11. fejezet – Villamos és szakági mérések, mérési dokumentáció

Egy mérési eredmény két dologtól ér valamit: attól, hogy jól mérted, és attól, hogy le is írtad – úgy, hogy más is megértse és ellenőrizze. A programkövetelmény ezt külön nevesíti: a 3. kompetencia felelősségi oszlopa szerint a szakember „felelősséget vállal a mérések hitelességéért” ([P] 8.1). Ezért ez a fejezet legalább annyit foglalkozik a műszerválasztással, a mérési hibával és a dokumentálással, mint magával a méréssel.

A fejezet a korábbiakra épít. A nyomás, a hőmérséklet és a telítési összefüggés a 2.1–2.3, a túlhevítés és az utóhűtés fogalma a 2.4, a villamos alapösszefüggések, a hálózati rendszerek, az áram-védőkapcsoló és a hurokimpedancia-határ a 9.1–9.3 pont tárgya. A tömörségi próbát, a vákuumozást és a szivárgásvizsgálatot a 15.8–15.10, a mérlegre töltést a 16.4, a légmennyiség mérését a 18.9 pont írja le részletesen – itt a műszereket és a mérés közös szabályait foglaljuk össze, és ezekre a pontokra hivatkozunk. A feszültségmentesítés a 12.7, az üzembe helyezési jegyzőkönyv a 19.2 pont témája.

11.1 Mérési alapfogalmak: méréshatár, pontosság, mérési kategória (CAT) feszültséggel együtt

Méréshatár és felbontás

A méréshatár (range) a legnagyobb érték, amelyet a műszer az adott állásban mérni tud. Kézi méréshatár-váltású műszernél a legmagasabb méréshatáron kezdesz, és onnan lépsz lejjebb: a Rabi-féle jegyzet a lakatfogóra kifejezetten ezt írja elő, a túlterhelés elkerülése érdekében ([R2] 29.1.9). A mechanikus manométernél a hatósági tananyag szerint akkor a legpontosabb a leolvasás, ha a mért érték a végkitérés kb. 2/3–3/4-e (2.1 pont).

A felbontás (resolution) a kijelzés legkisebb lépése – digitális műszernél az utolsó helyiérték. A felbontás nem azonos a pontossággal: egy két tizedesjegyet mutató műszer is lehet pontatlan. A leolvasásból eredő bizonytalanságot a felbontás határozza meg, analóg műszernél a skálaosztás és a leolvasás módja is ([S12599] 8.2.2). A védővezető-folytonosság mérésére szolgáló digitális műszernél a szabvány legalább 0,1 Ω-os felbontást ír elő ([S557-4] 4.5).

Pontosság, hiba és bizonytalanság

Egyetlen mérés sem adja vissza pontosan a valódi értéket. Hogy mekkora eltérés lehet, azt a műszer pontossága mondja meg.

A mechanikus manométerek és a mutatós villamos műszerek pontosságát pontossági osztállyal adják meg; a fogalmat a 2.1 pont definiálta (a végkitérés százalékában megadott hibahatár). A légtechnikai átvételi szabvány ugyanezt az elvet villamos műszerre mutatja be: egy 1-es osztályú ampermérő 500 mA-es méréshatár mellett ±5 mA-t tévedhet bárhol a skálán – egy 240 mA-es mérés valódi értéke tehát 235 és 245 mA között van. Minél közelebb esik a mért érték a méréshatárhoz, annál kisebb a relatív hiba, és ez az elv analóg és digitális műszerre egyaránt érvényes ([S12599] D.6.4).

A digitális műszerek pontosságát a gyártó adatlapja adja meg, sokszor két tagból: a mért érték százalékában és a kijelzés utolsó helyiértékének többszörösében. Hogy a te műszered melyik alakot használja, azt az adatlapról kell kiolvasnod – általános szám erre nincs.

a) hibahatár = 25 bar · 1 % = ±0,25 bar
   relatív hiba 9,0 bar-nál = 0,25 / 9,0 = 2,8 %
b) p_abs = 9,0 + 1 = 10,0 bar   ->  t0 = 6,6 °C
   9,75 bar abs  ->  5,8 °C;   10,25 bar abs  ->  7,4 °C
   t0 sávja: 5,8 ... 7,4 °C, azaz kb. ±0,8 K   (CoolProp)
c) 0,25 / 1,0 = 25 %

Kalibrálás és hitelesítés

A hűtőközeg-mérlegre a források eltérő kifejezést használnak: a hatósági tananyag kalibrált mérleget ír ([T] 5.2), a Rabi-féle források hitelesített mérleget (16.3 pont). Hogy a nyilvántartott töltetmennyiséghez használt mérlegnek jogszabály szerint hitelesítettnek kell-e lennie, a jegyzet forrásai nem döntik el; a biztonságos megoldás a hitelesített mérleg, és mindkét esetben a műszer érvényes igazolása kerül a jegyzőkönyvbe.

A mérési kategória (CAT)

Amikor egy hálózati feszültség alatt álló pontra mérőcsúcsot teszel, a hálózatból nemcsak az üzemi feszültség érkezhet, hanem rövid, nagy energiájú tranziens túlfeszültség is (például kapcsolásból vagy villámcsapásból), és ha a mérőcsúcs véletlenül zárlatot okoz, akkora áram indulhat, amelyet a hálózat zárlati teljesítménye enged. Minél közelebb mérsz az épület betáplálásához, annál nagyobb ez az energia. A szabvány szerint egy ilyen zárlat ívvillanást okozhat: az ionizált levegőben továbbterjedő ív forró, olvadt fémrészecskéket szór, és a kezelőt, valamint a közelben állókat is súlyosan megsebesítheti ([S1010] AA.2.3, BB.2.3).

A kategóriákat a lakatfogókra és áramszondákra vonatkozó MSZ EN IEC 61010-2-032:2022 AA melléklete írja le (a multiméterekre ugyanennek a sorozatnak a 2-033. része, az MSZ EN IEC 61010-2-033:2022 vonatkozik; ennek szövege nincs a jegyzet forrásai között).

11.1. táblázat. A mérési kategóriák ([S1010] AA.2 és AA.1. táblázat; a zárlati áram tipikus érték, a mérőzsinór és a műszer saját impedanciája nélkül).

Hová esik a klíma és a hőszivattyú? A szabvány a CAT III példái között sorolja fel a rögzített hálózathoz tartósan bekötött, helyhez kötött motort. A fix bekötésű kültéri egység, a leválasztó kapcsoló és a lakáselosztó ezért CAT III-as mérési hely. CAT IV a csatlakozási pont és az első túláramvédelmi készülék környezete; a szabvány ábrája a fogyasztásmérőt is ide sorolja. (A hazai elrendezésben a fogyasztásmérő a csatlakozó főelosztó első túláramvédelmi készüléke után, a méretlen szakaszon áll – MSZ 447:2019, 9.2 pont.) A dugaljról táplált mobil klíma hálózati áramköre CAT II.

Egy fogalmi csapda: a 9.7 pont leválasztó kapcsolóját túlfeszültség-kategóriára kell méretezni. A szabvány kifejezetten kimondja, hogy a mérési kategória nem azonos a túlfeszültség-kategóriával: az egyik a mérőműszer és a mérési hely viszonyát, a másik a berendezésbe épített szerkezetek szigetelési koordinációját írja le ([S1010] AA.1).

A kategória mindig feszültséggel együtt érvényes

A műszer mérőbemenetén a kategória mellett mindig egy feszültségérték is áll, például „CAT III 600 V” vagy „CAT IV 300 V”. A szabvány szerint ez a csatlakozók földhöz mért névleges feszültsége; a kettőt együtt kell jelölni, és egy bemeneten több kategória–feszültség pár is szerepelhet. Ezen felül az együtt használt csatlakozópár névleges feszültségét (méréshatárát) is fel kell tüntetni – ez eltérhet a földhöz mért értéktől ([S1010] 5.1.5.101, 5.1.5.102). A lakatos multiméterek hálózati feszültségmérő bemenetének és pofáinak legalább 300 V földhöz mért feszültségre és legalább CAT III-ra kell besorolva lenniük ([S1010] EE.2).

11.2 Villamos alapmérések és műszerek: multiméter, lakatfogó, szigetelés-, hurokimpedancia-, RCD-mérő

Ismétlés: a bekötés

A feszültség, az áram és az ellenállás mérése a képzés bemeneti tudása ([P] 6.5), ezért itt csak összefoglaljuk.

11.2. táblázat. Az alapmérések bekötése.

A Rabi-féle jegyzet szerint a szerelőnek a hibák behatárolásához a feszültség, az áramfelvétel, a motortekercs-ellenállás és a hőmérséklet mérésére, valamint a vezetékek folytonosságának ellenőrzésére van szüksége ([R2] 29.1.7). Ezeket a mennyiségeket egy univerzális műszer (multiméter) átkapcsolással méri ([R2] 29.1.8); hogy a te műszered mely tartományokat és mekkora pontossággal tudja, azt az adatlapja mondja meg.

A lakatfogó

A lakatfogóval a váltakozó áramot a vezeték megbontása nélkül méred: a szétnyíló pofákkal a szigetelt fázisvezetőt fogod körül, és a műszer az indukció elve alapján jelzi a benne folyó áramot ([R2] 29.1.9). Üzem közben ez az egyetlen gyakorlati módja annak, hogy a kompresszor vagy a ventilátor áramfelvételét megmérd – a mestervizsga-jegyzet a klíma hibamegállapításánál is lakatfogós árammérést ír ([K] IV/2).

A lakatfogó a pofák között átmenő összes áram eredőjét érzékeli – ugyanazon az elven, amelyen az áram-védőkapcsoló a fázis- és a nullavezető áramát együtt figyeli (9.3 pont). Ebből két gyakorlati következmény adódik:

• ha a teljes kábelt (fázis és nulla együtt) fogod be, a két ellentétes irányú áram kioltja egymást, és a műszer közelítőleg nullát mutat;
• ugyanezért a fázis és a nulla együttes befogásával a kettő különbségét láthatod – ha ez nem nulla, valahol áram folyik a védővezető vagy a föld felé.

A villamos ellenőrzés műszerei

Az érintésvédelmi ellenőrzés méréseihez a szabvány szerint az MSZ EN IEC 61557 szabványsorozat megfelelő részének megfelelő műszert kell használni; más műszer csak akkor fogadható el, ha pontossága és biztonsága legalább ezekkel azonos ([S6] 6.4.3.1).

11.3. táblázat. Az érintésvédelmi mérések műszerei és a rájuk vonatkozó főbb követelmények.

(A kategória-követelmények: [S557-2] 4.1, [S557-3] 4.1, [S557-4] 4.1. A szigetelésvizsgáló mérőzsinórjára és mérőcsúcsára külön biztonsági szabvány vonatkozik ([S557-2] 4.1) – a mérőzsinórnak is van kategóriája és feszültsége.)

Folytonosság. A védővezetők, a védőösszekötő vezetők és a megérinthető vezetőképes részek folytonosságát ellenállásméréssel kell ellenőrizni ([S6] 6.4.3.2). A klímánál ez a kültéri egység PE-kapcsa, fémháza és a fő földelősín közötti kapcsolat. A folytonosság az első, mert a többi mérés erre épül: a hurokimpedanciát csak elvégzett folytonossági vizsgálat után szabad mérni ([S6] 6.4.3.7.3).

Hurokimpedancia. A mért értéket a 9.3 pontban levezetett határral veted össze: mért értékre Z_s(m) ≤ 2 · U₀ / (3 · I_a), C16-os kismegszakítónál 0,96 Ω (9.b mintapélda). A hurokimpedancia-mérés feszültség alatt történik – a hálózatról való leválasztás kötelezettsége erre a mérésre nem vonatkozik ([S1585] 5.3.1.4.101 2. megjegyzés) –, ezért a CAT III-as műszer itt nem formaság.

Áram-védőkapcsoló. A vizsgálókészülék a kioldást előidéző hibaáramot és a kioldási időt méri. A védelem megfelelő, ha a kioldást előidéző hibaáram nem nagyobb a névleges kioldóáramnál (I_Δn); a kioldási idő mérése ajánlott, meglévő áram-védőkapcsolóra kötött bővítésnél követelmény ([S6] 6.4.3.7.1; 9.3 pont). A próbagomb ezt nem helyettesíti (9.3 pont).

A szigetelési ellenállás mérése

A szigetelésvizsgáló egyenfeszültséget kapcsol a vizsgált vezetők közé, és a rajtuk átfolyó kis áramból számítja az ellenállást. A berendezésen a mérés két része ([S6] 6.4.3.3):

• az aktív vezetők között (fázis–fázis, fázis–nulla),
• az aktív vezetők és a földelt védővezető között; ehhez az aktív vezetők egymással összeköthetők.

11.4. táblázat. A szigetelési ellenállás legkisebb értékei a berendezésben (MSZ HD 60364-6:2017, 6.1. táblázat).

A klíma és a hőszivattyú 230/400 V-os áramköre tehát 500 V-tal mérendő, a határ 1 MΩ. A szabvány a mérés feltételeit is megadja ([S6] 6.4.3.3):

• a végponti áramkörök csatlakoztatva vannak, de a fogyasztókészülékek leválasztva;
• a túlfeszültség-védelmi eszközöket (SPD) és minden olyan eszközt, amely az eredményt befolyásolná vagy a mérésben meghibásodna, a mérés előtt le kell választani; ha az SPD leválasztása nem oldható meg, a vizsgálati feszültség 250 V-ra csökkenthető, de az ellenállásnak ekkor is legalább 1 MΩ-nak kell lennie;
• a nullavezetőt a fő földelőkapocsról le kell választani; TN-C-rendszerben a PEN és az aktív vezetők között kell mérni;
• a valódi értékek általában sokkal nagyobbak a táblázat értékeinél; ha az áramkörök között szembetűnő eltérés van, az okot ki kell deríteni.

A kompresszormotor szigetelése. A szerelő a kompresszort is méri: a tekercsek és a test között (10.9 és 17.4 pont). Erre a kompresszorra érvényes általános határértéket a jegyzet forrásai nem adnak – a mérvadó a gyártói szervizdokumentáció. Összehasonlításul: a gépek villamos szerkezetére vonatkozó szabvány a táphálózati áramkör vezetői és a védő összekötő áramkör között 500 V-tal mérve legalább 1 MΩ-ot ír elő ([S60204] 18.3), a 6.1. táblázat is ennyit ad a vezetékhálózatra. A tekercsszigetelés mért értéke erősen függ a hőmérséklettől, a szennyeződéstől és a nedvességtől ([EG] 9.1.2), ezért a mérés körülményeit is jegyezd fel. A testzárlatos kompresszor tekercse és teste között gyakorlatilag 0 Ω mérhető (17.4 pont).

Követelmény (6.1. táblázat, ≤ 500 V-os áramkör): 500 V, legalább 1 MΩ
1. áramkör: 310 MΩ ≥ 1 MΩ   -> megfelel
2. áramkör: 250 MΩ ≥ 1 MΩ   -> megfelel
3. áramkör: 1,8 MΩ ≥ 1 MΩ   -> a határérték szerint megfelel

A feszültség nélküli állapot ellenőrzése

A feszültségmentesítés egyik lépése a feszültség nélküli állapot ellenőrzése. Erre kisfeszültségen a szabvány próbalámpát vagy 20 mA-nél nagyobb fogyasztású, szabványos, kétsarkú feszültségvizsgálót ír elő; a kizárólag hangjelzést adó készülék erre egyik feszültségszinten sem elegendő. Kisfeszültségen valamennyi hozzáférhető üzemi vezető között, és – ha a helyszínen földpotenciálú fémszerkezet hozzáférhető – a föld felé is ellenőrizni kell ([S1585] 6.2.4.101). A teljes eljárást a 12.7 pont írja le.

11.3 Az érintésvédelmi ellenőrzés logikája; a szerelő jogosultságának határa

Mit jelent az ellenőrzés?

A dokumentáció tehát nem utómunka, hanem az ellenőrzés része. Minden berendezést a szerelése alatt és befejezése után, a használatba vétel előtt ellenőrizni kell ([S6] 6.4.1.1); egy meglévő berendezés bővítésekor azt is, hogy az új rész nem csökkenti a meglévő biztonságát, és a meglévő sem az újét ([S6] 6.4.1.5). A klímaszerelő tipikus esete éppen ez: egy meglévő lakáselosztóból új áramkört kap a gép. A jogszabályi oldalt – a VMBSZ szerinti ellenőrzési alkalmakat – a 9.2 pont tárgyalja.

A sorrend

A műszeres vizsgálatot szemrevételezés előzi meg, általában még a feszültség alá helyezés előtt ([S6] 6.4.2.1). A szemrevételezés többek között kiterjed az áramütés elleni védelmi módra, a vezetők és a védelmi eszközök kiválasztására, a leválasztó- és kapcsolókészülékekre, a nulla- és a védővezető jelölésére, a kábelvégződésekre és csatlakozásokra, a védővezetők szerelésére és a test földelőhöz csatlakoztatására ([S6] 6.4.2.3) – amit szemmel látsz, azt nem műszerrel keresed.

11.5. táblázat. A műszeres vizsgálatok listája, ahol alkalmazhatók ([S6] 6.4.3.1). A vizsgálatok elvégzése kötelező, a felsorolás sorrendje ajánlott.

Két szabály köti a sorrendet: a hurokimpedanciát csak elvégzett folytonossági vizsgálat után szabad mérni ([S6] 6.4.3.7.3), és ha bármelyik vizsgálat nem felel meg, a javítás után nemcsak azt, hanem minden olyan korábbi vizsgálatot is meg kell ismételni, amelynek eredményét a hiba befolyásolhatta ([S6] 6.4.3.1).

Az ellenőrzés dokumentációjának tartalmaznia kell a szemrevételezés eredményeit, a vizsgált áramkörök leírását a hozzájuk tartozó védelmi eszközzel, és a vizsgálati eredményeket; az ellenőrzés során talált minden hibát el kell hárítani, mielőtt a berendezést megfelelőnek nyilvánítják. A dokumentációt a megrendelőnek át kell adni, és az ellenőrzésre jogosult szakképzett személy állítja össze és írja alá ([S6] 6.4.4).

Ki végezheti?

Az első ellenőrzést csak arra feljogosított, szakképzett személy végezheti; a szabvány szerint a minősítés követelményei nemzeti hatáskörbe tartoznak ([S6] 6.4.1.6). Itthon a VMBSZ szerinti villamos biztonsági felülvizsgálat különleges erősáramú szakképzettséget igényel (9.2 pont), és a villamos biztonsági felülvizsgálói képesítéshez legalább 128 órás képzés tartozik ([J40] 3. melléklet 2.). A kivitelező a szabványossági nyilatkozathoz az első ellenőrzésről szóló minősítő iratot a részletes mérési jegyzőkönyvvel együtt csatolja ([J40] 1.4); az ellenőrzés elvégeztetése létesítéskor és javítás után a kivitelező kötelezettsége ([J40] 1.8). A Rabi-féle példatár gépkönyv-mintája ugyanezt a gyakorlatot mutatja: az új berendezésről üzembe helyezés előtt érintésvédelmi és szabványossági felülvizsgálatot kell erre jogosult szakemberrel végeztetni ([RP]).

Az üzemeltetési szabvány szerint méréseket szakképzett vagy kioktatott személyek, illetve szakképzett személy közvetlen irányítása és felügyelete alatt képzetlen személyek végezhetnek ([S1585] 5.3.1.1). A munkát végző személyeket az MSZ 1585:2016 csoportokba sorolja (11.6. táblázat).

11.6. táblázat. A villamos munkát végző személyek csoportjai ([S1585] 4.2.101–4.2.102, saját összefoglalás).

A szabvány a 07134001-es szakképesítést név szerint nem sorolja be. A jegyzet következtetése: a szakma nem erősáramú szakképzettség; a IV/a és a IV/b alcsoport hatósági, illetve tanfolyami vizsgát kíván, ilyen vizsga nélkül tehát ezek sem illenek rá. A szabvány logikája szerint így a hűtő-, klíma- és hőszivattyú-szerelő a munka villamos veszélyeire való bizonyított kioktatás után a III. csoportnak felel meg. A tényleges besorolást – szintén a jegyzet értelmezése szerint – a munkáltató végzi; a szabvány a besorolás menetét nem írja le. Mindenki csak azt a munkát végezheti, amellyel megbízták, és csak olyan eszközzel, amelynek használatára kioktatták ([S1585] 4.2.104).

Ebből a jegyzet egy további következtetést von le – ezt a szabályt a szabvány így nem mondja ki, hanem több szabványhely együttes olvasatából adódik. A szigetelésmérésről a szabvány egyik megjegyzése feszültség alatti munkavégzésként szól, egy másik szerint feszültség nélküli állapotban végezhető (11.2 pont, [S1585] 5.3.1.4.101 1. és 3. megjegyzés); a besorolás tehát nem egyértelmű. A III. csoport feszültség alatti munkában csak a IV. csoport közvetlen felügyelete alatt vehet részt ([S1585] 4.2.102). Ha a szigetelésmérést feszültség alatti munkának tekintjük, a III. csoportba sorolt szerelő szigetelésmérésben csak IV. csoportú személy közvetlen felügyelete alatt vegyen részt. Ez a biztonság javára szigorú értelmezés.

A hatósági tananyag a hűtőberendezés üzembe helyezésének első lépéseként a hidegüzemi próbákat írja elő: előzetesen kalibrált műszerekkel el kell végezni az érintésvédelmi vizsgálatot, meg kell mérni a vezetékhálózat ellenállását, ellenőrizni kell az egyenpotenciálra hozást, és mindezt dokumentálni kell; csak ezután jöhet a forgó gépek forgásirányának, a szabályozó, működtető és védelmi berendezéseknek és a villamos fűtéseknek az ellenőrzése ([T] 4.1). A hűtéstechnikai üzembe helyezés tehát a villamos ellenőrzéssel kezdődik.

11.4 Teljesítménymérés; mintapélda mért U, I, cos φ alapján

Három út a teljesítményhez

A hatásos teljesítmény képletét a 9.1 pont adta meg: egyfázisú induktív fogyasztónál P = U · I · cos φ, szimmetrikus háromfázisú terhelésnél P = √3 · U · I · cos φ. Méréssel háromféleképpen jutsz hozzá:

1. Teljesítménymérővel (wattmérővel). Egyfázisú gépnél egyetlen wattmérő közvetlenül a hatásos teljesítményt mutatja; háromfázisú motornál a légtechnikai szabvány a kétwattmérős (Aron-) kapcsolást írja le, ahol a két műszer értékének összege P = P₁ + P₂ = √3 · U · I · cos φ ([S12599] 6.4.8, D.6.1). A szerviz gyakorlatában háromfázisú mérőbőröndöt is használnak, amely a fázisfeszültségeket, -áramokat és a fázisszöget is kijelzi ([R2] 29.1.10).
2. Feszültség- és árammérésből, ismert cos φ-vel. A cos φ-t ilyenkor az adattábláról vagy a gyártói adatlapról veszed – nem mérted, ezért az eredmény bizonytalanabb. A feszültség és az áram nagyságából a fáziseltolás nem derül ki; az indukciós motorok teljesítményfelvétele a fáziseltolás figyelembevételével, teljesítménymérővel határozható meg ([R2] 29.1.10).
3. Fogyasztásmérőről. A villamosenergia-mérőt a mérés kezdetén és végén leolvasod, és a fogyasztott energiát elosztod az idővel: P = W / t ([S12599] D.6.1).

A szabvány szerint fázisonként, az utolsó biztosító után mérsz, a mérőeszközt a gép csatlakozókapcsaihoz minél közelebb kötöd, és ügyelsz arra, hogy mágneses tér és a mérővezeték ne okozzon hibát; mérés előtt a motorvédő beállítását is ellenőrizni kell ([S12599] D.6.1, D.6.3). Frekvenciaváltós hajtásnál külön követelményekkel kell számolni ([S12599] 6.4.8) – ott a wattmérős vagy fogyasztásmérős módszer megbízhatóbb, mint a cos φ feltételezése.

a) P = U · I · cos φ = 229 · 4,3 · 0,95 = 935,5 W ≈ 0,94 kW
b) gyári: 230 · 4,5 · 0,95 = 983 W;   Q0 / EER = 3,5 / 3,6 = 0,972 kW
c) szorzatnál a relatív hibák legrosszabb esetben összeadódnak:
   1 % + 2 % = 3 %   ->   ±28 W   ->   907 ... 964 W
   (a cos φ bizonytalansága ebben NINCS benne)

a) I_átl = (6,1 + 6,4 + 6,2) / 3 = 6,23 A
   P = √3 · 400 · 6,23 · 0,90 = 3887 W ≈ 3,89 kW
b) P = W / t = 0,97 kWh / 0,25 h = 3,88 kW
c) (6,4 − 6,23) / 6,23 = 2,7 %

11.5 Szakági műszerek: szervizcsaptelep, digitális mérőcsaptelep, hőmérséklet-szondák, vákuummérő, szivárgáskereső, hűtőközeg-mérleg, légsebesség- és légmennyiségmérő

A projektvizsga tárgyi feltételei között ott vannak a villamossági mérőeszközök, a légtechnikai jellemzők mérőműszerei, a nyomáspróba, a tömörségellenőrzés, a vákuumozás és a szivárgásvizsgálat eszközei, valamint a hűtőközeg-mérlegek ([P] 10.5); a Rabi-féle példatár egy split klíma telepítésének munkaeszközei között hőmérőt, univerzális villamos mérőműszert, lakatfogót, nyomás- és vákuummérő készletet és szivárgáskereső műszert sorol fel ([RP]).

11.7. táblázat. A szakági műszerek áttekintése.

A szervizcsaptelep

A kisnyomású oldalt kék tömlővel a szívóoldalhoz, a nagynyomásút piros tömlővel a nyomóoldalhoz – vagy a nitrogénpalack reduktorához, illetve egy hűtőközeg-palackhoz – kötöd; a középső csonkra (sárga vagy fekete tömlő) a vákuumszivattyú vagy a palack kerül. A szelepek nyitásával és zárásával átszerelés nélkül hozhatod létre a szükséges kapcsolatokat. A négy- és ötszelepes változatokon vákuummérő is van; a vákuumcsatlakozó szelepének kereke sárga, a hűtőközegé fekete ([R2] 29.1.1).

Az analóg manométerek a légköri nyomáshoz viszonyított túlnyomást mutatják, a légköri alatti nyomást mínusz előjellel. A számlapon gyakran egy vagy több közeg telítési hőmérséklete is szerepel – 1 bar légköri nyomást feltételezve –, de ez a skála csak a mellette jelölt közegre érvényes ([R2] 29.1.2; 2.3 pont). A manométer anyagának meg kell felelnie a közegnek, a csatlakozásnak tömörnek kell lennie, és a mutató lengését nem a csap félig zárásával csillapítod (2.1 pont).

Digitális mérőcsaptelep és szervizműszer

A digitális nyomásmérők piezorezisztív érzékelővel dolgoznak, és – az érzékelő kialakításától függően – abszolút nyomást vagy túlnyomást mérnek (2.1 pont; [R2] 29.1.3). A szervizcélú digitális műszerbőröndök a nyomás- és hőmérséklet-érzékelők, sőt lakatfogó adatait is egy helyen gyűjtik; alkalmasak a berendezés műszeres vizsgálatára, beszabályozására és a mérés dokumentálására – táblázatban vagy az állapotjellemzők időbeli változását mutató diagramon –, a mért értékeket elmentik, és jegyzőkönyvet is készíthetsz velük. Hűtőközeg-nyilvántartást vezethetsz velük, és a töltést is dokumentálják ([RP]). A digitális kijelzés a leolvasási hibát kizárja ([RP]) – a műszer pontosságát azonban nem javítja: az a típus adatlapján szerepel.

A telítési hőmérsékletet a műszer vagy a hozzá tartozó alkalmazás a beállított közeg adataiból számítja. Keveréknél választhatsz harmat- és buborékponti kijelzés között; a mestervizsga-jegyzet szerint a harmatpont az előnyben részesített ([K] 5.5). Ebből két hibalehetőség adódik: rossz közeg van beállítva, vagy rossz ponthoz számolja a műszer a túlhevítést – a 11.e mintapélda megmutatja, mekkora a tévedés.

Hőmérséklet-szondák

A légtér hőmérsékletére az egyszerű folyadékhőmérő is jó, de a beállási ideje hosszú, és felületi hőmérséklet mérésére gyakorlatilag alkalmatlan. A szervizmunkához a cserélhető szondás, digitális kijelzésű elektronikus hőmérők valók; érzékelőjük általában kisméretű NTC-termisztor, amelynek ellenállása a hőmérséklet növekedésével csökken. A gyárilag beépített üzemi érzékelők többnyire PTC ellenálláshőmérők ([R2] 29.1.5). A csőfelület hőmérsékletére a tapintóhőmérő a legalkalmasabb; a precíz hőmérsékletmérés különösen ott fontos, ahol kis hőfokkülönbségek számítanak, például a túlhevítés beállításánál ([R2] 29.1.6).

Légsebesség, légmennyiség, páratartalom

A légsebességet szárnykerekes vagy hődrótos anemométerrel, Prandtl-csővel vagy nyomáskülönbség-mérővel méred ([K] II); a módszereket, a hálós mérést és a beszabályozást a 18.9 pont tárgyalja. Egy fontos korlát a beltéri egységek és a befúvók mérésénél: a szabvány szerint a befúvó elemeknél a sebességeloszlás annyira egyenetlen, hogy a légmennyiség hálós méréssel nem határozható meg (egyszerű fúvókánál igen). Ilyenkor a gyártó által kalibrált mérőegység, a gyártói nyomásesés-jelleggörbe vagy a gyártó által megadott effektív felület és mérési hely ad megbízható eredményt ([S12599] D.1.5). A páratartalom mérésére a pszichrométer bevált, pontos eszköz; az egyszerű elektronikus mérők pontosságát a levegő szennyezettsége rontja ([R2] 29.1.11).

11.6 Mintapéldák: túlhevítés és utóhűtés mérése, levegőoldali hőmérséklet-különbség

Mikor és hol mérsz?

A hűtőköri adatok csak állandósult üzemállapotban értelmezhetők. A mestervizsga-jegyzet szerint a klímaberendezésben a bekapcsolás után kb. 15 perccel alakulnak ki az üzemi nyomások és hőmérsékletek ([K] IV/2; 17.2 pont). A döntő jel azonban nem az óra, hanem maga a mérés: amíg a nyomások és a hőmérsékletek vándorolnak, a gép nem állandósult, és a leolvasott érték nem jegyzőkönyvbe való.

A mérés menetét a 2.4 pont adta meg: nyomás, átváltás abszolút nyomásra, telítési hőmérséklet (zeotrop keveréknél a túlhevítéshez a harmat-, az utóhűtéshez a buborékpont), csőhőmérséklet, kivonás a helyes irányban. A következő mintapéldák azt mutatják meg, hol csúszhat el ez a gyakorlatban.

a) p0 = 9,2 + 1 = 10,2 bar abs:  harmatpont 10,8 °C  (buborékpont 9,3 °C)
   túlhevítés = 16,0 − 10,8 = 5,2 K
   pc = 26,0 + 1 = 27,0 bar abs: buborékpont 46,5 °C (harmatpont 48,0 °C)
   utóhűtés = 46,5 − 41,0 = 5,5 K
b) buborékponthoz számolt "túlhevítés": 16,0 − 9,3 = 6,7 K
   harmatponthoz számolt "utóhűtés":    48,0 − 41,0 = 7,0 K
c) R-32-vel: t0 = 7,3 °C -> "túlhevítés" 8,7 K
             tc = 43,6 °C -> "utóhűtés"  2,6 K

a) Δt = 26,5 − 14,5 = 12,0 K   > 8 K   -> a gyári adat szerint normális
   kifújt levegő 14,5 °C: a gyári 12–16 °C-os sávban
b) A = 0,62 · 0,075 = 0,0465 m²
   V = A · v = 0,0465 · 3,6 = 0,167 m³/s  (≈ 603 m³/h)
   m = ρ · V = 1,2 · 0,1674 = 0,201 kg/s
   Q_érz = m · c · Δt = 0,201 · 1,0 · 12,0 = 2,41 kW

Vízoldali mérés hőszivattyún

Levegő-víz hőszivattyúnál a leadott hőt a vízoldalon méred: a térfogatáramot (a gép kijelzőjéről vagy átfolyásmérővel) és az előremenő és a visszatérő víz hőmérsékletét (20.14. ábra). Itt a hőmérséklet-különbség kicsi, ezért a hőmérők pontossága döntő.

a) m = 1200 / 3600 = 0,333 kg/s
   Q = m · c · Δt = 0,333 · 4,19 · 5,0 = 6,98 kW
   COP = Q / P = 6,98 / 2,10 = 3,33
b) különbségnél az abszolút hibák legrosszabb esetben összeadódnak:
   ±0,3 K szondánként -> Δt = 5,0 ± 0,6 K (±12 %)
      Q = 6,15 ... 7,82 kW   ->  COP = 2,93 ... 3,72
   ±0,1 K szondánként -> Δt = 5,0 ± 0,2 K (±4 %)
      Q = 6,70 ... 7,26 kW   ->  COP = 3,19 ... 3,46

11.7 A mérési jegyzőkönyv felépítése és kitöltése

Mire való?

A jegyzőkönyv több helyen kötelező: a villamos berendezés ellenőrzésének része a dokumentáció ([S6] 6.3.1, 6.4.4), a kivitelező a szabványossági nyilatkozathoz mérési jegyzőkönyveket csatol ([J40] 1.4), a tömörségvizsgálatról bizonylat, a vákuumozásról és a feltöltésről jegyzőkönyv készül ([K] 8), a próbaüzem alatt üzemeltetési naplót kell vezetni a mért és ellenőrzött adatokkal, a rendellenességekkel és a javításokkal ([T] 4.7, 4.9). A munkalappal és a munkavégzés dokumentálásának általános követelményeivel a 12.8, az üzembe helyezési jegyzőkönyvvel a 19.2, a klímagáz-adatbázis jegyzőkönyveivel a 19.3 pont foglalkozik.

A rovatok

11.8. táblázat. A mérési jegyzőkönyv rovatcsoportjai és forrásaik.

Kitöltött minta

A 11.8. táblázat rovatait a 11.c és a 11.f mintapélda gépének üzembe helyezési mérésén mutatjuk be. A gyári összehasonlító adatok a mestervizsga-jegyzetből valók ([K] IV/2); a nevek, számok és helyszínek a tanuláshoz kitalált minta adatai.

11.9. táblázat. Mérési jegyzőkönyv – MINTA (a 3,5 kW-os, R-410A-s split klíma üzembe helyezési mérése).

(Saját számítás; R-410A telítési adat: CoolProp 8.0.0. A forrás a 9–12 bar-os nyomástartomány mellett 7–13 °C-os t₀-tartományt is megad; R-410A harmatpontjára számolva 9 bar túlnyomáshoz kb. 7 °C, 12 bar-hoz viszont kb. 16 °C tartozik, ezért a mintában csak a nyomástartományt használjuk – lásd 17.3 pont.)

Figyeld meg a mintán: minden szám mellett mértékegység áll; a nem mért adat „nem mérhető” bejegyzést kapott; a cos φ forrása meg van jelölve; a túlhevítésnél – mivel a forrás erre nem ad tartományt – nem egy „szokásos” szám, hanem a gyártói adat az összehasonlítás alapja; és az érintésvédelmi rész nem a szerelő minősítése, hanem a felülvizsgáló iratára való hivatkozás.

11.8 Gyakorlat: mérés és jegyzőkönyv

Összefoglalás

• A mérés értéke a pontosságon múlik. A pontossági osztály a végkitérés százalékában adott, a skála minden pontján azonos abszolút hiba – ezért kis kitérésnél nagy a relatív hiba. A műszer bizonytalanságát a gyártó adja meg; a műszert használat előtt ellenőrizni, rendszeresen kalibrálni kell.
• A mérési kategória a mérési hely és a hálózat energiája szerinti besorolás: CAT II a dugaszolóaljzat, CAT III az épület elosztó része (a fix bekötésű klíma is), CAT IV a betáplálás környezete (a szabvány példája: a főbiztosító előtti eszközök). A kategória mindig a földhöz mért feszültséggel együtt érvényes, és egyik pár sem helyettesít egy másikat.
• A lakatfogó a pofák közötti áramok eredőjét méri: egyetlen vezetőt fogj be. Az érintésvédelmi mérések műszerei az MSZ EN IEC 61557 sorozat szerintiek: a folytonosságmérő legalább 0,2 A-rel, 4–24 V-tal mér; a szigetelésvizsgáló egyenfeszültséggel, legalább 1 mA névleges árammal.
• A 230/400 V-os áramkörök szigetelési ellenállását 500 V-tal mérjük, a határ 1 MΩ; a fogyasztókészülékeket és az SPD-t leválasztva, a nullát a fő földelőkapocsról lekötve. Hogy a szigetelésmérés feszültség alatti munkának minősül-e, az MSZ 1585 megjegyzéseiből nem egyértelmű; a jegyzet a biztonság javára annak tekinti. A mérés tönkreteheti az elektronikát.
• Az ellenőrzés szemrevételezésből, műszeres vizsgálatból és dokumentációból áll. A vizsgálatok kötelezők, sorrendjük ajánlott; a folytonosság a hurokimpedancia előtt kötelező, hiba után a befolyásolt vizsgálatok ismétlendők.
• Az első ellenőrzést és a minősítő iratot jogosult felülvizsgáló adja. A szerelő a saját munkájához mér és jegyzőkönyvez. Az MSZ 1585 a szakmát név szerint nem sorolja be; a jegyzet következtetése szerint a szerelő jellemzően III. csoportú, és feszültség alatti munkában – a jegyzet szigorú értelmezésében szigetelésmérésben is – csak IV. csoportú személy közvetlen felügyelete alatt vehet részt.
• Teljesítményt wattmérővel (háromfázisúnál két wattmérővel), feszültség- és árammérésből ismert cos φ-vel, vagy fogyasztásmérőről mérhetsz. A szakági műszerek közül a szervizmanométer vákuumra alkalmatlan, a digitális műszer pedig csak a helyesen beállított közeggel és telítési ponttal számol jól.
• A mérési jegyzőkönyv rögzíti a helyet, időt, végzőt, műszereket, körülményeket, a mért és számított értékeket mértékegységgel, az összehasonlítás alapját, a bizonytalanságot és az értékelést – és csak mért értéket.

Ellenőrző kérdések

1. Egy 16 bar végkitérésű, 1,6-os osztályú és egy 40 bar végkitérésű, 1-es osztályú manométer közül melyikkel mérnéd a 6 bar körüli szívóoldali nyomást? Számolj!
2. Hová sorolnád a mérési kategória szerint a fogyasztói elosztó kismegszakítójának kimenetét, egy fali dugaljat és az épület csatlakozási pontját? Mi a különbség a három hely között?
3. Egy kolléga azt mondja, hogy a nagyobb CAT-számú műszer „mindenhol jobb”. Mit válaszolsz neki, és milyen jelölést nézel meg még a műszeren?
4. Egy új klíma-végáramkör szigetelési ellenállása 1,6 MΩ, a szomszédos áramköröké több száz MΩ. Megfelel? Mit teszel, és mit írsz a jegyzőkönyvbe?
5. Miért kell a folytonossági vizsgálatot a hurokimpedancia-mérés előtt elvégezni? Mi történik a sorrenddel, ha a szigetelésmérésnél hibát találsz és kijavítod?
6. Egy R-454B-s gépen a digitális mérőcsaptelep 9 K túlhevítést mutat. Milyen beállításokat ellenőrzöl, mielőtt a töltethez nyúlnál?
7. Egy hőszivattyú mért COP-ja 3,1, a gyártó 3,4-et ígér. Milyen mérési adatokra van szükséged ahhoz, hogy ebből következtetést vonj le?
8. Mi a különbség a szerelő mérési jegyzőkönyve és a felülvizsgáló minősítő irata között? Ki írja alá az egyiket és a másikat?

Tudáspróba

1. Milyen mérési kategóriájú helyen mérsz, amikor egy fix bekötésű kültéri egység kapocslécén ellenőrzöd a feszültséget?

• a) CAT II, mert a gép csak egy fogyasztó
• b) CAT IV, mert a hálózati feszültséget közvetlenül a gép kapcsain méred
• c) CAT III, mert tartósan bekötött, helyhez kötött gépen mérsz
• d) nincs kategóriája, mert a gépnek saját leválasztója van

2. Mit jelent a „CAT III 300 V” jelölésben a 300 V?

• a) a mérőcsatlakozók földhöz mért névleges feszültségét
• b) a műszer legnagyobb mérhető áramát voltban kifejezve
• c) a tranziens túlfeszültség csúcsértékét, amit a műszer kibír
• d) a csatlakozópár közötti legkisebb mérhető feszültséget

3. Mekkora vizsgálófeszültséggel kell mérni egy 230/400 V-os klíma-végáramkör szigetelési ellenállását, és mekkora a legkisebb megengedett érték?

• a) 250 V és 0,5 MΩ
• b) 1000 V és 1 MΩ
• c) 230 V és 2 MΩ
• d) 500 V és 1 MΩ

4. Mekkora legalább a védővezető-folytonosság mérésére szolgáló műszer mérőárama az MSZ EN IEC 61557-4 szerint?

• a) 20 mA
• b) 0,2 A
• c) 10 A
• d) 1 mA

5. Mit mutat a lakatfogó, ha egy egyfázisú gép tápkábelét a fázis- és a nullavezetővel együtt fogod be?

• a) ép áramkörben közelítőleg nullát
• b) a gép áramfelvételének kétszeresét
• c) a hurokimpedanciát
• d) a fázis és a nulla közötti feszültséget

6. Miért nem alkalmas a szervizcsaptelep analóg manométere a vákuumozás ellenőrzésére?

• a) mert a vákuum a Bourdon-csövet maradandóan deformálja
• b) mert csak a nyomóoldalon szabad használni
• c) mert a skálája nem mutatja a mbar nagyságrendű abszolút nyomásokat
• d) mert a vákuum mélységét csak a hűtőközeg betöltése után lehet megmérni

7. Egy 1-es pontossági osztályú, 16 bar végkitérésű manométer mekkora hibahatárral mér a skála közepén?

• a) ±0,08 bar
• b) ±1 bar
• c) a mért érték ±1 %-ával
• d) ±0,16 bar

8. Melyik tétel része az MSZ EN 12599 szerint a funkcionális mérések jegyzőkönyvének?

• a) a műszer vételára
• b) a mérési eredmények bizonytalansága
• c) a szerelő szakképesítésének száma
• d) a gép garanciális ideje

(Megoldások: B. függelék.)

A fejezet forrásai