Dobór centrali wentylacyjnej zależy przede wszystkim od specyfiki hali przemysłowej, w której ma pracować. Należy więc określić potrzeby wentylacyjne obiektu, które wynikają m.in. z jego konstrukcji oraz prowadzonych w nim procesów technologicznych, a następnie dobrać centralę wentylacyjną o odpowiedniej wydajności, wyposażeniu oraz realizowanych funkcjach.
Dobór centrali wentylacyjnej – od czego zależy?
Dobór centrali wentylacyjnej do danego obiektu zależy od wielu czynników, ale przede wszystkim należy zwrócić uwagę na:
- jej wydajność – na rynku dostępne są urządzenia w zakresie od kilkuset do nawet stu tysięcy m³/h,
- funkcje podstawowe, które powinna realizować – wentylacja nawiewna, nawiewno-wywiewna, z odzyskiem ciepła),
- funkcje dodatkowe, które oferuje – centrala wentylacyjna może zostać rozbudowana o funkcje ogrzewania czy chłodzenia (np. ogrzewanie może być realizowane z wykorzystaniem energii elektrycznej poprzez zastosowanie nagrzewnic elektrycznych bądź z użyciem OZE w postaci pompy ciepła, a także ciepła technologicznego pozyskanego z sieci/kotłowni, zasilającego nagrzewnice wodne czy bezpośrednie wykorzystanie gazu i wbudowanie w centralę nagrzewnicy z palnikiem gazowym), kontrolę i regulację wilgotności powietrza, współpracę z systemami ppoż. lub innymi urządzeniami systemu wentylacyjnego (np. dodatkowymi wentylatorami wyciągowymi lub elementami nie wchodzącymi bezpośrednio w skład systemu wentylacyjnego – np. systemem zarządzania obiektem bądź procesem technologicznym).
Realizując dobór centrali wentylacyjnej, przy określaniu jej wydajności (nawet wstępnie) inwestor często jest zmuszony do zawężenia wyboru typu wymiennika odzysku ciepła. Wymiary urządzenia oraz jego koszty mogą niejednokrotnie zniechęcić do zakupu, np. do zastosowania wymiennika przeciwprądowego w centrali o wydajności kilkudziesięciu tyś. m³/h. W segmencie central małych i średnich natomiast dostępne są wszystkie rozwiązania odzysku ciepła, a właściwy ich wybór poparty powinien zostać analizami ekonomiczno-technicznymi. Należy zastanowić się czy lepszym rozwiązaniem będzie zakup urządzenia o niższej sprawności odzysku, ale jednocześnie niższej cenie, czy przeznaczyć większe nakłady finansowe na wysokosprawny wymiennik, który zapewni mniejsze koszty eksploatacji układu.
Ponadto, trzeba jeszcze uwzględnić wymagania danego obiektu w tym zakresie, co może wiązać się m.in. z obniżeniem sprawności odzysku ciepła w wyniku zwiększenia rozstawu lamel i przygotowania w ten sposób wymiennika do częstego i skutecznego mycia. W przypadku pracy centrali wentylacyjnej z bardzo zanieczyszczonym powietrzem (np. z gazami spawalniczymi czy przy procesach odlewniczych), mimo zastosowania filtracji czy miejscowych odciągów może dochodzić do zaklejania lamel wymiennika. W takiej sytuacji należy bezwzględnie stosować odpowiednie materiały i/lub dodatkowe powłoki ochronne (epoksydacja, anodowanie itp.).
Dobór centrali wentylacyjnej wiąże się również z określeniem wymagań technicznych w zakresie materiału z jakiego jest wykonana oraz jej wyposażenia. Inne materiały i podzespoły należy stosować w przypadku centrali wentylacyjnej obsługującej wentylację ogólną hali magazynowej, a inne w urządzeniu pracującym na potrzeby wentylacji pomieszczeń zagrożonych wybuchem czy o podwyższonych wymagań higienicznych. Z tego względu dość szczegółowo trzeba sprawdzić warunki pracy urządzeń w danym obiekcie oraz określić właściwą specyfikację uwzględniającą m.in. zewnętrzne uwarunkowania środowiskowe (np. konieczność podwyższonej odporności korozyjnej centrali).
Właściwy dobór centrali wentylacyjnej jest związany także z miejscem jej montażu. Dostępne są modele zewnętrzne najczęściej lokalizowane na dachu obiektu, a także wewnętrzne w wersji stojącej lub – w przypadku central o mniejszych wydajnościach – podwieszanej (poziomo lub rzadziej spotykanym układzie pionowym). Wybierając wariant montażu nie należy kierować się wyłącznie optymalizacją wykonania projektu czy instalacji, ale także brać pod uwagę ograniczenia danego obiektu w tym zakresie, np. możliwości obciążenia dachu, konieczności zastosowania odpowiednich elementów konstrukcyjnych umożliwiających taki montaż, dopuszczalną maksymalną wysokość hali, normy emisji hałasu do otoczenia (szczególnie w obiektach z pracą wielozmianową i w bezpośrednim sąsiedztwie budynków mieszkalnych) oraz miejscowe uwarunkowania środowiskowe.
Dodatkowo, montaż wersji stojącej można zrealizować na dwa sposoby: zblokowanie pionowe (sekcja nawiewu i wywiewu znajdują się jedna nad drugą, co ogranicza szerokość, ale zwiększa wysokość urządzenia) lub poziome (sekcje znajdują się jedna obok drugiej, co zapewnia małą wysokość kosztem szerokości).
Dobór centrali wentylacyjnej jest również związany z automatyką sterującą. Dostępne na rynku rozwiązania oferują możliwość pełnej automatyzacji pracy urządzeń i uzależnienie ich od chwilowych potrzeb, trybu pracy zakładu czy etapu produkcyjnego. Wyposażenie central w odpowiednie czujniki zapewnia nieograniczone możliwości pomiaru i stosownego reagowania w zależności od ich wskazań, co gwarantuje realizację potrzeb w zakresie wentylacji oraz parametrów powietrza wewnętrznego z zachowaniem maksymalnej oszczędności – ich praca jest automatycznie dostosowywana do bieżącego zapotrzebowania.
Zasady doboru centrali wentylacyjnej
Prawidłowy dobór centrali wentylacyjnej należy poprzedzić określeniem potrzeb wentylacyjnych hali przemysłowej, czyli ilości oraz parametrów powietrza danego obiektu. Każda centrala może pracować w pewnym przedziale wydajności, dlatego należy ją dobierać z pewnym zapasem, mając na uwadze, że np. nawet nieznaczne zabrudzenie filtrów obniży jej wydajność, czy możliwości jej przyszłej rozbudowy o dodatkowe funkcje. Istotny jest również fakt, że centrale pracujące ze 100% wydajnością są często bardziej energochłonne niż modele osiągające założone parametry przy 70–80% wydajności.
Analizując potrzeby danego obiektu należy zwrócić uwagę na występujące różnice w zapotrzebowaniu na ilość powietrza czy ciepło/chłód poszczególnych części hali, co związane jest z realizacją różnych procesów technologicznych prowadzonych w obrębie jednego obiektu. Występowanie takich różnic może wiązać się z koniecznością podziału hali na strefy i zastosowania central dla każdej z nich, zamiast jednej wspólnej dla całego obiektu. Możliwe jest również wykorzystanie jednej centralnej jednostki oraz decentralizacja nagrzewnic/chłodnic (rozmieszczenie ich jako jednostek podstrefowych), która zapewni równoległą realizację odmiennych potrzeb wydajności i parametrów dostarczanego powietrza każdej ze stref przy wspólnych kanałach magistralnych.
Dobór centrali wentylacyjnej wiąże się ponadto z wyborem odpowiedniego wymiennika odzysku ciepła. Należy zatem przeanalizować możliwości, zalety oraz wady związane z każdym z rozwiązań, a także uwzględnić sprawność odzysku czy stopień szczelności (o ile oczywiście jest to uzasadnione). Oczywiście im wyższa sprawność odzysku, tym większa moc odzyskana, a co za tym idzie – mniejsza moc potrzebna w ewentualnym dalszym procesie ogrzewania czy chłodzenia powietrza. W ofercie producentów central wentylacyjnych spotkać się można z urządzeniami wyposażonymi w różnego rodzaju wymienniki, np. spiralne, przeciwprądowe, obrotowe, glikolowe czy pompy ciepła.
Przeprowadzając dobór centrali wentylacyjnej należy również określić funkcje dodatkowe, jakie powinna ona realizować, zarówno te bieżące, jak i te planowane na przyszłość. Proces ten przeprowadza się na podstawie możliwości technicznych obiektu z uwzględnieniem rodzaju oraz parametrów mediów przyłączeniowych, a także preferencji i planów rozwojowych inwestora. Sam dobór na ogół dokonywany jest przez producentów na podstawie zebranych parametrów oraz uwag. Co ważne, centrala może zostać wyposażona w fabryczne okablowanie i automatykę. Jest to o tyle istotne, że urządzenia pozbawione fabrycznie zainstalowanej automatyki stanowią najczęściej ogromne wyzwanie dla zewnętrznych firm wykonawczych.
Czytaj też: Ogrzewanie hal produkcyjnych i magazynowych oraz wentylacja
Dobór centrali wentylacyjnej w zależności od rodzaju hali
Dobór centrali wentylacyjnej to skomplikowany proces. Podstawą jest trafne określenie celów do zrealizowania dla danego obiektu. Przykładowym błędem może być zastosowanie centrali z wysokosprawnym odzyskiem ciepła wraz z systemem dogrzewania powietrza, który w wyniku prowadzonych w obiekcie procesów „przegrzewa” się, a odzyskanego ciepła w procesie rekuperacji nie można w żaden sposób zagospodarować, przez co centrala pracuje z pominięciem odzysku ciepła z otwartym by-passem. Najistotniejsze jest zatem określenie potrzeb danego obiektu w zakresie parametrów powietrza nawiewanego (temperatura, wilgotność, stopień oczyszczenia), ale również parametrów powietrza usuwanego. Stanowi to klucz do prawidłowego doboru centrali, a później prawidłowego i przede wszystkim skutecznego działania całego systemu wentylacji.
Mając na uwadze powyższe istotne jest nawiązanie pełnej współpracy pomiędzy projektantami układów wentylacyjnych z technologami danego obiektu, ponieważ nie istnieje jedno uniwersalne rozwiązanie, które sprawdzi się w każdych warunkach, w każdej hali i w każdym procesie produkcyjnym.
Funkcje dodatkowe central wentylacyjnych
Głównym zadaniem central wentylacyjnych jest realizacja wentylacji, czyli zastąpienie zużytego, zanieczyszczonego powietrza wewnętrznego, świeżym powietrzem zewnętrznym. Proces ten może się odbywać w sposób energooszczędny, dzięki zastosowaniu urządzeń odzysku ciepła. Co jednak zrobić w przypadku, gdy parametry tak przygotowanego powietrza nie spełniają wymagań w zakresie komfortu przebywających wewnątrz ludzi czy wytycznych związanych z prowadzonym procesem technologicznym? Należy skorzystać z dodatkowych funkcji centrali umożliwiających zmianę parametrów dostarczanego powietrza. Najczęściej wykorzystuje się ogrzewanie powietrza do celów wentylacyjnych lub połączenie celów wentylacyjnych wraz z recyrkulacją powietrza w stopniu niezbędnym do celów ogrzewania powietrznego obiektu. Ogrzewanie powietrza można realizować z wykorzystaniem różnych mediów i rozwiązań.
Kolejną funkcją jest możliwość chłodzenia powietrza, którą podobnie, jak w przypadku ogrzewania również można połączyć z recyrkulacją w celu osiągnięcia lepszych efektów schłodzenia wnętrza przy niższych kosztach. Funkcję schładzania obiektu można również realizować przez wykorzystanie tzw. free coolingu – wykorzystując chłodne powietrze zewnętrzne (np. w nocy) do schłodzenia pomieszczeń. Należy zaznaczyć, że nowoczesne centrale wentylacyjne wyposażone są w automatykę, która autonomicznie wybiera najkorzystniejsze rozwiązanie w danych warunkach temperaturowych i decyduje o otwarciu obejścia wymiennika ciepła (brak odzysku) lub jego zamknięciu i realizacji procesu odzysku chłodu.
Centrale wentylacyjne oferują również funkcje zmieniające wilgotność powietrza. Te dostarczane z zewnątrz, szczególnie w okresie zimowym, jest pozbawione wilgoci, dlatego wskazane jest jego nawilżenie w celu zapewnienia komfort przebywającym w obiekcie ludziom lub spełnienia wymagań prowadzonych procesów technologicznych. Odwrotne zjawisko występuje w okresach letnich, tzn. powietrze może być zbyt wilgotne i należy je wówczas osuszyć. W przypadku procesów technologicznych wymagających bardzo czystego powietrza, np. związanych z produkcją elektroniki, powietrze należy poddać dodatkowej filtracji z wykorzystaniem filtrów tkaninowych, elektrostatycznych czy węglowych.
Publikacja artykułu: wrzesień 2023 r.
