W poprzednim artykule poruszyłem temat regulacji temperatury w kontekście utrzymania komfortu w pomieszczeniach. Drugim istotnym parametrem wpływającym na warunki klimatyczne w pomieszczeniach jest wilgotność powietrza, która zwłaszcza zimą powinna być kontrolowana w sposób ciągły.
Jeśli nie ma specjalnych wymagań określonych narzuconych np. produkcją lub innymi warunkami, zalecane parametry powietrza określa się w ten sposób, aby zapewniały komfort dla człowieka. Oprócz regulacji temperatury i wilgotności należy uwzględniać również prędkość przepływu powietrza w strefie przebywania człowieka [tab.1] oraz odpowiednią czystość powietrza w odniesieniu do klasy filtracji [tab.2].
Okres
Temperatura powietrza
Wilgotność względna
Prędkość powietrza
lato
lato 23 – 26°C
40 – 60% (max 35 – 65%)
0,1-0,5 m/s
zima
20 – 24°C
0,1-03 m/s
Tab.1. Parametry komfortu w pomieszczeniu z uwzględnieniem temperatury, wilgotności i prędkości powietrza
Regulacja wilgotności
Pełna regulacja wilgotności w układach wentylacji jest dość trudna, kosztowna i niesie za sobą wiele problemów, dlatego jest stosowana tylko wówczas gdy konieczne jest zachowanie tego parametru w określonych zakresie. Standardowo dla potrzeb zachowania komfortu człowieka stosowanie nawilżaczy jest niepotrzebne.
Gdy nie ma specjalnych wymagań wentylacji mechanicznej, zimą, gdy wilgotność jest niska, zwykle wystarczy zastosowanie wymiennika z regeneratorem [fot_1] oraz dodatkowo wspomagająco nawilżania miejscowego np. za pomocą nawilżaczy ultradźwiękowych ustawionych w odpowiednim miejscu pomieszczenia.
Odzysk wilgoci zimą w przypadku wymienników rotacyjnych jest powiązany z temperaturą zewnętrzną zgodnie z rys.1.
Rys.1. Odzysk wilgoci w odniesieniu do temperatury zewnętrznej [z arch. Systemair].
Wymienniki rotacyjnych występują w następujących opcjach wykonania:
standardowy (nie higroskopijny)
higroskopijny
epoksydowany
Jeśli „naturalny” odzysk wilgoci realizowany poprzez regenerację nie wystarcza dla zapewnienia zadanej wilgotności, należy zastosować dowilżanie powietrza.
Stosowanie nawilżaczy bezpośrednio w instalacji jest kłopotliwe w eksploatacji nie mniej w pewnych sytuacjach jest konieczne.
W układach wentylacji wyróżnić można następujące rodzaje stosowanych nawilżaczy:
Nawilżacz wodny ze złożem zraszanym
Nawilżacz zbudowany jest ze złoża wykonanego z nieorganicznego materiału o dużej chłonności wody. Złoże zraszane jest wodą. Przepływające powietrze powoduje odparowanie wody. Sprawności nawilżania mogą wynosić maksymalnie: 65% lub 85% lub 95%.
Nawilżacz może być zasilany bezpośrednio wodą z sieci wodociągowej lub wodą obiegową.
Nawilżacz wyposażony jest w wannę wody obiegowej z odpływem po stronie obsługi, który musi być wyposażony w syfon.
Nawilżacz wodny z komorą zraszania
Sekcję nawilżania wodnego z komorą zraszania stanowi sekcja centrali wyposażona w dysze wodne, odkraplacz. Woda rozpylona jest bezpośrednio w strumień powietrza. Nawilżacz wyposażony jest w wannę wody obiegowej z odpływem po stronie obsługi, który musi być wyposażony w syfon.
Nawilżacz parowy
Sekcję nawilżania parowego stanowi sekcja centrali wyposażona w lance rozprowadzające parę. Do sekcji nawilżania parowego może być doprowadzona para technologiczna wytworzona w kotle lub wytwornicy parowej albo para wytworzona w wytwornicy pary zlokalizowanej przy centrali np. nawilżacza elektrodowego lub rezystancyjnego.
Regulacja temperatury i wilgotności ma szczególne znacznie w aspekcie utrzymania komfortu w odniesieniu do tzw. krzywych duszności [parności].
Zakres parametrów temperatury i wilgotności, w których pojawia się obszar dyskomfortu określony jako tzw. strefa duszności przedstawia rys.2.
Rys.2. Krzywa duszności-parności
Filtracja powietrza
Zachowanie odpowiedniej jakości powietrza wymaga także uwzględnienia odpowiedniej filtracji, dopasowanej do rodzaju wentylowanego pomieszczenia oraz technologii/operacji, z zachowaniem rodzaju, skuteczności i oporów przepływu na filtrze.
Wyróżnić można dwa rodzaje stosowanych filtrów w układach klimatyzacji i wentylacji:
Filtry włókninowe / częściej
Filtry z węglem aktywowanym / rzadziej
Klasyfikacje filtrów z uwzględnieniem ich parametrów przedstawia tabela 2.
Lp.
Klasa filtrów
Podstawa klasyfikacji (kraj)
Uśred. Poziom odpylania
Uśred. Skuteczność
Odpylania
Uśred. Num. Skut. odpylania
Rodzaj zatrzymanych zanieczyszczeń
Polska*
EN
Niemcy
–
–
BN 88/ 8963-05
EN 779
PrEN 1822-1
DIN 24 185, prDIN 24 183, DIN 24 183
Am [%]
Em [%]
E1m [%]
Bardzo dobra i dobra skuteczność
1
Filtry wstępne
A1
G1
EU1
<65
–
–
Owady, włókna, piasek
2
A2
3
Filtry dokładne
B1
G2
EU2
65-80
–
–
Większe pyłki kwiatowe
4
B2
G3
EU3
80-90
–
–
5
G4
EU4
>90
–
–
Gruby pył metalurgiczny
6
Filtry bardzo dokładne
C
F5
EU5
–
40-60
–
Pyłki kwiatowe
7
F6
EU6
–
60-80
–
8
F7
EU7
–
80-90
–
Wszystkie rodzaje pyłów, zarodniki grzybów
9
F8
EU8
–
90-95
–
Sadza, mgła olejowa, bakterie
10
Filtry aerozoli koloidalnych
Q
F9
EU9
–
>95
–
11
H10
EU10
–
–
85
Bakterie, wszystkie rodzaje dymu i aerozoli (wysoka skuteczność)
12
R
H11
EU11
–
–
95
13
S
H12
EU12
–
–
99,5
14
H13
EU13
–
–
99,95
Bakterie, pył radioaktywny, wszystkie rodzaje dymu i aerozoli, większość wirusów
15
H14
EU14
–
–
99,995
16
H15
EU15
–
–
99,9995
17
H16
EU16
–
–
99,99995
18
H17
EU17
–
–
99,999995
Tab.2. Zestawienie różnych klas filtrów dla różnych rodzajów zanieczyszczeń wg wentylacja.com.pl
Jeśli nie ma specjalnych wymagań w budynkach użyteczności publicznej stosuje się jeden stopień filtracji. Zgodnie z aktualnymi Warunkami Technicznymi minimalna klasa dla układów wentylacji z wymiennikami ciepła to G4. Opcjonalnie stosuje się podwójną filtrację:
Na czerpni, zwłaszcza jeśli odcinek od czerpni do centrali jest długi [klasa: G2-G3]
Jako dodatkową filtrację za centralą [klasa F7-F8]
W układach o specjalnych wymaganiach aseptycznych np. sale operacyjne lub produckacj farmaceutyczna uzyskanie wymaganej klasy czystości możliwe jest dzięki zastosowaniu kaskadowego trójstopniowego systemu filtracji:
I stopień – filtrację wstępną (G3-G4)
II stopień – filtrację bardzo dokładną (F7-F8)
III stopień – filtracja absolutna (H10-H13) z lokalnymi strefami laminarnymi (H14)
W przypadku dużego zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego stosuje się filtrację cztero-kaskadową poprzez filtrację powietrza świeżego.
Serwis instalacji
Zachowanie odpowiednich parametrów i jakości powietrza jest możliwe tylko przy zapewnieniu regularnego serwisowania instalacji wentylacji i klimatyzacji, szczególnie tam gdzie pojawia się środowiska wilgotne podczas obróbki powietrza [układy klimatyzacji z chłodzeniem i nawilżaniem powietrza].
W Polsce nie ma jednoznacznych i szczegółowych przepisów, które określają częstotliwość i sposób wykonania serwisu w systemach klimatyzacyjno-wentylacyjnych, dlatego w pierwszej kolejności należy uwzględnić zalecenia producenta urządzeń zawarte w ogólnych warunkach gwarancyjnych. Regularny serwis wykonywany przez autoryzowanego serwisanta z zachowaniem wymagań producenta pozwala nie tylko utrzymać komfort i odpowiednią jakość powietrza w pomieszczeniu, ale często też jest warunkiem utrzymania gwarancji. Niestety użytkownicy przypominają sobie o tym fakcie, dopiero gdy urządzenie przestaje działać. Szczegółowo o aspektach serwisowych w kolejnym artykule.
Wilgotność pod kontrolą
W poprzednim artykule poruszyłem temat regulacji temperatury w kontekście utrzymania komfortu w pomieszczeniach. Drugim istotnym parametrem wpływającym na warunki klimatyczne w pomieszczeniach jest wilgotność powietrza, która zwłaszcza zimą powinna być kontrolowana w sposób ciągły.
Jeśli nie ma specjalnych wymagań określonych narzuconych np. produkcją lub innymi warunkami, zalecane parametry powietrza określa się w ten sposób, aby zapewniały komfort dla człowieka. Oprócz regulacji temperatury i wilgotności należy uwzględniać również prędkość przepływu powietrza w strefie przebywania człowieka [tab.1] oraz odpowiednią czystość powietrza w odniesieniu do klasy filtracji [tab.2].
Tab.1. Parametry komfortu w pomieszczeniu z uwzględnieniem temperatury, wilgotności i prędkości powietrza
Regulacja wilgotności
Pełna regulacja wilgotności w układach wentylacji jest dość trudna, kosztowna i niesie za sobą wiele problemów, dlatego jest stosowana tylko wówczas gdy konieczne jest zachowanie tego parametru w określonych zakresie. Standardowo dla potrzeb zachowania komfortu człowieka stosowanie nawilżaczy jest niepotrzebne.
Gdy nie ma specjalnych wymagań wentylacji mechanicznej, zimą, gdy wilgotność jest niska, zwykle wystarczy zastosowanie wymiennika z regeneratorem [fot_1] oraz dodatkowo wspomagająco nawilżania miejscowego np. za pomocą nawilżaczy ultradźwiękowych ustawionych w odpowiednim miejscu pomieszczenia.
Odzysk wilgoci zimą w przypadku wymienników rotacyjnych jest powiązany z temperaturą zewnętrzną zgodnie z rys.1.
Rys.1. Odzysk wilgoci w odniesieniu do temperatury zewnętrznej [z arch. Systemair].
Wymienniki rotacyjnych występują w następujących opcjach wykonania:
Jeśli „naturalny” odzysk wilgoci realizowany poprzez regenerację nie wystarcza dla zapewnienia zadanej wilgotności, należy zastosować dowilżanie powietrza.
Stosowanie nawilżaczy bezpośrednio w instalacji jest kłopotliwe w eksploatacji nie mniej w pewnych sytuacjach jest konieczne.
W układach wentylacji wyróżnić można następujące rodzaje stosowanych nawilżaczy:
Nawilżacz zbudowany jest ze złoża wykonanego z nieorganicznego materiału o dużej chłonności wody. Złoże zraszane jest wodą. Przepływające powietrze powoduje odparowanie wody. Sprawności nawilżania mogą wynosić maksymalnie: 65% lub 85% lub 95%.
Nawilżacz może być zasilany bezpośrednio wodą z sieci wodociągowej lub wodą obiegową.
Nawilżacz wyposażony jest w wannę wody obiegowej z odpływem po stronie obsługi, który musi być wyposażony w syfon.
Sekcję nawilżania wodnego z komorą zraszania stanowi sekcja centrali wyposażona w dysze wodne, odkraplacz. Woda rozpylona jest bezpośrednio w strumień powietrza. Nawilżacz wyposażony jest w wannę wody obiegowej z odpływem po stronie obsługi, który musi być wyposażony w syfon.
Sekcję nawilżania parowego stanowi sekcja centrali wyposażona w lance rozprowadzające parę. Do sekcji nawilżania parowego może być doprowadzona para technologiczna wytworzona w kotle lub wytwornicy parowej albo para wytworzona w wytwornicy pary zlokalizowanej przy centrali np. nawilżacza elektrodowego lub rezystancyjnego.
Regulacja temperatury i wilgotności ma szczególne znacznie w aspekcie utrzymania komfortu w odniesieniu do tzw. krzywych duszności [parności].
Zakres parametrów temperatury i wilgotności, w których pojawia się obszar dyskomfortu określony jako tzw. strefa duszności przedstawia rys.2.
Rys.2. Krzywa duszności-parności
Filtracja powietrza
Zachowanie odpowiedniej jakości powietrza wymaga także uwzględnienia odpowiedniej filtracji, dopasowanej do rodzaju wentylowanego pomieszczenia oraz technologii/operacji, z zachowaniem rodzaju, skuteczności i oporów przepływu na filtrze.
Wyróżnić można dwa rodzaje stosowanych filtrów w układach klimatyzacji i wentylacji:
Klasyfikacje filtrów z uwzględnieniem ich parametrów przedstawia tabela 2.
Odpylania
Polska*
PrEN 1822-1
Tab.2. Zestawienie różnych klas filtrów dla różnych rodzajów zanieczyszczeń wg wentylacja.com.pl
Jeśli nie ma specjalnych wymagań w budynkach użyteczności publicznej stosuje się jeden stopień filtracji. Zgodnie z aktualnymi Warunkami Technicznymi minimalna klasa dla układów wentylacji z wymiennikami ciepła to G4. Opcjonalnie stosuje się podwójną filtrację:
W układach o specjalnych wymaganiach aseptycznych np. sale operacyjne lub produckacj farmaceutyczna uzyskanie wymaganej klasy czystości możliwe jest dzięki zastosowaniu kaskadowego trójstopniowego systemu filtracji:
W przypadku dużego zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego stosuje się filtrację cztero-kaskadową poprzez filtrację powietrza świeżego.
Serwis instalacji
Zachowanie odpowiednich parametrów i jakości powietrza jest możliwe tylko przy zapewnieniu regularnego serwisowania instalacji wentylacji i klimatyzacji, szczególnie tam gdzie pojawia się środowiska wilgotne podczas obróbki powietrza [układy klimatyzacji z chłodzeniem i nawilżaniem powietrza].
W Polsce nie ma jednoznacznych i szczegółowych przepisów, które określają częstotliwość i sposób wykonania serwisu w systemach klimatyzacyjno-wentylacyjnych, dlatego w pierwszej kolejności należy uwzględnić zalecenia producenta urządzeń zawarte w ogólnych warunkach gwarancyjnych. Regularny serwis wykonywany przez autoryzowanego serwisanta z zachowaniem wymagań producenta pozwala nie tylko utrzymać komfort i odpowiednią jakość powietrza w pomieszczeniu, ale często też jest warunkiem utrzymania gwarancji. Niestety użytkownicy przypominają sobie o tym fakcie, dopiero gdy urządzenie przestaje działać. Szczegółowo o aspektach serwisowych w kolejnym artykule.
Sławomir Mencel
Wszystkie zdjęcia z arch. KLIMATSYSTEM