Energetické úspory v oblasti odsávání a filtrace prachu a dýmů
V současné době růstu cen za elektrickou energii jsou požadavky na energetickou úspornost všech technologických zařízení jedním z významných faktorů, často stavěných na stejnou úroveň, jako je produktivita technologie, výkon a ergonomie. Firma Nederman kráčí v čele tohoto trendu a energetickou úspornost svých produktů klade na první příčky zájmu při vývoji a zlepšování svých produktů. Na rozdíl od mnoha jiných dodavatelů si však Nederman uvědomuje, že energetická úspora má smysl jen tehdy, pokud se technologie výrazně neprodraží nebo pokud má zvýšená investice do energeticky úsporných zařízení rozumnou návratnost a přináší také další výhody uživateli.
Přímé úspory elektrické energie
Klasická odsávací technologie se skládá ze zařízení pro záchyt škodlivin (odsávací ramena, digestoře, speciální stoly a zákryty), z filtrační jednotky a ventilátoru, který v systému tvoří proudění a podtlak. Přímé energetické úspory nalezneme u každé části tohoto systému, a to již ve fázi návrhu technologie. Čím blíže se škodlivina zachytává od svého zdroje, tím menší množství vzduchu je třeba odsát a tím je menší i spotřeba celého systému. Všude, kde to jde, je proto žádoucí používat metodu „Capture At Source“ (odsávání od zdroje). Pokud to tedy lze, je vhodné nahradit odsávací zákryty nebo digestoře odsávacími rameny nebo stoly. Nejvýraznější úsporu množství odsátého vzduchu (společně s největší účinností), pak přináší metody vysokopodtlakového odsávání, kdy prach a dýmy jsou strhávány ze vzdálenosti pouhých jednotek centimetrů od místa svého vzniku.
Pro srovnání je možné uvést typické průtoky pro jedno pracoviště sváření o velikosti 2 × 1 m:
| digestoř (2,5 × 1,5 m) | nejméně 2700 m3/h |
| odsávací rameno | typicky 800 m3/h |
| odsávaný hořák | 80 m3/h |
U robotických svařovacích pracovišť je úspora nejmarkantnější – zatímco digestoře „polykají“ tisíce m3/h, odsávané hořáky si vystačí s méně než desetinou tohoto množství, nemluvě o problémech s digestořemi (pevná instalace, konflikt s jeřábem, nižší účinnost záchytu).
Odsávací ramena Nederman jsou nejčastější metodou záchytu škodlivin u zdroje
Odsávání přímo od svařovacího hořáku je nejefektivnější a nejméně energeticky náročnou metodou
U filtračních jednotek lze dosáhnout energetických úspor zejména vhodnými programy pro regeneraci vložek (nejčastěji pomocí pulsů stlačeného vzduchu). Častým nedopatřením je ignorování spotřeby elektrické energie kompresorem, který stlačený vzduch pro ofuky filtračních vložek připravuje. Zatímco filtr, který je ofukován v pevně nastavených časových intervalech, spotřebuje desítky litrů vzduchu za minutu, filtr vybavený funkcí Δp Control, tedy sledováním stavu zanesení vložek a spouštění regenerace na základě aktuální tlakové ztráty, sníží spotřebu vzduchu pro regeneraci (a tedy i spotřebu elektrické energie) až o 70 %. Přitom cena za modul Δp Control bývá v řádu maximálně jednotek tisíc korun.
Ventilátory Nederman jsou úsporné již svojí konstrukcí, ve spojení s frekvenčním měničem je ekonomika jejich provozu excelentní.
Největší úspory lze pochopitelně dosáhnout u ventilátorů, a to jednak jejich vhodným výběrem (předimenzovaný ventilátor spotřebovává větší množství energie, aniž by přinášel lepší výkon odsávání), ale zejména pokročilými metodami jejich spouštění a řízení za pomoci frekvenčních měničů. Aby měl frekvenční měnič smysl, musí být doplněn o plynulou regulaci otáček (PID regulace) na základě kontinuálního měření tlakové ztráty v systému. K tomu slouží čidla podtlaku nainstalovaná na začátek odsávací trasy a před ventilátor. Tato automatická regulace otáček má samozřejmě smysl pouze tehdy, když jsou uzavírány jednotlivé odbočky (odsávaná místa) v okamžiku, kdy z nich není třeba odsávat. V praxi je současnost odsávaných pracovišť často i méně než 50 % (v okamžiku, kdy si např. svářeč připravuje materiál, není třeba odsávání). Ideální je pak spojení automatických potrubních klapek s detekcí spuštěného nástroje (svařovacího hořáku nebo elektrického ručního nářadí) – bez nutnosti zásahu obsluhy – s frekvenčním měničem s PID regulací. Systém tak zcela samočinně udržuje rovnoměrnou úroveň podtlaku na všech aktuálně využívaných pracovištích, a to pouze s nejmenší nutnou spotřebou ventilátoru coby hlavního místa odběru elektrické energie v systému. Výpočty Nederman dlouhodobě ukazují, že návratnost investice do automatických klapek a frekvenčního měniče s PID regulací je kolem dvou let. Kromě toho přináší řízení frekvenčním měničem další nezanedbatelné výhody – snížení hlučnosti, snížení zátěže filtračních vložek, menší opotřebení všech částí systému, ale také možnost manuálně zvýšit výkon odsávání, pokud je to ve zvláštních případech zapotřebí.
Úspory nákladů na vytápění
Moderní odsávací a filtrační systémy, mezi které patří i výrobky Nederman, jsou schopny prakticky libovolně zaprášenou vzdušinu přefiltrovat tak, že vzduch vyfukovaný ze systému je možné přímo vracet na pracoviště, a to bez nutnosti instalace například rekuperačních jednotek. Aby toho bylo možné dosáhnout, je třeba používat odpovídající filtrační materiál. Rozhodně nelze filtrační tkaninu určenou např. pro dřevní prach použít také pro filtraci dýmů ze svařování. Aby byla účinnost filtrace odpovídající, je nutné, aby filtr zachytil nejméně 99 % částic nad 0,5 mikrometru, ideální je pak účinnost vyšší než 99,9 %. Pouze při takovéto účinnosti filtrace je možné přefiltrovanou vzdušinu vracet zpět na pracoviště. Úspory energií na vytápění prostor jsou pak opravdu značné – zvlášť pokud si uvědomíme, že filtrační systém o výkonu 10 000 m3/h (hodnota doporučená pro 10–12 pracovišť svařování při použití odsávacích ramen) je schopen v hale o velikosti 50 × 10 × 10 m kompletně vyměnit vzduch 2× za hodinu. V takových případech je návrat přefiltrované vzdušiny nebo alespoň její využití v rekuperaci tepla (pokud je vzdušina znečištěna také jedovatými plyny) přímo nezbytností.
Nederman také disponuje technologiemi tzv. totálního zaplavování, které se používá v provozech, kde nelze použít odsávání klasickými rameny (například při svařování velkých konstrukcí, kontejnerů, stožárů, apod.). Tyto systémy jsou přímo založeny na řízeném větrání celé haly s návratem přefiltrované vzdušiny zpět. Systém je založen na úpravě teplot odsávané a navracené vzdušiny tak, aby vznikalo vzestupné proudění se záchytem znečištěné vzdušiny pod stropem haly.
Tipy na návrhy úsporných systémů odsávání a filtrace
Energetické úspory vznikají již ve fázi přípravy projektu. Firma Nederman doporučuje několik jednoduchých zásad:
Slučování pracovišť do větších celků
Při instalaci jednoho centrálního systému pro všechna pracoviště s výskytem dýmů a prachu místo instalace separátních odsávacích a filtračních jednotek pro lokální pracoviště lze docílit lepší energetické bilance a lepšího využití frekvenčních měničů – tím pádem i nižší celkové spotřeby.
Krátké potrubní trasy
Automatická, motoricky ovládaná klapka Nederman s proudovým čidlem a ručním spínačem
Čím dále je filtrační jednotka a ventilátor od místa vzniku škodlivin, tím větší tlakové ztráty ventilátor musí překonávat a tím větší spotřebu elektrické energie bude mít.
Slučování různých operací do jednoho filtračního systému
Pokročilé filtrační systémy Nederman si bez problému poradí se znečištěním z více typů operací. Typicky je možné jednu filtrační jednotku používat na odsávání od svařování, broušení, popř. pálení plasmou či laserem. Premiantem v tomto oboru jsou pak vysokopodtlakové systémy Nederman, které se dají kromě odsávání prachu a dýmů od stabilních zařízení i ručního nářadí použít také pro úklid pracovišť.
Automatika řízení
Systém by měl umožňovat automatický start a odstavení filtračního systému bez nutnosti zásahu obsluhy (pokud obsluha zapomene vypnout odsávání přes víkend, přijdou veškeré úspory energie vniveč) a jeho automatickou regulaci podle aktuálně požadovaného výkonu – toho lze dosáhnout automatickými klapkami a frekvenčními měniči Nederman.
Modelový příklad
Úspory energií při odsávání a filtraci prachu lze demonstrovat na modelovém příkladu zámečnické dílny, kde je celkem 5 svářecích pracovišť (z nichž jsou nejčastěji obsazena pouze tři současně) a další tři pracoviště, kde se brousí ručními bruskami. Součástí je také malá stolní plazmová pálička.
V současném stavu je pálička odsávána ventilátorem s cyklonem vně budovy a s výfukem vzdušiny do atmosféry. Pracoviště sváření jsou odsávány digestořemi se samostatnými ventilátory s přímým výduchem mimo budovu, broušení není odsáváno vůbec.
Současná energetická bilance je následující:
| Spotřeba ventilátoru odsávání páličky | 4 kWh (3000 m3/h) |
| Spotřeba ventilátorů odsávání svařovacích boxů | 5 × 2,2 kWh = 11 kWh (5 × 2000 m3/h) |
| Ztráty teplého vzduchu (při ohřevu z +5 °C na +20 °C) | 65 kWh (13 000 m3/h) |
| Celková spotřeba systému | 80 kWh |
Celková spotřeba systému je 80 kWh, což při ceně elektřiny 3,0 Kč / 1 kWh činí asi 485 000,– Kč za rok (při jednosměnném provozu 250 dnů v roce).
V případě instalace nízkopodtlakového odsávacího systému, který bude vybaven automatickými klapkami s detekcí svařovacího proudu, proudu odebíraného bruskou a páličkou, s funkcí automatického startu a zastavení, s řízením frekvenčním měničem a s návratem přefiltrované vzdušiny zpět do odsávaných prostor, bude energetická bilance následující:
| Spotřeba ventilátoru centrálního odsávání – jmenovitá | 15 kWh (13000 m3/h) |
| Spotřeba ventilátoru centrálního odsávání – skutečná s frekvenčním měničem | cca 12 kWh (cca 75 % současnost) |
| Spotřeba ostatních součástí (pohony, regulace, atd.) | max. 1 kWh |
| Ztráty teplého vzduchu (návrat vzdušiny zpět) | 0 kWh |
| Celková spotřeba systému | do 13 kWh |
Celková spotřeba systému bude do 13 kWh, což při ceně elektřiny 3,0 Kč / 1 kWh činí asi 78 000,– Kč za rok (při jednosměnném provozu 250 dnů v roce).
Celkové náklady na instalaci odsávací technologie s výše uvedenou výbavou (náklady na technologii, dopravu, potrubí a montáž) nepřekročí 800 000,- Kč (záleží na místních podmínkách). Celý systém odsávání se tak splatí do 2 let, a to jenom na nákladech za elektrickou energii a vytápění, nemluvě o výrazně vyšším komfortu pro pracovníky (výrazně bezpečnější a zdravější pracoviště), nižším znečištění životního prostředí (objekt má nulové emise) a rovněž i vyšší prestiži firmy ve vztahu k obchodním partnerům.
Firma Nederman je známá jako světový lídr v oblasti průmyslového odsávání a filtrace. Disponuje filtračními technologiemi pro veškeré typy provozů – od odsávání výparů v malé laboratoři po filtraci spalin tepelné elektrárny. Zabývá se také odsáváním výfukových plynů, dodávkami médií na pracoviště a zpracováváním železného odpadu a recyklací provozních kapalin ve strojírenství. Tým projektových specialistů a techniků je k dispozici zákazníkům v každém z regionů České i Slovenské republiky.
S firmou Nederman může být váš provoz čistší, bezpečnější a v neposlední řadě také úspornější.
Technologie a systémy Nederman pro průmyslové odsávání a filtraci. Řešíme odsávání a filtrace od svařování nebo broušení, filtrace olejové mlhy, filtrace suchých a výbušných prachů Ex, odsávání výfukových plynů, kompletní dodávky centrálních úklidů. Návrh ...