego projektowania, eksploatacji i serwisu systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji.

Jeśli chcesz poznać inne artykuły podobne do Rurka U-rurka i rurka Bourdona: Kluczowe elementy systemów HVAC, możesz odwiedzić kategorię HVAC.