Актуални решения за вентилация в индустрията

Индустриалната вентилация е метод за контрол на количеството въздушнопреносими токсични химикали или възпламеними изпарения, извеждането им далеч от работната среда и замяната на въздуха в помещенията с чист въздух. Това е един от вариантите за контролиране излагането на работниците на различните замърсители на въздуха на работното място. Алтернативите включват промени в процесите, промени в работната практика, замяна с по-малко токсични химикали или изцяло спиране на употребата на токсични химикали. Индустриална вентилация обикновено се прилага за отстраняване на заваръчен дим, изпарения на разтворители, маслени изпарения или прах от работното място.

Спомагателните процеси в индустриалните енергийни системи като ОВК системите изискват ефективно управление, тъй като са свързани както с енергийните разходи и кондиционирането на вътрешния въздух, така и със здравословното състояние на обитателите. Отоплението, охлаждането и вентилацията на производствените помещения представлява голяма част от общото промишлено енергопотребление. Лошите условия на средата в затворените помещения води и до значителни разходи за здравеопазване, администрация, както и до загуба на производителност у персонала.

Движението на въздуха във вентилационната система не само охлажда работната среда и я прави по-комфортна, но и помага при контрола на вредни вещества във въздуха и свеждането им до приемливи нива. Индустриалната вентилация може да предотврати пожари и експлозии, да контролира температурата, влажността и неприятните миризми. Редица научни изследвания показват, че поддържането на температурите близо до зоната на комфорта (21,7 °C) и осигуряването на по-интензивна вентилация може да повиши работната ефективност на служителите. Балансирането на въздушния поток към различни участъци на сградата може да помогне при поддържането на желаните температури.

Инсталирането и поддръжката на вентилационни системи в сградите може да гарантира, че желаните нива на вентилация се запазват. За да е възможно изграждането на адекватна спрямо потребностите вентилационна система, е необходим внимателен подбор на компоненти, както и на средства за измервания и поддръжка.

Съществуват значителни ползи от увеличаването на нивата на вентилация над минималните стойности, определени в промишлените стандарти и кодекси. Примери за такава стратегия са: използването на смукателна вентилация при локални източници на замърсители на въздуха и генератори на влага в помещенията, например в кухни и бани; повишаване на нивата на вентилация с цел отстраняване на замърсителите на въздуха при боядисване и миене на пода; отклоняване на източника на външен въздух за механичните вентилационни системи от източници на замърсители като санитарни вентилационни отвори, горивни дюзи, кофи за боклук и т.н.; добавяне на изсушителни системи.

Видове промишлени вентилатори
Широкият набор от индустриални вентилационни устройства включва както преносими вентилатори, така и големи, статични вентилатори в промишлени размери и изпълнение. Има два основни вида вентилатори – осови/витлови и тръбни (канални). Осовите вентилатори генерират въздушен поток, който е успореден или перпендикулярен на оста, на която е монтирана перката/витлото. Витловите вентилатори се използват при ниско статично налягане за приложения, изискващи преминаването на големи количества въздух през вентилационната система. При тръбните вентилатори перката е монтирана в цилиндрична тръба или “канал”. Тази форма позволява на този вид вентилатори да работят при по-високи статични налягания от витловите вентилатори.
Друг вид устройство за вентилация са центробежните вентилатори, при които въздушният поток е перпендикулярен на оста, на която е монтирано витлото. Има четири различни вида центробежни вентилатори, които се различават отношение на посоката на въртене. При първия вид върховете на перките са изкривени напред, по посоката на въртене. Такива вентилатори се използват в лекотоварни изпускателни системи. При втория вид върховете на перките са изкривени обратно на посоката на въртене. Този тип вентилатори се използват в промишлени дейности с високи натоварвания. При третия тип перките са радиални, прави и в известна степен самопочистващи се. Те са полезни за употреба в помещения с наличие на мазни изпарения във въздуха.

Четвъртият тип са центробежни вентилатори, при които генерираният от работните колела въздух се задържа в квадратен контейнер, след което се изпуска аксиално. Използват се за приложения, където изпусканият въздух трябва да се насочва далеч от вентилатора.

Приложение на индустриалните вентилатори
Индустриалните вентилатори се използват за редица промишлени приложения, включително във фабрики, складове и други индустриални обекти. Определянето на подходящия вид вентилатори за дадена специфична работна среда зависи от различни фактори: какъв тип енергия се използва в съоръжението, дали вентилаторите трябва да са преносими или стационарни и др. Мениджърите на различните съоръжения определят средната температура на въздуха в зоните, в които трябва да бъдат разположени вентилатори. Трябва да бъде предвидено и наличието на опасни газове и изпарения във въздуха, както и дали вентилаторите ще работят в област, която често се почиства с вода под високо налягане.
Индустриалните вентилатори обикновено са големи и стационарни. Производствените съоръжения най-често работят с комбинация от няколко вида вентилатори, включително:
• осови изпускателни вентилатори, задвижвани с ремък. Те насочват въздушната струя нагоре и се монтират на покривите. Използват се за цялостна вентилация в промишлени и търговски сгради като складове, производствени съоръжения, леярни и лаборатории.
• изпускателни вентилатори, задвижвани с ремък, които се монтират на стена. Те работят с големи обеми въздух при ниски статични налягания.
• покрити покривни вентилатори за приложения, които изискват гравитационна (естествена) вентилация. Те могат да се използват съвместно с изпускателни, смукателни и реверсивни вентилатори.
• външни покрития за вентилатори (чадъри), които се монтират на изпускателни и витлови вентилатори, за да предпазят отвора от дъжд, сняг и боклук.
• аварийни изпускателни вентилатори за дим, които отвеждат замърсителите навън от промишлените и търговски сгради.
• индустриални изпускателни вентилатори с директно задвижване. Те се използват за задвижване на големи количества въздух при по-високо статично налягане в заводи, леярни и други промишлени сгради.
• центробежни изпускателни вентилатори, които задвижват въздушната струя надолу. Те осигуряват непрекъсната работа, чрез която се покриват изискванията за чист от отработени газове въздух в много промишлени и търговски сгради.

Вентилация според нуждата
Индустриалната вентилация се прилага навсякъде, където е възможно образуването на прах, дим или мъгла като при дървообработването, металообработването, преработката на хранителни продукти и фармацевтичната промишленост. Системите са проектирани по начин, който позволява вентилацията да се осъществява едновременно от всички инсталирани машини в съоръжението, като съответно за това се избира и подходящият размер мотор на вентилатора. Въпреки това, данни от редица проучвания сочат, че обикновено по-малко от 50% от машините в съоръженията работят постоянно, следователно 50% от машините не генерират прах (изпарения, мъгла).

Т. нар. вентилационна закономерност (Fan Law; Affinity Law) показва как да се постигнат високи икономии на електроенергия и каква е ползата от тях. Според този физичен принцип с намаляване на въздушния поток с 50%, което може да се постигне чрез автоматично затваряне на клапите на неработещото оборудване, моторът на вентилатора ще консумира само 12,5% от електроенергията, необходима когато вентилацията е активна навсякъде (което е икономия на енергия в размер на 87,5%).

Съществуват и известни пречки пред този прост подход: ако през системата въздуховоди се транспортира прах или друг замърсител, то тогава следва да се поддържа определена минимална скорост на въздуха, който преминава през тръбите, за да се предотврати наслояването на прах. Също така трябва да се поддържа и минимално отрицателно налягане, за да се преодолеят загубите на налягане във въздуховодите.

Когато изходите на вентилационната система към изключеното оборудване са затворени, обемът на въздуха и впоследствие скоростта на въздуха падат, в резултат на което е възможно наслояването на прах. Една система за вентилация според потребностите решава този проблем с помощта на PLC контролер, който изчислява необходимите за правилното функциониране на системата въздух и отрицателно налягане според данните, събрани от сензорите, и регулира оборотите на вентилатора съобразно тази информация.

Охлаждащи конвектори
Вентилацията в индустриални сгради и промишлени съоръжения се проектира с цел осигуряване на контролирана среда за хората и дейностите, които те извършват. Тъй като условията на средата са динамични и се променят непрекъснато, то следва и системата, която отговаря за поддържането на тази среда, да бъде по-ефективна и да осигурява непрекъснат контрол.

Охлаждащите конвектори са алтернатива на конвенционалните системи с променлив дебит на въздуха (VAV – Variable Air Volume), чрез която се разделят процесите на вентилация и изсушаване на въздуха. Тези системи се състоят от медни тръби и алуминиеви перки, които се помещават в ламаринен корпус, най-често разположен на нивото на тавана. Охлаждащите конвектори се предлагат в три варианта: пасивни, активни и интегрирани/за комплексни услуги. Разликата между пасивните и активните охлаждащи конвектори е в начина, по който въздушният поток се движи в системата.
Интегрираните охлаждащи конвектори са комплексни системи, включващи и осветление, говорители, спринклерни отвори, кабелни канали и т. н. Охлаждащите конвектори намират приложение в много различни индустриални съоръжения и други сектори, като търговски офиси, образователни институции, здравни заведения, хотели.