Jak dobrać ilość powietrza w hali produkcyjnej i magazynie?

Dobór wentylacji hali często zaczyna się od pytania: „ile wymian powietrza przyjąć?”. To pytanie bywa postawione zbyt wcześnie. W nowoczesnym projekcie najpierw ustalamy co ma zostać usunięte z powietrza albo jaki parametr ma być utrzymany, a dopiero później wynik można przeliczyć na wymiany na godzinę.

Pięć bilansów, które trzeba sprawdzić

W hali produkcyjnej lub magazynowej sprawdzamy równolegle kilka warunków. Wymagany strumień powietrza może wynikać z:

• liczby pracowników i wymaganej jakości powietrza,
• emisji pyłów, gazów, par i zapachów,
• zysków ciepła od maszyn, ludzi i procesu,
• produkcji wilgoci,
• potrzeby utrzymania określonego ciśnienia pomiędzy strefami.

Do projektu przyjmuje się przepływ spełniający najbardziej wymagający warunek, z uwzględnieniem pracy odciągów miejscowych i sposobu nawiewu kompensacyjnego.

1. Ludzie

Jeżeli hala nie ma istotnych emisji technologicznych, o wymaganej jakości powietrza decydują przede wszystkim użytkownicy i sam budynek. Dla takich przypadków pomocne są kryteria środowiska wewnętrznego z serii PN-EN 16798. Nie należy jednak przenosić tych metod bezpośrednio na procesy przemysłowe, w których dominują emisje technologiczne.

2. Emisje procesu

To najważniejszy element w wielu zakładach. Jeżeli znane jest źródło emisji i dopuszczalne stężenie, można wyznaczyć potrzebny strumień rozcieńczający. Jeszcze lepszym rozwiązaniem jest zwykle przechwycenie emisji przy źródle. WT wymagają odciągów miejscowych współpracujących z wentylacją ogólną przy miejscowej emisji substancji szkodliwych lub uciążliwych zapachów.

Przykłady: stanowiska spawalnicze, odciągi procesowe, opary rozpuszczalników, pyły, spaliny silników, opary z wanien technologicznych.

3. Ciepło

W hali z dużymi zyskami technologicznymi wentylacja może być potrzebna przede wszystkim do odprowadzenia nadmiaru ciepła. Wtedy analizujemy moc wydzielaną przez maszyny, ludzi, oświetlenie i proces oraz różnicę temperatur pomiędzy powietrzem wywiewanym i nawiewanym.

Jeżeli wentylacja ma być jednocześnie systemem chłodzenia, sam przepływ może stać się bardzo duży. Wtedy warto porównać wentylację z chłodzeniem mechanicznym albo rozwiązaniem typu rooftop.

4. Wilgoć

Procesy mycia, suszenia, produkcja spożywcza, duża liczba ludzi czy mokre technologie mogą wymagać przepływu wynikającego z bilansu wilgoci. Niewystarczająca wentylacja prowadzi do kondensacji, korozji, problemów z przegrodami i komfortem pracowników.

5. Bilans ciśnienia

Każdy wyciąg musi mieć skąd pobrać powietrze. Jeżeli z hali usuwamy 10 000 m³/h, a nie projektujemy nawiewu kompensacyjnego, brakujący strumień napłynie przez bramy, nieszczelności i sąsiednie pomieszczenia. Zimą oznacza to przeciągi i ogromne straty ciepła, a w obiekcie technologicznym także niekontrolowany kierunek przepływu zanieczyszczeń.

Magazyn to nie zawsze „duża wentylacja”

Magazyn bez stałej obsługi i bez procesu emitującego zanieczyszczenia może wymagać relatywnie małej ilości świeżego powietrza mimo bardzo dużej kubatury. Najważniejsze mogą być wtedy:

• warunki dla składowanych produktów,
• ładowanie baterii i wydzielone strefy techniczne,
• praca wózków spalinowych, jeśli występują,
• bramy i doki,
• stratyfikacja temperatury.

Dlatego w magazynie często inwestycyjnie najważniejsze są nagrzewnice, destratyfikacja i ograniczenie strat przez bramy, a nie bardzo duża centrala wentylacyjna.

Kiedy komora mieszania?

Dla „czystej” hali produkcyjnej lub magazynu z umiarkowaną potrzebą świeżego powietrza atrakcyjny jest układ nagrzewnica + komora mieszania + sterowany wyciąg. Powietrze świeże miesza się z powietrzem obiegowym, dzięki czemu nie ogrzewamy przez cały czas 100% strumienia od temperatury zewnętrznej.

Zobacz: FLOWAIR LEO + KM i SONNIGER z komorą mieszania.

Kiedy odzysk ciepła?

Jeżeli duży udział świeżego powietrza jest wymagany przez wiele godzin dziennie, koszt jego ogrzewania zaczyna dominować. Wtedy warto porównać komorę mieszania z jednostką odzysku ciepła albo centralą. W referencyjnych analizach hal przemysłowych widać, że gdy straty wentylacyjne stanowią dużą część całkowitego zapotrzebowania, decentralny lub centralny odzysk ciepła może być korzystniejszy od samej recyrkulacji.

Kiedy pełna centrala?

Centrala wentylacyjna jest właściwym kierunkiem, gdy potrzebujemy precyzyjnej filtracji, kilku stopni obróbki powietrza, chłodzenia, osuszania/nawilżania, kontroli ciśnień albo rozprowadzenia powietrza do wielu stref. Dotyczy to szczególnie produkcji o podwyższonych wymaganiach higienicznych lub technologicznych.

Co z recyrkulacją?

W pomieszczeniach pracy recyrkulacja wymaga co najmniej 10% powietrza świeżego w całkowitym strumieniu, ale to nie oznacza, że 10% zawsze wystarczy. Rzeczywista ilość zewnętrzna wynika z potrzeb ludzi i procesu. Recyrkulacja jest też wykluczona w szeregu sytuacji związanych z toksycznością, uciążliwymi zapachami, ryzykiem nagłego wzrostu stężenia lub wybuchem.

Prosty algorytm doboru

1. Określ funkcję każdej strefy hali.
2. Zbierz liczbę ludzi i harmonogram pracy.
3. Zidentyfikuj wszystkie emisje i odciągi miejscowe.
4. Policz bilans ciepła i wilgoci.
5. Określ wymagany kierunek przepływu między strefami.
6. Wyznacz nawiew kompensacyjny do wyciągów.
7. Porównaj strumienie wynikające z poszczególnych kryteriów.
8. Dobierz technologię odzysku/recyrkulacji i ogrzewania.
9. Sprawdź zasięg nawiewu, hałas i komfort stanowisk pracy.
10. Przewidź automatykę dla pracy częściowej, nocnej i awaryjnej.

Więcej praktycznych rozwiązań pokazujemy na stronie wentylacja i ogrzewanie hal produkcyjnych i magazynowych.

Podstawa prawna

Kluczowe są Warunki Techniczne oraz ogólne przepisy BHP. W budynkach, w których o środowisku wewnętrznym decydują przede wszystkim użytkownicy, stosuje się także właściwe normy z serii PN-EN 16798.

Praktyczne rozwinięcie: wydajność, koszty i odciągi technologiczne

Po ustaleniu niezbędnego strumienia powietrza warto porównać zakres kosztów instalacji dla hal o różnej powierzchni, odciągi miejscowe w hali produkcyjnej oraz wentylację magazynu wysokiego składowania.