Co musisz wiedzieć o wentylacji przemysłowej i zanieczyszczeniu powietrza w halach produkcyjnych

Zanieczyszczenie powietrza w halach produkcyjnych zależy od koncepcji cyrkulacji powietrza oraz od rodzaju, położenia i wielkości obciążeń cieplnych. To także zależy od typu i układu wylotów powietrza. Na przykład poziom zanieczyszczeń sięgający 100% przy wentylacji mieszanej można zmniejszyć do poniżej 10% dzięki zastosowaniu innych wzorców przepływu powietrza. Amplituda obciążeń cieplnych waha się od 100 do prawie 40%. Planując system wentylacji hali przemysłowej, wyzwaniem jest teraz wykorzystanie tego potencjału do optymalizacji systemu i oszczędności. Wymaga to precyzyjnego badania procesów generujących zanieczyszczenia w obszarze pracy hal produkcyjnych.

Aby zidentyfikować te procesy, najskuteczniejszą metodą jest zastosowanie wentylacji, która zwiększa i zmniejsza poziom zanieczyszczeń.

W halach produkcyjnych znajdują się cztery strefy przepływu:

• Strefa przepływu ciepła przy maszynach produkcyjnych i powyżej.
• Naturalna strefa konwekcyjna na zewnętrznych ścianach i schodkowych dachach.
• Obszar, gdzie przepływ powietrza jest rozpraszany wewnątrz hali.
• Obszar, gdzie zostaną zainstalowane urządzenia rejestrujące.
• Następujące efekty mogą być stosowane w procesach wentylacji, które zwiększają lub zmniejszają zanieczyszczenie powietrza wewnętrznego, w zależności od ich wpływu na miejsce pracy.

Efekty zmniejszające zanieczyszczenie powietrza wewnątrz hal produkcyjnych:

• Wprowadzenie powietrza dopływającego bezpośrednio do miejsca pracy .
• Bezpośrednie wychwytywanie zanieczyszczeń w punkcie emisji.
• Przepływ ciepła w maszynach produkcyjnych i powyżej.
• Przepływ wyporności na ścianach sali.

Skutki zwiększającego zanieczyszczenie powietrza wewnątrz hal produkcyjnych:

• Impulsowe procesy emisji zanieczyszczeń kierowane z maszyn do miejsca pracy.
• Doprowadzane powietrze i prądy krzyżowe zakłócają przepływ ciepła i powodują efekty wypychania do powierzchni pracy.
• Przepływ powietrza dochodzącego przez zanieczyszczoną warstwę wierzchnią oraz w efekcie transport stęchłego powietrza do miejsca pracy.
• Niewystarczające przepływy powietrza, które powodują cofnięcie zanieczyszczonego powietrza z górnej warstwy.
• Prądy opadające na zimnych ścianach zewnętrznych, które przekierowują zanieczyszczone powietrze z górnej warstwy do miejsca pracy.

Rozkład emitowanych ilości ciepła i zanieczyszczeń zależy od wielu czynników, takich jak system wentylacji, sposób emisji ciepła i zanieczyszczeń oraz urządzenia wychwytujące. Istnieją cztery parametry oceny, które można wykorzystać do opisania zakresu ich wpływu na obciążenia zanieczyszczenia i cieplne. Są to bardzo przydatne ogólne rozważania dotyczące procesów zanieczyszczających, ponieważ pozwalają wyciągać wnioski, które można bezpośrednio wykorzystać do planowania wentylacji hali i obliczania obciążenia. Jednak techniczne procesy pomiaru takich wpływów są w praktyce dość skomplikowane.

Te złożone procesy opisuje się za pomocą czterech parametrów ewaluacji, mianowicie:

1. stopień przechwytywania,
2. stopień zanieczyszczenia,
3. stopień zanieczyszczenia systemu,
4. stopień wydalenia.

1. Stopień wychwytywania

Najlepszą metodą redukcji zanieczyszczeń i ich rozprzestrzeniania przez halę przemysłową jest ich wychwytywanie w miejscu, gdzie są wytwarzane. Efektywność i skuteczność tego wskaźnika opisuje stopień przechwytu. Ten ostatni definiuje się jako stosunek bezpośrednio przechwytywanego strumienia zanieczyszczeń do uwolnionego strumienia zanieczyszczeń, który stanowi miarę efektywności metody oczyszczania powietrza. Jednak nie jest to cecha urządzenia przechwytującego. Zamiast tego zależy to od wielu parametrów, takich jak rodzaj emitowanego zanieczyszczenia oraz prądy poprzeczne i przepływy powietrza wychwycone. Na przykład ten sam pierwiastek wychwytujący może mieć różne stopnie przechwytywania dla różnych rodzajów zanieczyszczeń.

2. Stopień zanieczyszczenia

Stopień zanieczyszczenia jest miarą jakości systemu wentylacyjnego. Reprezentuje stosunek między rzeczywistym udziałem przepływu zanieczyszczeń na poziomie obszaru pracy a tym, który nie jest bezpośrednio wychwytywany i w związku z tym emitowany do hali. "Emitowane w hali" oznacza, że część obciążeń jest kierowana na miejsce pracy, a inna na górną warstwę. W praktyce określenie stopnia zanieczyszczeń za pomocą technicznych metod pomiarowych jest zazwyczaj bardzo skomplikowane lub wręcz niemożliwe, ponieważ trudno jest zmierzyć ilość emitowanych zanieczyszczeń.

3. Stopień zanieczyszczenia systemu

Stopień zanieczyszczenia systemu jest wskaźnikiem jakości przy ocenie ogólnych miar związanych z wentylacją i technologią wentylacji stosowaną w hali produkcyjnej przemysłowej. Reprezentuje stosunek między rzeczywistym strumieniem zanieczyszczeń w obrębie obszaru pracy a ogólnym strumieniem emitowanych zanieczyszczeń. Wskaźniki wychwytywania i zanieczyszczenia oraz proste obserwacje równowagi mogą posłużyć do wyprowadzenia jasnych równań dla stopnia zanieczyszczenia systemu, w zależności od różnych systemów wentylacji powietrza i proporcji zanieczyszczeń. Te parametry prowadzą nas do zakresu obliczeń obciążenia.

4. Stopień wypychania

Stopień wypychania odnosi się wyłącznie do wentylacji przez warstwowanie, jest miarą znaczenia oddziaływania między prądami krzyżowymi a strumieniem ciepła. Reprezentuje stosunek między obciążeniami zanieczyszczeniami i cieplnymi usuwanymi z przepływu ciepła a całkowitym obciążeniem zanieczyszczeniami, które są emitowane. Jeśli stopień wypychania jest wysoki, oznacza to, że przepływ ciepła jest niemal całkowicie przerwany lub zniszczony, podczas gdy niski stopień wypychania jest oznaką quasi-przerwanego i stabilnego przepływu ciepła, jak w przypadku:

• gdy różnice temperatur między maszynami produkcyjnymi a powietrzem otoczenia są znaczące,
• gdy prądy krzyżowe działają tylko na jego konturze.

Ogólnie stopień wypychania wzrasta wraz ze wzrostem prędkości i wysokości napływającego przepływu, a maleje wraz ze wzrostem przepływu ciepła.

Wykazano, że warunki brzegowe w hali przemysłowej również muszą być brane pod uwagę, jeśli ma być zastosowana zasada wentylacji warstwowej. Jeśli nie da się uniknąć prądów krzyżowych z otworami do sąsiednich skrzydeł hali lub wejść, z wyjątkiem bliskich manewrów otwierania/zamykania, nie można stosować wentylacji warstwowej.

Środowisko pracy w halach produkcyjnych powinno zapewnić spełnienie wiążących limitów wartości granicznych narażenia zawodowego (OEL) dla zwiększenia zdrowia pracowników w zakresie szkodliwych substancji w powietrzu. Dopuszczalne wartości narażenia zawodowego (OEL) są kluczowym elementem unijnej polityki bezpieczeństwa i higieny pracy.

Dyrektywy OEL (Occupational Exposure Limits) to unijne przepisy określające dopuszczalne stężenia szkodliwych substancji chemicznych w powietrzu w miejscu pracy, mające na celu ochronę zdrowia pracowników przed chorobami zawodowymi. Nowe zmiany (np. Dyrektywa 2022/431, 2024/869) sukcesywnie obniżają limity dla rakotwórczych substancji, mutagennych oraz ołowiu.

Jej celem jest Oochrona pracowników przed krótkoterminowymi i długoterminowymi skutkami zdrowotnymi narażenia na czynniki chemiczne, takie jak pary, mgły czy pyły.

Nasze wydajne systemy wentylacji hal zapewniają najlepszą możliwą jakość powietrza i idealne temperatury w halach produkcyjnych. 

Przegląd zdecentralizowanych systemów wentylacji