Aspirační systémy: typy, zařízení, kritéria výběru instalace

Výrobní procesy jsou často doprovázeny uvolňováním prachových částic nebo plynů, které znečišťují vzduch v místnosti. Problém mohou pomoci vyřešit aspirační systémy navržené a namontované v souladu s normativními požadavky.

Podívejme se, jak taková zařízení fungují a kde se používají, jaké existují typy komplexů na čištění vzduchu. Označíme hlavní pracovní uzly, popíšeme normy projektování a pravidla instalace aspiračních systémů.

Jak to funguje

Znečištění vzduchu – nevyhnutelnou součástí mnoha výrobních procesů. Aby byly dodrženy stanovené hygienické normy čistoty vzduchu, používají se aspirační procesy. S jejich pomocí lze účinně odstraňovat prach, špínu, vlákna a další podobné nečistoty.

Aspirace představuje nasávání, které se provádí vytvořením oblasti sníženého tlaku v bezprostřední blízkosti zdroje znečištění.

K vytváření takových systémů jsou zapotřebí vážné odborné znalosti a praktické zkušenosti. Ačkoli je práce aspiračních prostředků úzce spojena s fungováním větracích systémů, ne každý odborník na ventilaci zvládne projektování a montáž zařízení tohoto typu.

Pro dosažení maximální účinnosti se kombinují metody ventilace a aspirace. Větrací systém ve výrobní místnosti musí být vybaven přívodně-odtahovým komplexem, aby byl zajištěn stálý přívod čerstvého vzduchu zvenčí.

Aspirace se široce používá v těchto oblastech průmyslu:

• drtící výroba;
• zpracování dřeva;
• výroba spotřebního zboží;
• ostatní procesy, které jsou doprovázeny uvolňováním velkého množství látek škodlivých pro dýchání.

Zajistit bezpečnost zaměstnanců standardními ochrannými prostředky se ne vždy daří a aspirace může být jedinou možností, jak zavést bezpečný výrobní proces v dílně.

Aspirační zařízení jsou určena k účinnému a rychlému odstraňování různých jemných nečistot ze vzduchu, které vznikají při průmyslové výrobě

Odstraňování nečistot pomocí systémů tohoto typu se provádí speciálními vzduchovody, které mají velký úhel sklonu. Tato poloha umožňuje zabránit vzniku tzv. zón stagnace.

Mobilní ventilačně-aspirační zařízení jsou jednoduchá na montáž a provoz, skvěle se hodí pro malé podniky nebo i pro domácí dílnu.

Ukazatelem účinnosti práce takového systému je stupeň neodloučení, tedy poměr množství odstraněných nečistot k hmotnosti škodlivých látek, které se do systému nedostaly.

Rozlišujeme dva typy aspiračních systémů:

• modulární systémy – stacionární zařízení;
• monobloky – mobilní zařízení.

Kromě toho se aspirační systémy klasifikují podle úrovně tlaku:

• nízkotlaké – méně než 7,5 kPa;
• středotlaké – 7,5-30 kPa;
• vysokotlaké – nad 30 kPa.

Vybavení aspiračního systému modulárního a monoblokového typu se liší.

Vysvětlivky ke schématu: 1 – zdroj emisí prachu (zařízení na zpracování obilí), 2 – deštník, 3 – odstředivý ventilátor, 4 – vzduchovody, 5 – cyklon, 6 – zásobník na sběr prachu (+)

Monobloky se skládají z následujících prvků:

• ventilátor;
• separátor;
• zásobník odpadu.

Separátor je filtr pro čištění vzduchu procházejícího zařízením. Zásobník odpadu může být jak stacionární, tj. vestavěný do monobloku, tak i odnímatelný.

Takovou jednotku lze zakoupit již hotovou a jednoduše nainstalovat na místě vhodném pro provádění aspiračních postupů. Navíc není obtížné je připojit ke stávajícím centralizovaným systémům.

Modulární systémy jsou náročnější na montáž a jsou dražší, ale jejich použití je výrazně účinnější než při použití monoblokových konstrukcí. Takové systémy nejsou typové, nejprve se navrhují s ohledem na konkrétní podmínky a úkoly.

Přitom se zohledňuje celá řada faktorů:

• vlastnosti výrobní haly;
• specifika technologického procesu;
• kvalita přepravovaného média atd.

Obvykle se jedná o centralizovaný systém, který se skládá z sady vzduchovodů a sacího bloku. Pro velké podniky lze použít systém ne s jedním, ale se dvěma nebo více takovými bloky.

Materiál vzduchovodů může být různý, v závislosti na povaze a množství nečistot, které se mají přepravovat.

Odsávání a kryt se montuje co nejblíže k zóně, ze které budou odstraňovány nečistoty, ale nesmí bránit personálu v plnění pracovních povinností.

Za nejpevnější jsou považovány konstrukce z černého kovu, ale jsou také nejdražší. V každém případě se jednotlivé úseky vzduchového potrubí hermeticky spojují pomocí přírub sešroubovaných šrouby.

Mezi výhody aspiračních systémů lze uvést:

• relativní jednoduchost konstrukce;
• kompatibilita s různými typy výrobního zařízení;
• bezpečnost pro životní prostředí;
• možnost automatizace práce;
• zvýšení požární bezpečnosti prostoru a podobně.

K nedostatkům takových zařízení patří především zvýšení nákladů na elektrickou energii, zejména při nesprávném návrhu, a také nízká odolnost kovových vzduchovodů proti opotřebení. Tyto aspekty je třeba zohlednit při výběru vhodné konstrukce.

Proč je nutné projektování

Pro vytvoření modulárního aspiračního systému se projektuje instalace následujících prvků:

• místního odsávání;
• šikmých vzduchovodů;
• systém filtrů;
• vysokotlakého ventilátoru a podobně.

Jako místní odsávání lze použít různé modely zařízení, například boční odsávání, konstrukce typu „deštník“, „kryt“ a další. Vzduchovody se vedou od místa odběru odpadu až k bodu přesunu do venkovního prostoru.

Filtrační systém může zahrnovat jak odvod vyčištěných vzduchových mas z místnosti, tak jejich vrácení zpět po filtraci k místu odběru.

Stacionární aspirační systémy ve velkých podnicích – to jsou velké stavby, které je třeba projektovat s ohledem na specifika prostoru, charakteristiky znečištění, konfiguraci ventilačního systému a mnoho dalších ukazatelů

Před sestavením projektu aspiračního zařízení je nutné provést technickou expertizu stavu objektu. V této fázi lze odhalit a odstranit nedostatky systému. Podobné kontrole lze podrobit i stávající ventilační a aspirační systémy.

Účinnost aspirace do značné míry závisí na objemech vzduchu, které procházejí vzduchovody za jednotku času. Čím vyšší je tento ukazatel, tím dražší je montáž konstrukce a také náklady na její provoz.

Pokud jsou součásti systému správně zvoleny, lze výrazně snížit jak počáteční, tak provozní náklady.

Stacionární aspirační systém se skládá z mnoha modulů a prvků, jejichž konfigurace je přizpůsobena individuálně pro každý podnik, aby byla zajištěna maximální účinnost (+)

To zahrnuje výběr vhodného zařízení pro odsávání vzduchu, pečlivé výpočty distribuce přívodního vzduchu atd. V důsledku toho se sníží zatížení systému, filtry budou vyžadovat méně časté čištění, zvýší se životnost ventilátorů atd.

Někteří majitelé průmyslových kapacit se při výběru čisticího systému vydávají cestou nejmenšího odporu. Vycházejí z parametrů cyklonového zařízení, přičemž dodavateli jednoduše sdělí podmínky jeho fungování: průtok vzduchu a charakter znečištění.

V důsledku toho získají zařízení, jehož výkon je zvolen podle tabulek bez ohledu na další parametry. Zkušení projektanti tvrdí, že tento přístup obvykle vede ke zvýšeným nákladům a snížení účinnosti zařízení.

Cena cyklonové jednotky je tím vyšší, čím větší objemy vzduchu se jí pohybují. Pokud optimalizujete stávající systém distribuce vzduchu, lze vybrat odsávání a filtry, které dosáhnou potřebného účinku při nižším průtoku vzduchu.

Takové zařízení bude levnější, úspora může činit přibližně třetinu z celkové částky nákladů. Proto byste se měli před výběrem zařízení pro aspirační systém postarat o technickou expertizu a pozvat zkušené projektanty.

Specifika montáže těchto konstrukcí

Vzhledem k tomu, že vzduchovody aspiračních systémů přepravují značné objemy nečistot, jsou na tyto konstrukce kladeny zvýšené požadavky na pevnost, na rozdíl od přívodních ventilačních systémů.

K jejich výrobě se používá ocel o tloušťce 1,2 až 5,0 mm a pro tvarové díly se doporučuje použít ocel o 1,0 mm silnější než materiál vzduchovodu.

Pro vzduchovody aspiračních systémů je třeba použít pevný plech o tloušťce nejméně 1,2 mm. Rozebíratelné spoje usnadní proces čištění systému od nečistot.

Je zakázáno upevňovat aspirační vzduchovody objímkami na závěsu. Je povoleno pouze použití objímek upevněných pomocí konzol, v některých případech se jako upevnění používají řetězy.

Maximální vzdálenost mezi konzolami by měla být tři metry pro trubky o průměru větším než 40 mm a čtyři metry – při průměru konstrukcí 400 mm nebo méně. Tyto parametry zajistí dostatečnou pevnost konstrukce a sníží riziko přetržení vzduchovodů během provozu.

Další zvláštností aspiračních vzduchovodů je, že je poměrně často nutné rozebírat, aby se vyčistily nečistoty nahromaděné na stěnách. Kromě toho je v důsledku rychlého opotřebení nutné jednotlivé prvky pravidelně vyměňovat.

Z tohoto důvodu se doporučuje používat pro montáž konstrukcí rychlospojky, nikoli tradiční příruby, které se při časté demontáži a montáži rychle poškodí.

Aby se v konstrukci aspiračního systému nehromadily nečistoty, je nutné dát vzduchovodům správný sklon, který závisí na výpočtové rychlosti pohybu vzduchových hmot.

Pro regulaci proudění vzduchu se používají šikmé klapky, které vykazují menší odpor proudění a lépe zabraňují hromadění nečistot. Použití regulačních škrtících ventilů v aspiračních systémech se nedoporučuje. Je velmi důležité, aby vzduchovody byly umístěny ve správném úhlu.

Poloha konstrukce závisí na stanovené rychlosti proudění vzduchu, která je určena povahou odstraňovaných nečistot. Například pro zajištění rychlosti kolem 20 m/s je potřeba sklon 60°, pro rychlost 45 m/s – úhel menší než 60° atd.

Pokud povaha nečistot umožňuje předvídat hromadění lepkavého prachu ve vzduchovodech, pak se doporučuje takové systémy průmyslové aspirace navrhovat již od počátku s ohledem na maximální rychlost pohybu vzdušných hmot.

V malých aspiračních systémech lze pro zařízení odsávání použít polyethylenovou hadici vhodného průměru. Je to pohodlný, ale nepříliš pevný prvek, který bude časem nutné vyměnit.

Pro usnadnění procesu čištění konstrukce se do vzduchovodů vkládají speciální vložky z fólie, papíru a dalších vhodných materiálů. Běžné domácí a dokonce i některé průmyslové ventilátory nejsou pro aspirační systémy vhodné, i když mají dostatečně vysoký výkon.

Jsou zapotřebí zařízení se zvýšenou odolností proti opotřebení, která mohou dlouhodobě pracovat při vysokém zatížení bez přerušení.

Běžným problémem nízkoúčinných aspiračních systémů jsou ztráty vzduchu. Aby se tomuto jevu předešlo, odborníci doporučují vybírat ventilátory s určitou rezervou výkonu. Ztráty vzduchu v praxi mohou dosahovat až 30 % oproti vypočteným údajům.

Nesprávný výběr místního odsávání může negativně ovlivnit celý systém. Takový prvek nelze vybírat bez zohlednění specifik technologického procesu.

V některých případech bude účinné zakrytí typu „deštník“, v jiných – „výloha“, digestoř, kabina apod. Tento bod je nutné dohodnout s technologem v konkrétním provozu.

Většina aspiračních zařízení je navržena pro přesun vyčištěného vzduchu do atmosféry, ale někdy se takové vzdušné hmoty vracejí do výrobní místnosti (+).

Pro hrubé čištění vzduchu od prachu se používají prachové pytle, bezpřepážkové prachové komory, bunkrové plynovody, suché cyklóny a další podobná zařízení v závislosti na povaze prachu.

Pro střední čištění se často používají skrubry. Jemné čištění se provádí pomocí sady prostředků, která může zahrnovat cyklonový elektrofiltr a hadicový filtr. V některých případech se používá vysokotlaká Venturiho trubice nebo jiné vhodné agregáty.

Proč vznikají problémy

I při přítomnosti aspiračního systému ve výrobní hale je třeba pravidelně kontrolovat úroveň znečištění vzduchu. Stává se, že systém pracuje v běžném režimu, filtry jsou v pořádku, ale znečištění vzduchu zůstává příliš vysoké.

Příčinou nedostatků mohou být některé jevy:

• prach nahromaděný ve vzduchovodech;
• nízký výkon odsávacího ventilátoru;
• příliš velký průtok vzduchu;
• nedostatečný přívod čerstvého vzduchu.

Jestliže se v kanálech vzduchovodů hromadí velké množství prachu, svědčí to o tom, že v projektu byly původně stanoveny příliš nízké rychlosti pohybu vzdušných mas. Další příčinou tohoto jevu – nedostatky v konfiguraci prvků aspiračního systému.

Včasnému odstraňování částic prachu ze systému může bránit přítomnost příliš ostrých zatáček, úseků s malým sklonem, nedostatečný počet čisticích otvorů a podobně.

Pokud je aspirační systém navržen a/nebo namontován s nedostatky, bude vystaven zvýšenému zatížení a brzy se stane nepoužitelným.

Nesprávná montáž nebo chyby mohou způsobit příliš vysoké ztráty vzduchu v systému, což vede k celkovému snížení výkonu zařízení. K úniku vzdušných proudů může dojít také v důsledku nesprávné funkce filtračního systému. Z tohoto důvodu se při výpočtech doporučuje zahrnout dostatečné procento na takové ztráty.

Pokud systémem prochází dostatečné množství vzduchu, ale jeho činnost přesto nevykazuje očekávanou účinnost, možná by bylo vhodné přehodnotit návrh místního odsávání-krytu.

Měl by být umístěn tak, aby shromažďoval maximální množství znečištění a bránil jejich vnikání do vzduchu místnosti. Toto zařízení je navrženo tak, aby nebránilo práci a pohybu personálu.

Před vypracováním projektu stacionárního aspiračního systému je nutné provést technickou prohlídku výrobní haly, aby se určily rozměry výměny vzduchu a hlavní parametry systému (+).

Pokud do místnosti nepřichází dostatečné množství čerstvého vzduchu, bude ho pro práci aspiračního systému nedostatek. Aby se kompenzovala zvýšená účinnost výměny vzduchu, montuje se ve výrobní hale přívodní ventilace s rekuperací.

V horkých dílnách není nutné ohřívat vzduch přicházející zvenčí, stačí udělat otvor ve zdi a uzavřít ho klapkou.

Závěry a užitečné video k tématu

Zde je uveden přehled rozbalení a montáže mobilního aspiračního systému RIKON DC3000 pro dřevozpracující průmysl:

V tomto videu je předveden stacionární aspirační systém používaný při výrobě nábytku:

Aspirační systémy – moderní a spolehlivý způsob čištění vzduchu v průmyslových prostorách od nebezpečných znečištění. Pokud je konstrukce správně navržena a smontována bez chyb, prokáže vysokou účinnost při minimálních nákladech.

Máte co doplnit, nebo máte dotazy ohledně aspiračních systémů? Prosím, zanechte komentáře k publikaci. Kontaktní formulář se nachází v dolním bloku.