JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Ultraljudssensorer som mäter luftflödet och temperaturen i våra ventilationssystem är en idé som spås ta över helt i framtida byggnader. -Tekniken öppnar för effektiv behovsstyrd ventilation – en nödvändighet för att kunna spara energi i fastigheter, men som varit svårt att realisera tidigare.

Lars-Åke Matsson

− Jag tror väldigt mycket på att den här tekniken ska kunna bli i stort sett den enda som används för luftflödesmätningar i ventilationssystem, säger Lars-Åke Matsson, utvecklingsansvarig på Lindab Ventilation i Grevie.

Tekniken att mäta flöde med ultraljud är inte ny, utan har under lång tid använts för att exempelvis mäta i vätskor. Det som tidigare stoppat utvecklingen i ventilationssystem är det skyhöga priset på sensorer och avsaknaden av dagens kraftfulla programmerbara elektronik.

− Sedan bara något år har tekniken blivit tillgänglig för oss, framförallt med hjälp av fordonsbranschen som använder liknande sensorer i sina backvarnare, förklarar Lars-Åke Matsson, och han fortsätter:

− Det gör att en ultraljudssensor idag har en betydligt mer rimlig prisnivå än för 20 år sedan då de kanske kostade 50 000 kronor.

En första prototyp av företagets lösning, kallad Ultralink, visades upp på mässan Nordbygg i april förra året. Under hösten lanserades produkten och nu har försäljningen börjat ta fart.

Torbjörn Bruzelius

− Detta är bara starten på en resa. Vi har den första versionen framme nu, men vi kommer med flera framöver, säger Torbjörn Bruzelius, produktchef för ventilationsprodukter på Lindab.

Dagens instrument för att mäta flöde i ventilationssystem har normalt inskjutande delar som skapar extra tryckfall i systemet. Tekniken kräver underhåll eftersom inskjutande delar blir smutsiga efter en tid och måste rengöras. Annars visas felaktiga värden.

Den stora nackdelen är dock att äldre teknik mäter tryckskillnader, men när flödet i systemet blir lågt finns det inga sensorer eller instrument som klarar att mäta noggrant längre.

− Det har gjort att man tidigare medvetet överdimensionerat systemen. Annars är det svårt att  reglera, förklarar Torbjörn Bruzelius.

− Med ultraljud kan vi däremot mäta väldigt noggrant även vid mycket låga lufthastigheter. Det betyder att man kan styra ventilationen till ett minimum i delar av en fastighet när ingen är där.

Fördel Ultralink

Traditionellt bestäms lufthastigheten i ett ventilationssystem med teknik som mäter en tryckskillnad. För denna typ av system är det hyfsat lätt att mäta normala lufthastigheter. Däremot blir det svårt när flödet ligger runt 1 m/s och därunder.

 Gamla system är därför ofta överdimensionerade för ett minsta luftflöde på cirka 3 m/s. Därmed ventilerar man fastigheterna för mycket hela tiden, även om ingen är där.

Med ultraljud går det att mäta mycket låga flöden utan problem. Ultralink kan mäta ner till 0,5 m/s med i princip samma noggrannhet som vid höga lufthastigheter.

Lindab säger att produkten har ± 5 procents noggrannhet i mätvärdet, även om man vid de allra lägsta flödena går över i att beskriva noggrannheten med ± 1 liter per sekund.

Företaget har olika patent för sin lösning.

Det är extremt intressant för byggbranschen – speciellt som cirka 40 procent av den totala energikonsumtionen inom EU i dagsläget härrör från byggnader.

I grunden består den nya produkten av en sensorkropp – en rördel – med två ultraljudssensorer monterade inuti. Sensorerna är placerade på ett förutbestämt sätt med ett visst avstånd och en viss vinkel mot varandra. Sensorkroppen finns att få i olika dimensioner, från 100 till 315 mm i diameter.

Genom att skicka ljudvågor mellan de två sensorerna i båda riktningar går det att mäta både luftflödet och temperaturen. Tidsskillnaden mellan de två signalerna – med- och motströms – är ett mått på lufthastigheten i röret medan den medelvärdesbildade tiden det tar för signalen att gå mellan sensorerna är ett mått på temperaturen i röret.

För att kunna mäta temperaturen måste varje enhet vara kalibrerad. Sensorerna kalibreras vid en referenstemperatur och utan pålagt luftflöde. Det görs en gång för alla i fabriken. Om det medelvärdesbildade ljudet sedan går fortare i ett system innebär det att det blivit varmare (och vice versa) eftersom ljud går snabbare i varm luft än kall.

− Algoritmerna är vår styrka. Luft är ganska besvärlig när den kommer in i kanalsystem, men måste veta hur man hanterar och kompenserar för olika fenomen i sin kanal, säger Lars-Åke Matsson.

Historik

Lindab har sina rötter i Lidhult – en ort knappt fem mil nordost om Halmstad – där en tunnplåtsverkstad startade år 1956. Kort därpå flyttade verksamheten till Grevie, strax söder om den svenska tennis-metropolen Båstad. Där registrerades Lindab som företag år 1959.

Lindab Sverige levererar ventilation samt tak- och vägglösningar här i landet. Företaget ingår i koncernen Lindab International, som spänner över bolag i 32 länder och har 5 100 anställda. Lindabkoncernen har huvudkontor i Grevie.

Koncernens utveckling av ventilations-produkter sker främst i Grevie. I trakten – nordvästra Skåne – har företaget runt 800 anställda. Till detta kommer 30 svenska kontor, från Luleå till Malmö.

Därför är det också A och O att en sensorkropp monteras korrekt i ett ventilationssystem, gammalt som nytt.

Den första versionen av Ultralink är ett analysverktyg som kan mäta temperatur och luftflöde. Den går att få med display, som direkt visar lufthastighet, temperatur och flöde, eller utan display. Då går det istället att via USB koppla in en extern display.

Genom att ansluta Ultralink till en liten dator som sedan kopplar upp systemet mot ett så kallat BMS-system (building management system) går det dessutom att styra en anläggning redan idag.

− Nästa steg är att kunna styra och optimera spjäll direkt, så att man kan reglera flöden i olika delar av systemet. En sådan lösning med spjäll och motor monterad i själva sensorkroppen utvecklar vi just nu, säger Torbjörn Bruzelius.

Planen är att den ska vara klar att lanseras under detta år.

Ytterligare ett steg i utvecklingsarbetet är att ta fram enheter med trådlös uppkoppling. Med en sådan skulle en användare enkelt kunna gå runt och plocka upp informationen från ventilationssystemet i sin egen mobiltelefon eller annan trådlös enhet.

Denna artikel har tidigare publicerats i magasinet Elektronik­tidningen. För dig som jobbar i den svenska elektronik­branschen är Elektronik­tidningen gratis att prenumerera på – våra annonsörer betalar kostnaden.
Här ansöker du om prenumeration (länk).

− Jag tror däremot att det är nödvändigt med båda varianter även framöver. Det råder delade meningar om vad som är bäst i branschen och många vill ha trådbundet för att nätet ofta inte är så stabilt på byggena, förklarar Torbjörn Bruzelius.

Samtidigt kan man konstatera att den verkliga förändringen för byggbranschen redan är gjord. Med hjälp av ultraljudsteknik har mätnoggrannheten i ett ventilationssystem ökat radikalt (se faktaruta).

− Kunderna är imponerade. Vi ser ett mycket stort intresse framförallt i Sverige, Norge, Danmark och Finland. Det är också där byggbranschen kommit längst när det gäller ventilation, noggrannhet och energioptimering, så det är naturligt.

MER LÄSNING:
 
magasinet

230 elektronik­konsulter

Registrera ditt företag nu!
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik
Anne-Charlotte
Sparrvik
+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)