Aspiračné systémy: typy, konštrukcia, kritériá výberu zariadenia

Výrobné procesy sú často sprevádzané uvoľňovaním prachových častíc alebo plynov, ktoré znečisťujú vzduch v miestnosti. Problém môžu pomôcť vyriešiť aspiračné systémy, navrhnuté a namontované v súlade s normatívnymi požiadavkami.

Pozrime sa, ako fungujú a kde sa takéto zariadenia používajú, aké sú druhy čističiek vzduchu. Označíme hlavné pracovné uzly, opíšeme normy projektovania a pravidlá inštalácie aspiračných systémov.

Ako to funguje

Znečistenie vzduchu – nevyhnutná súčasť mnohých výrobných procesov. Aby sa dodržali stanovené sanitárne normy čistoty vzduchu, používajú sa procesy aspirácie. S ich pomocou možno efektívne odstraňovať prach, špinu, vlákna a iné podobné nečistoty.

Aspirácia predstavuje nasávanie, ktoré sa uskutočňuje vytvorením oblasti zníženého tlaku v bezprostrednej blízkosti zdroja znečistenia.

Na vytváranie takýchto systémov sú potrebné vážne špeciálne znalosti a praktické skúsenosti. Hoci práca aspiračných prostriedkov úzko súvisí s fungovaním ventilačných systémov, nie každý odborník na ventiláciu zvládne projektovanie a montáž zariadení tohto typu.

Na dosiahnutie maximálnej účinnosti sa kombinujú metódy vetrania a aspirácie. Ventilačný systém vo výrobnej miestnosti musí byť vybavený prívodno-odvádzacím komplexom, aby sa zabezpečil stály prísun čerstvého vzduchu zvonku.

Aspirácia sa široko používa v týchto oblastiach priemyslu:

• drviaca výroba;
• spracovanie dreva;
• výroba spotrebného tovaru;
• iné procesy, ktoré sú sprevádzané uvoľňovaním veľkého množstva škodlivých látok na dýchanie.

Zabezpečiť bezpečnosť zamestnancov štandardnými ochrannými prostriedkami sa nedarí vždy a aspirácia môže byť jedinou možnosťou, ako zaviesť bezpečný výrobný proces v dielni.

Aspiračné zariadenia sú určené na efektívne a rýchle odstraňovanie rôznych jemných nečistôt zo vzduchu, ktoré vznikajú počas priemyselnej výroby

Odstraňovanie nečistôt pomocou systémov tohto typu sa vykonáva špeciálnymi vzduchovodmi, ktoré majú veľký uhol sklonu. Takáto poloha umožňuje zabrániť vzniku takzvaných zón stagnácie.

Mobilné ventilačno-aspiračné zariadenia sú jednoduché na montáž a prevádzku, výborne sa hodia pre malé podniky alebo aj pre domácu dielňu.

Ukazovateľom účinnosti práce takejto systému je miera nevytriasania, t.j. pomer množstva odstránených nečistôt k hmotnosti škodlivých látok, ktoré sa do systému nedostali.

Rozlišujeme dva typy aspiračných systémov:

• modulárne systémy – stacionárne zariadenie;
• monobloky – mobilné zariadenia.

Okrem toho sa aspiračné systémy klasifikujú podľa úrovne tlaku:

• nízkotlakové – menej ako 7,5 kPa;
• strednotlakové – 7,5-30 kPa;
• vysokotlakové – nad 30 kPa.

Vybavenie aspiračného systému modulárneho a monoblokového typu sa líši.

Vysvetlivky k schéme: 1 – zdroj uvoľňovania prachu (zariadenie na spracovanie obilia), 2 – dáždnik, 3 – odstredivý ventilátor, 4 – vzduchovody, 5 – cyklón, 6 – zásobník na zachytávanie prachu (+)

Monobloky pozostávajú z týchto prvkov:

• ventilátor;
• separátor;
• zásobník odpadu.

Separátor predstavuje filter na čistenie vzduchu prechádzajúceho zariadením. Zásobník odpadu môže byť stacionárny, t.j. zabudovaný v monobloku, alebo odnímateľný.

Takýto agregát možno zakúpiť už hotový a jednoducho nainštalovať na vhodnom mieste na vykonávanie aspiračných postupov. Pritom nie je ťažké ho pripojiť k existujúcim centralizovaným systémom.

Modulárne systémy sú náročnejšie na montáž a sú drahšie, ale ich použitie je výrazne efektívnejšie ako pri použití monoblokových konštrukcií. Takéto systémy nie sú typové, najskôr sa navrhujú s ohľadom na konkrétne podmienky a úlohy.

Pritom sa zohľadňuje celý rad faktorov:

• charakteristiky výrobnej miestnosti;
• osobitosti technologického procesu;
• kvality prepravovaného prostredia atď.

Zvyčajne ide o centralizovaný systém, ktorý pozostáva z sady vzduchovodov a sacieho bloku. Pre veľké podniky možno použiť systém nie s jedným, ale s dvoma alebo väčším počtom takýchto blokov.

Materiál vzduchovodov môže byť rôzny, v závislosti od povahy a množstva nečistôt, ktoré sa nimi plánuje prepravovať.

Odsávanie a kryt sa montujú čo najbližšie k zóne, z ktorej sa budú odstraňovať nečistoty, ale nemali by prekážať personálu pri plnení pracovných povinností.

Za najpevnejšie sa považujú konštrukcie z čierneho kovu, ale sú aj najdrahšie. V každom prípade sa jednotlivé úseky vzduchového potrubia hermeticky spájajú pomocou prírub, upevnených skrutkami.

Medzi výhody aspiračných systémov možno uviesť:

• relatívnu jednoduchosť konštrukcie;
• kompatibilita s rôznymi druhmi výrobného zariadenia;
• bezpečnosť pre životné prostredie;
• možnosť automatizácie práce;
• zvýšenie požiarnej bezpečnosti priestorov a pod.

K nedostatkom takýchto zariadení patrí predovšetkým zvýšenie nákladov na elektrickú energiu, najmä pri nesprávnom navrhovaní, ako aj nízka odolnosť kovových vzduchovodov voči opotrebovaniu. Tieto aspekty je potrebné zohľadniť pri výbere vhodnej konštrukcie.

Prečo je projektovanie potrebné

Na vytvorenie modulárneho aspiračného systému sa navrhuje inštalácia nasledujúcich prvkov:

• miestneho odsávania;
• šikmých vzduchovodov;
• systému filtrov;
• vysokotlakového ventilátora a pod.

Ako miestne odsávanie možno použiť rôzne modely zariadení, napríklad bočné odsávanie, konštrukcie typu "dáždnik", "kryt" a ďalšie. Vzduchovody sa vedú od miesta odberu odpadu až po miesto presunu do vonkajšieho priestoru.

Filtračný systém môže zahŕňať tak odstránenie vyčisteného vzduchu z priestorov, ako aj jeho vrátenie späť po filtrácii na miesto odberu.

Stacionárne aspiračné systémy vo veľkých podnikoch – sú to veľké konštrukcie, ktoré by sa mali navrhovať s ohľadom na špecifiká priestoru, charakteristiku nečistôt, konfiguráciu vetracieho systému a mnohých ďalších ukazovateľov.

Pred vypracovaním projektu aspiračného zariadenia je potrebné vykonať technickú expertízu stavu objektu. V tejto fáze možno odhaliť a odstrániť nedostatky systému. Podobnej kontrole možno podrobiť aj už existujúce vetracie a aspiračné systémy.

Účinnosť aspirácie do značnej miery závisí od objemov vzduchu, ktoré prechádzajú vzduchovodmi za jednotku času. Čím je tento ukazovateľ vyšší, tým drahšia je montáž konštrukcie, ako aj náklady na jej prevádzku.

Ak sa komponenty systému vyberú správne, náklady, ako počiatočné, tak aj prevádzkové, možno výrazne znížiť.

Stacionárny aspiračný systém pozostáva z mnohých modulov a prvkov, ktorých konfigurácia sa vyberá osobitne pre každý podnik, aby sa zabezpečila maximálna účinnosť (+)

To zahŕňa výber vhodného zariadenia na odsávanie vzduchu, kvalifikované výpočty distribúcie privádzaného vzduchu a pod. V dôsledku toho sa zníži zaťaženie systému, filtre budú vyžadovať čistenie menej často, zvýši sa životnosť ventilátorov atď.

Niektorí majitelia priemyselných kapacít pri výbere čistiaceho systému idú cestou najmenšieho odporu. Vychádzajú z parametrov cyklónového zariadenia, pričom dodávateľovi jednoducho oznámia podmienky jeho fungovania: prietok vzduchu a charakter nečistôt.

V dôsledku toho získajú zariadenie, ktorého výkon je zvolený podľa tabuliek bez ohľadu na ostatné parametre. Skúsení projektanti tvrdia, že takýto prístup zvyčajne vedie k zvýšeným nákladom a zníženiu efektívnosti prevádzky zariadenia.

Cena cyklónovej inštalácie je tým vyššia, čím väčšie sú objemy vzduchu, ktoré sa cez ňu pohybujú. Ak optimalizujete už existujúci systém distribúcie vzduchu, môžete vybrať odsávacie zariadenia a filtre, ktoré poskytnú potrebný efekt pri nižšej spotrebe vzduchu.

Takéto zariadenie bude lacnejšie, úspora môže predstavovať približne tretinu z celkovej sumy nákladov. Práve preto by ste sa pred výberom zariadenia pre aspiračný systém mali postarať o technickú expertízu a pozvať skúsených projektantov.

Osobitosti montáže takýchto konštrukcií

Keďže sa vzduchovodmi aspiračných systémov prepravujú značné objemy nečistôt, na takéto konštrukcie sa kladú zvýšené požiadavky na pevnosť, na rozdiel od prívodných ventilačných systémov.

Na ich výrobu sa používa oceľ s hrúbkou od 1,2 do 5,0 mm a pre tvarové časti sa odporúča vziať oceľ, ktorej hrúbka je o 1,0 mm väčšia ako materiál vzduchovodu.

Pre vzduchovody aspiračných systémov je potrebné použiť pevný plech, s hrúbkou najmenej 1,2 mm. Rozoberateľné spoje uľahčia proces čistenia systému od nečistôt.

Je zakázané upevňovať aspiračné vzduchovody pomocou objímok na záves. Povolené je iba použitie objímok upevnených pomocou konzol, v niektorých prípadoch sa ako upevnenie používajú reťaze.

Maximálna vzdialenosť medzi konzolami by mala byť tri metre pre rúry s priemerom viac ako 40 mm a štyri metre – pri priemere konštrukcií 400 mm alebo menej. Tieto parametre zabezpečia dostatočnú pevnosť konštrukcie a znížia riziko pretrhnutia vzduchovodov počas prevádzky.

Ďalšia vlastnosť aspiračných vzduchovodov spočíva v tom, že ich pomerne často treba rozoberať, aby sa vyčistili od nečistôt nahromadených na stenách. Okrem toho v dôsledku rýchleho opotrebovania treba jednotlivé prvky pravidelne vymieňať.

Z tohto dôvodu sa odporúča používať na montáž konštrukcií rýchlospojné prvky, a nie tradičné príruby, ktoré pri častom rozoberaní a skladaní rýchlo zlyhávajú.

Aby sa v konštrukcii aspiračného systému nehromadili nečistoty, je potrebné dať vzduchovodom správny sklon, ktorý závisí od vypočítanej rýchlosti pohybu vzduchových hmôt.

Na reguláciu prúdov vzduchu sa používajú šikmé klapky, ktoré vykazujú menší odpor proti prúdeniu a lepšie bránia hromadeniu nečistôt. Použitie regulačných škrtiacich ventilov v aspiračných systémoch sa neodporúča. Je veľmi dôležité, aby boli vzduchovody umiestnené v správnom uhle.

Poloha konštrukcie závisí od zadanej rýchlosti prúdenia vzduchu, ktorá je určená charakterom odstraňovaných nečistôt. Napríklad na zabezpečenie rýchlosti približne 20 m/s je potrebný sklon 60°, pre rýchlosť 45 m/s – uhol menší ako 60° atď.

Ak charakter nečistôt umožňuje predpokladať hromadenie lepkavého prachu vo vzduchovodoch, odporúča sa takéto systémy priemyselnej aspirácie navrhovať od začiatku s ohľadom na maximálnu rýchlosť pohybu vzdušných hmôt.

V malých aspiračných systémoch možno na zriadenie odsávania použiť polyetylénovú hadicu vhodného priemeru. Je to pohodlný, ale nie príliš pevný prvok, ktorý bude časom potrebné vymeniť.

Na uľahčenie procesu čistenia konštrukcie sa do vzduchovodov vkladajú špeciálne vložky z fólie, papiera a iných vhodných materiálov. Bežné domáce a dokonca aj niektoré priemyselné ventilátory nie sú pre aspiračné systémy vhodné, aj keď majú dostatočne vysoký výkon.

Sú potrebné zariadenia so zvýšenou odolnosťou proti opotrebeniu, ktoré môžu dlhodobo pracovať pri vysokom zaťažení bez prerušení.

Bežný problém nízkoučinných aspiračných systémov – straty vzduchu. Aby sa tomuto javu predišlo, odborníci odporúčajú vyberať ventilátory s určitou rezervou výkonu. Straty vzduchu môžu v praxi dosahovať až 30% v porovnaní s vypočítanými údajmi.

Nesprávny výber miestneho odsávania môže negatívne ovplyvniť celý systém. Takýto prvok nemožno vyberať bez zohľadnenia špecifík technologického procesu.

V niektorých prípadoch bude účinné zakrytie typu „dáždnik“, v iných – „vitrína“, digestor, kabína atď. Tento bod je nevyhnutné dohodnúť s technológom v konkrétnej výrobe.

Väčšina aspiračných zariadení je navrhnutá na presun vyčisteného vzduchu do atmosféry, ale niekedy sa takéto vzdušné hmoty vracajú späť do výrobnej miestnosti (+)

Na hrubé čistenie vzduchu od prachu sa používajú prachové vrecká, bezpriehradkové prachové komory, bunkrové plynovody, suché cyklóny a iné podobné zariadenia v závislosti od charakteru prachu.

Pre stredné čistenie sa často používajú skrubre, zatiaľ čo jemné čistenie sa vykonáva pomocou súboru prostriedkov, ktorý môže zahŕňať elektrofilter cyklónového typu a rukávový filter, v niektorých prípadoch sa používa vysokotlaková Venturiho trubica alebo iné vhodné jednotky.

Prečo vznikajú problémy

Aj pri existencii aspiračného systému vo výrobnom priestore je potrebné pravidelne kontrolovať úroveň obsahu znečistení vo vzduchu. Stáva sa, že systém pracuje v normálnom režime, filtre sú v poriadku, ale znečistenie vzduchu zostáva príliš vysoké.

Príčinou nedostatkov môžu byť niektoré javy:

• prach nahromadený vo vzduchovodoch;
• nízka výkonnosť odsávacieho ventilátora;
• príliš veľká spotreba vzduchu;
• nedostatočný prítok čerstvých vzduchových más.

Ak sa v kanáloch vzduchovodov hromadí veľké množstvo prachu, svedčí to o tom, že v projekte boli pôvodne stanovené príliš nízke rýchlosti pohybu vzduchových más. Ďalšou príčinou tohto javu sú – nedostatky v konfigurácii prvkov aspiračného systému.

Včasnému odstráneniu častíc prachu zo systému môže brániť prítomnosť príliš ostrých zákrut, úsekov s malým sklonom, nedostatok dostatočného počtu čistiacich otvorov a pod.

Ak je aspiračný systém navrhnutý a/alebo namontovaný s nedostatkami, bude vystavený zvýšenému zaťaženiu a čoskoro sa stane nepoužiteľným.

Nesprávna montáž alebo chyby môžu spôsobiť príliš vysoké straty vzduchu v systéme, čo vedie k celkovému zníženiu výkonu zariadenia. K úniku vzduchových prúdov môže dôjsť aj v dôsledku nesprávnej činnosti filtračného systému. Z tohto dôvodu sa pri výpočtoch odporúča zahrnúť dostatočné percento na takéto straty.

Ak systémom prechádza dostatočné množstvo vzduchu, ale činnosť systému stále nevykazuje očakávanú účinnosť, možno by ste mali prehodnotiť návrh miestneho odsávacieho krytu.

Mal by byť umiestnený tak, aby zachytával maximálne množstvo znečistení, čím bráni ich vniknutiu do vzduchu miestnosti. Táto konštrukcia je navrhovaná tak, aby neprekážala práci a pohybu personálu.

Pred vypracovaním projektu stacionárneho aspiračného systému je potrebné vykonať technickú expertízu výrobného priestoru, aby sa určili rozmery výmeny vzduchu a základné parametre systému (+)

Ak do miestnosti neprúdi dostatočné množstvo čerstvého vzduchu, nebude ho dostatok pre činnosť aspiračného systému. Na kompenzáciu zvýšenej účinnosti výmeny vzduchu sa vo výrobnom priestore montuje prívodné vetranie s rekuperáciou.

V horúcich dielňach nie je potrebné ohrievať vzduch prichádzajúci zvonku, stačí urobiť otvor v stene a uzavrieť ho klapkou.

Závery a užitočné video k téme

Tu je uvedený prehľad vybalenia a montáže mobilného aspiračného systému RIKON DC3000 pre drevospracujúci priemysel:

V tomto videu je demonštrovaný stacionárny aspiračný systém používaný pri výrobe nábytku:

Aspiračné systémy – moderný a spoľahlivý spôsob čistenia vzduchu v priemyselných priestoroch od nebezpečných nečistôt. Ak je konštrukcia správne navrhnutá a namontovaná bez chýb, preukáže vysokú efektívnosť pri minimálnych nákladoch.

Máte čo doplniť, alebo máte otázky k téme aspiračných systémov? Prosím, zanechajte komentáre k publikácii. Kontaktný formulár sa nachádza v dolnom bloku.