Do wzięcia pełen numer Ryneku Instalacyjnego 7-8/2016

POBIERZ BEZPŁATNIE - wystarczy Założyć konto 

Instalacje HVAC laboratoriów chemicznych – wyposażenie techniczne. Wentylacja ogólna.

HVAC installations in chemical laboratories – technical equipment. General ventilation
Instalacje HVAC laboratoriów chemicznych – wyposażenie techniczne. Wentylacja ogólna.
Instalacje HVAC laboratoriów chemicznych – wyposażenie techniczne. Wentylacja ogólna.
arch. redakcji

Pomieszczenia laboratoriów chemicznych są zazwyczaj wyposażone w dwa typy wentylacji: ogólną i technologiczną. Kluczową kwestią projektową jest właściwa konfiguracja obydwu typów wentylacji oraz dobór urządzeń i elementów w celu zapewnienia odpowiednich parametrów powietrza i kierunku przepływu oraz oszczędnej i bezpiecznej eksploatacji.

Pomieszczenia laboratoriów chemicznych są zazwyczaj wyposażone w dwa typy wentylacji: wentylację ogólną oraz technologiczną (procesową).

Pierwszy rodzaj odpowiada za dostarczanie świeżego powietrza dla personelu oraz rozcieńczanie (usuwanie) zanieczyszczeń powstających podczas pracy laboratorium z uwzględnieniem komfortu (zapewnienie odpowiedniej prędkości i jakości powietrza w strefie przebywania ludzi, często również regulacja temperatury).

Drugi typ wentylacji ma za zadanie nie dopuścić do rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń poza obręb źródła ich emisji, co pozwala na ograniczenie strumienia powietrza wentylacji ogólnej.

Kluczową kwestią projektową jest właściwa konfiguracja obu rodzajów wentylacji w celu zapewnienia właściwych parametrów powietrza i odpowiedniego ukierunkowania przepływu, ale również prawidłowa regulacja pracy urządzeń w celu zmniejszenia zużycia energii [10] przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa ich użytkowania. Żeby osiągnąć założony cel, szczególną uwagę należy zwrócić na dobór poszczególnych elementów wyposażenia technicznego laboratoriów (przewody, armatura, urządzenia, ich parametry itp.).

 

W kolejnych punktach artykułu przedstawiono przegląd najpopularniejszych rozwiązań technicznych składowych systemu wentylacyjnego laboratoriów chemicznych.

 

Wentylacja ogólna

Wentylacja ogólna pomieszczenia laboratoryjnego powinna zostać zaprojektowana jako instalacja mechaniczna nawiewno-wywiewna, ponieważ wentylacja naturalna nie zapewnia wymaganego przepływu powietrza w każdych warunkach atmosferycznych, a także wiąże się z dużymi kosztami eksploatacyjnymi (brak kontroli, odzysku ciepła) i brakiem możliwości regulacji temperatury w obsługiwanym pomieszczeniu.

Instalacja kanałowa

Materiały stosowane do budowy instalacji wentylacji w laboratoriach chemicznych powinny charakteryzować się odpornością na różne czynniki, z którymi mogą mieć styczność, w zależności od przeznaczenia pomieszczenia. Wśród nich można wymienić: substancje chemiczne, pyły, temperaturę, wysoką wilgotność i promieniowanie UV.

Tworzywa sztuczne, takie jak PVC, PP, PE, są dobrymi materiałami chemoodpornymi, często stosowanymi w laboratoriach [21]. Podstawowymi ich własnościami są: dobra odporność chemiczna, długa żywotność, brak odporności na promieniowanie UV oraz łatwość montażu wynikająca z ich niskiej wagi. Dodatkowo PVC charakteryzuje się trudnozapalnością, PP wysoką sztywnością w podwyższonych temperaturach, a PE wysoką udarnością nawet w niskich temperaturach (rys. 1).

Rys. 1. Rury, kształtki i armatura wentylacyjna z tworzyw sztucznych [21]
Rys. 1. Rury, kształtki i armatura wentylacyjna z tworzyw sztucznych [21]

Kanały w laboratoriach chemicznych spełniają zwykle te same wymagania wytycznych co kanały wentylacji pomieszczeń bytowych. Jednak w przypadku możliwości powstawania kondensatu (szczególnie przy procesach mokrych) lub konieczności umożliwienia mycia instalacji kanały powinny być prowadzone ze spadkiem, a tam, gdzie to możliwe, pionowo, z dużą liczbą rewizji pozwalających na czyszczenie. Łączenie kanałów instalacji wentylacji laboratoriów powinno zapewniać szczelność wymaganą przez normy PN-EN 1507 (kanały prostokątne) [16] i PN-EN 12237 (kanały okrągłe) [17]. Standardowo w Polsce stosuje się kanały klas A i B, które mają szczelność wystarczającą dla większości typów laboratoriów. Jednak w instalacjach specjalnych, gdy nieszczelności mogą mieć wpływ na jakość powietrza, należy stosować kanały o klasie C [21].

Charakterystykę typowych materiałów stosowanych do budowy instalacji wentylacyjnej dla pomieszczeń laboratoriów chemicznych oraz techniki ich łączenia zestawiono w tab. 1. Materiały zostały przedstawione w kolejności rosnącej wg ceny. Dodatkowo w tab. 2 zestawiono przykładowe powłoki stosowane w celu zabezpieczenia elementów instalacji wentylacyjnych.

Tabela 1. Charakterystyka typowych materiałów instalacji wentylacyjnych chemoodpornych [21]
Tabela 1. Charakterystyka typowych materiałów instalacji wentylacyjnych chemoodpornych [21]
Tabela 2. Powłoki stosowane na kanałach stalowych w instalacjach chemoodpornych [2]
Tabela 2. Powłoki stosowane na kanałach stalowych w instalacjach chemoodpornych [2]

Regulatory VAV i CAV

Z punktu widzenia bezpieczeństwa pracy jednym z najistotniejszych wymagań jest utrzymanie w pomieszczeniu laboratorium stałej wartości podciśnienia lub nadciśnienia względem otaczających stref. Z uwagi na obecność w tych pomieszczeniach substancji szkodliwych zwykle zakłada się podciśnienie na poziomie 5–15% różnicy strumieni powietrza nawiewanego i wywiewanego [11].

W celu kontroli strumieni powietrza w pomieszczeniu stosuje się regulatory zmiennego strumienia powietrza VAV oraz regulatory stałego przepływu CAV. Odgrywają one ważną rolę z uwagi na dużą różnorodność urządzeń technicznego wyposażenia laboratoriów (digestoria, ssawki, okapy) – zmiana parametrów pracy jednego z urządzeń musi znaleźć swoje odzwierciedlenie w zmianie punktu pracy systemu wentylacji ogólnej (kompensacja).

Załączenie urządzenia usuwającego powietrze z pomieszczenia powinno skutkować obniżeniem strumienia wywiewu ogólnego, a po przekroczeniu wartości minimalnego strumienia dla regulatora wywiewnego dodatkowo wzrosnąć powinien strumień powietrza nawiewanego. Jeśli w pomieszczeniu znajdują się szafy wyciągowe z regulatorami stałego przepływu CAV, konieczne jest ich uwzględnienie w całkowitym bilansie strumieni powietrza wentylacyjnego.

Przykład dynamicznego bilansowania składowych strumieni powietrza wentylacyjnego z uwzględnieniem zmiennego obciążenia grzewczego i chłodniczego kompensowanego częściowo systemem wentylacji i klimatyzacji przedstawiono na ilustracji na str. 74 w RI nr 4/2015 [11]. Na rys. 2 zilustrowano przykładowe regulatory stosowane w systemach wentylacji laboratoriów chemicznych.

Rys. 2. Regulator VAV w wykonaniu chemoodpornym, od lewej: tradycyjny z krzyżem pomiarowym, z odporną na zanieczyszczenia dyszą pomiarową lub ze specjalnym elementem pomiarowym dla dużej dokładności przy niskich przepływach, z podwójnym krzyżem pomiarowym oraz w wykonaniu przeciwwybuchowym [21]
Rys. 2. Regulator VAV w wykonaniu chemoodpornym, od lewej: tradycyjny z krzyżem pomiarowym, z odporną na zanieczyszczenia dyszą pomiarową lub ze specjalnym elementem pomiarowym dla dużej dokładności przy niskich przepływach, z podwójnym krzyżem pomiarowym oraz w wykonaniu przeciwwybuchowym [21]

Właściwy dobór regulatora VAV powinien uwzględniać zarówno maksymalny, jak i minimalny strumień powietrza, jaki będzie utrzymywał regulator. Doświadczenie autorów z prowadzenia pomiarów strumieni powietrza z wykorzystaniem regulatorów VAV i alternatywnej metody pomiaru pokazują, że dokładność regulacji strumienia przepływającego powietrza przez regulator VAV w zakresie przepływów poniżej Vmin znacząco spada, co jest ściśle związane ze stosowaną w regulatorach metodą pomiarową. Dlatego pomimo obiegowych opinii, a nawet czasem deklaracji producentów na temat możliwości pracy regulatora przy niskich przepływach, zalecamy, aby nie tylko nie przekraczać strumieni minimalnych, ale w miarę możliwości zapewnić strumienie o ok. 5–10% większe od minimalnych dla danego typu regulatora.

Na rynku znaleźć można specjalne konstrukcje regulatorów, które gwarantują jakość regulacji nawet przy małych prędkościach przepływającego powietrza, co uzyskuje się poprzez zastosowanie jako elementu pomiarowego zwężki (np. dyszy Venturiego) lub innego elementu spiętrzającego zamiast tradycyjnego krzyża pomiarowego [21].

Do pomiaru różnicy ciśnienia statycznego wykorzystuje się odporne na zanieczyszczenia statyczne lub dynamiczne przetworniki różnicy ciśnień (statyczne – powietrze nie przepływa przez układ pomiarowy, dynamiczne – powietrze przepływa przez układ pomiarowy). Istotną cechą regulatorów jest czas reakcji i doregulowania strumienia, który wg [1] nie powinien przekraczać 2–3 s od momentu całkowitego otwarcia okna, żeby zanieczyszczenia z digestorium nie przedostawały się do pomieszczenia.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
dr inż.  Łukasz Amanowicz
dr inż.  Łukasz Amanowicz
dr inż. Łukasz Amanowicz, Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej więcej »
dr inż.  Radosław Górzeński
dr inż.  Radosław Górzeński
Polityka Poznańska, Instytut Inżynierii Środowiska więcej »
dr inż.  Katarzyna  Ratajczak
dr inż.  Katarzyna  Ratajczak
Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej więcej »
dr inż.  Michał Szymański
dr inż.  Michał Szymański
Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Środowiska więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


 

Czym charakteryzują się energooszczędne silniki EC »

Sercem każdego urządzenia tłoczącego powietrze jest zespół wentylatorowy czyli wirnik napędzany silnikiem (...) czytaj dalej »

 


Już w sprzedażny - jednostrefowe pompy oddymiające! »
Chcesz być innowacyjny w pomiarach spalin? Skorzystaj z limitowanej edycji »
Stalowe PRZEWODY ODDYMIAJĄCE typu AWP-OD przeznaczone są do obsługi pojedynczej strefy pożarowe (...) czytaj dalej » Z okacji 60 urodzin Testo oferuje jubileuszowe zestawy promocyjne z analizatorem spalin testo 330 LX (...) czytaj dalej »

 


 

Nowy produkt na rynku instalacji! Pompa ciepła powietrze/woda »

Vampair służy zarówno do ogrzewania, jak i aktywnego chłodzenia latem (...) czytaj dalej »

 


 

Jak szybko i sprawnie przeprowadzić konserwację instalacji pożarowych » Jak szybko i sprawnie przeprowadzić konserwację instalacji pożarowych »
Do wszystkich rodzajów przewodów, bogaty system mostkowania (...)  czytaj dalej »

Rozpoczynaliśmy od konserwacji podręcznego sprzętu gaśniczego w
 (...)
czytaj dalej »

 


Jesteś projektantem instalacji? Przyśpiesz swoją pracę »


 


Ciepło i zimno z sufitu? Jak to możliwe »
Czego nie może zabraknąć w wentylatorach przemysłowych »
Bezpośrednie promieniowanie generowane przez panele promiennikowe
 
(...)
czytaj dalej »
  (...) produkty niezbędne w instalacjach wentylacji i klimatyzacji (...) czytaj dalej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
Zapisz się na bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę:

Bez wysiłku, prosto na Twoją skrzynkę:
- nowości techniczne i wydarzenia branżowe
- praktyczne porady ekspertów.
9/2017

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Wykorzystanie ciepła odpadowego
  • - Izolacje techniczne dla przemysłu
Zobacz szczegóły

Przeglądarka produktów: Centrale wentylacyjno-klimatyzacyjne

Tubes International Sp. z o.o. Tubes International Sp. z o.o.
Tubes International istnieje na rynku od 1993 roku. Wieloletnie doświadczenie pozwoliło zdobyć pozycje lidera wśród dostawców węży i...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl