W trakcie realizacji procesów technologicznych w zakładach produkcyjnych do powietrza otaczającego stanowisko pracy przedostają się różnego rodzaju zanieczyszczenia: cząstki stałe, gazy, pary i mgły oraz aerozole ciekłe. Stanowią one poważny problem: mogą być zagrożeniem dla pracowników, a także powodować uszkodzenie maszyn i urządzeń. Stanowią również spory problem z punktu widzenie zanieczyszczenia środowiska naturalnego.

W przypadku gazów oraz aerozoli ciekłych zagrożenia dla pracowników wynikają z właściwości toksycznych, palnych i wybuchowych tych zanieczyszczeń. Z kolei cząstki pyłu mogą mieć działanie zwłókniające, alergizujące, drażniące, kancerogenne, radioaktywne oraz toksyczne. Stężenie szkodliwego dla zdrowia zanieczyszczenia w powietrzu w środowisku pracy musi być niższe od jego najwyższej dopuszczalnej wartości (NDS). NDS jest określane jako wartość średnia ważona stężenia, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu przeciętnego tygodniowego wymiaru czasu pracy, przez okres jego aktywności zawodowej, nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego potomstwa. W Polsce np. dla aerozoli mokrych obowiązuje poziom 5 mg/m3.

W celu zapewnienia dopuszczalnego stężenia określonych zanieczyszczeń w powietrzu, stosuje się coraz bardziej efektywne rozwiązania. Mają one zapewnić ograniczenie emisji zanieczyszczeń do otoczenia, np. poprzez stosowanie hermetyzacji procesu technologicznego z jednoczesnym odsysaniem z obudów zanieczyszczonego powietrza. Zanieczyszczone powietrze odprowadza się także bez obudów, ale z wykorzystaniem wentylacji wywiewnej miejscowej. Zadaniem odciągu miejscowego jest usunięcie powstałych zanieczyszczeń w miejscu ich powstania i niedopuszczenie do ich rozprzestrzeniania się w pomieszczeniu. Aby dodatkowo polepszyć warunki na stanowiskach pracy, poprzez ograniczenie zanieczyszczeń i zapewnienie odpowiedniej wymiany powietrza w całym pomieszczeniu z dopływem świeżego, odpowiednio uzdatnionego powietrza, konieczna staje się współpraca wentylacji miejscowej z mechaniczną wentylacją ogólną obiektu.

Nie wyrzucajcie ciepła!
Najprostszym rozwiązaniem, które zapewnia odpowiedni poziom NDS jest zwiększenie ilości powietrza przetłaczanego przez wentylację ogólną. Za jej pomocą odprowadza się zanieczyszczone powietrze na zewnątrz budynku i jednocześnie zasysa powietrze świeże z zewnątrz, tak aby zachować balans powietrzny w pomieszczeniu. Niestety w okresie jesienno-zimowym oznacza to wyrzucanie poza budynek powietrza ogrzanego sztucznie i w wielu przypadkach powietrza ogrzanego procesem przemysłowym. To marnotrawstwo. Coraz szybciej rosnące koszty energii powodują zapotrzebowanie na odzysk ciepła. Rekuperacja (odzysk ciepła) nie działa z zanieczyszczonym powietrzem (wentylacja ogólna przejmuje zadania filtrowentylacyjne i ulega stopniowemu obciążeniu przez procesowe zanieczyszczenia powietrza). Rozwiązaniem mogą być agregaty filtracyjno-wentylacyjne, przeznaczone do bezpośredniego zastosowania w pomieszczeniu. Ich rolą jest usunięcie zanieczyszczonego powietrza ze źródła emisji, oczyszczenia go i ponowne wprowadzenie do obiegu. Zaletą tego jest łatwość ustawiania przy dowolnym stanowisku oraz oszczędność energii cieplnej w sezonie grzewczym dzięki wprowadzaniu oczyszczonego powietrza z powrotem do pomieszczenia (a nie na zewnątrz budynku).

Oszczędności, ale jakie?
Zastosowanie wydajnych urządzeń filtrowentylacyjnych, szczególnie w przypadku procesów produkcyjnych, w których uwalniane są duże ilości zanieczyszczonego powietrza oraz generowane znaczne ilości ciepła przynosi wymierne korzyści finansowe. Przykładem mogą być poziome maszyny do odlewnia aluminium, których użycie powoduje konieczność minimum 6-krotnej wymiany powietrza przez wentylację ogólną na godzinę w hali produkcyjnej w celu zachowania odpowiednich norm środowiskowych. Czy zastosowanie odpowiednich urządzeń filtrowentylacyjnych, gwarantujacych 99,99% skuteczności filtracji podczas całego okresu użytkowego procesu, pozwali obniżyć ten współczynnik do 1,5 raza na godzinę i umożliwi zainstalowanie wymiennika ciepła pozwalającego odzyskiwać energię z procesu? Air.Saver (narzędzie do symulacji kosztów udostępnione przez firmę Absolent) umożliwia oszacowanie tego zadania. Przy założeniu pracy na poziomie 7 896 h/rocznie na hali o kubaturze 21 600 m3 i cenie kilowatogodziny 0,1 euro możemy zredukować ilość wymienianego powietrza o 97 200 m3/h i szacunkowo rocznie zaoszczędzić ok 350 tysięcy euro. Zakładając, że w atmosferze zakładu obróbczego znajduje się 5 mg/m3 zanieczyszczeń olejowych to potencjalnie (w tym samym okresie) z powietrza hali można odseparować prawie 6 tys. litrów mgły oleju przy zastosowaniu filtra o skuteczności 99,99% pracującego z tą samą wydajnością przez cały okres serwisowy.

– Czyste powietrze w przestrzeni przemysłowej nie powinno być rozpatrywane poprzez prawny stan regulacji narzucanej przez państwo. Powietrze wolne od zanieczyszczeń otwiera przestrzeń do zarządzania wynikiem finansowym. Skuteczne oczyszczanie powietrza wiąże się nie tylko ze skutecznością filtracji, ale również odpowiednim doborem urządzeń, które pozwalają na usuwanie zanieczyszczeń u źródła ich powstawania. W środowisku przemysłowym zanieczyszczone powietrze zapisywane jest z reguły po ujemnej stronie bilansu finansowego. Umiejętnie wykorzystane powietrze czyste zwraca się w odzyskanej energii, przejrzystej produkcji i wyższej kontroli jakości – mówi Michał Menegon, prezes zarządu Menegon sp. z o.o.

Filtrowentylacja oszczędza ciepło i jest prostsza oraz tańsza w eksploatacji niż często nieprzystosowane do danych zanieczyszczeń systemy wentylacji ogólnej, niejednokrotnie wyposażone w wymienniki ciepła. Ponadto oferowane dziś systemy filtrowentylacji wspomagają działanie wentylacji ogólnej oraz systemu grzewczego poprzez wymuszenie ruchu powietrza i wyrównanie temperatury na hali.
Z myślą o przyszłości
Przykład krakowskiego smogu tylko potwierdza, że jednym z najmniej zauważalnych (do czasu) i jednocześnie najbardziej uciążliwym jest zanieczyszczenie powietrza. Lekarze szacują, że wysoki poziom zanieczyszczeń w powietrzu jest przyczyną nawet kilkuset zgonów w ciągu roku w samym Krakowie. To dobitnie pokazuje, że potencjalnie pojemny bufor czystego powietrza, które możemy wykorzystywać i który bezwzględnie eksploatujemy nie jest nieskończony. Rozrzedzanie powietrza, stosowane w klasycznej wentylacji, nie rozwiązuje więc żadnych problemów środowiskowych.

Innym problemem jest również głośny dziś medialnie problem emisji CO2, który jest kosztem wytwarzania energii elektrycznej, niezbędnej w dalszym rozwoju cywilizacyjnym. Czym więcej zużywamy prądu tym więcej emitujemy CO2. Pozornie nawet zastosowanie filtrowentylacji nie ogranicza emisji tego gazu cieplarnianego. Oczyszczenie powietrza ogranicza jego zanieczyszczenie, ale nie udział w ogólnym zużyciu energii – jej część zużyto bowiem na jego uzdatnianie. Jednak czyste powietrze może zmniejszyć udział w globalnym generowaniu CO2, dzięki możliwości odzyskania z niego ciepła, które można ponownie wykorzystać w zakładzie produkcyjnym. Znaczenie filtrowentylacji w zmniejszaniu emisji, jeżeli realizowane z głową, pozwala na lokalną ochronę środowiska, ale poparte odzyskiem ciepła jest częścią globalnej troski o biosferę.

– Tam, gdzie pozwalamy sobie na rozrzedzanie zanieczyszczonego powietrza, robimy to pozornie za darmo, ale kosztem przyszłych pokoleń – podsumowuje Michał Menegon.

Wydatki generowane przez zanieczyszczone powietrze:
- kontrola procesu produkcyjnego,
- kontrola jakości produktu,
- utrzymanie w ruchu urządzeń przemysłowych,
- awaryjność elektroniki,
- produktywność personelu,
- rotacja ze względu na zwolnienia chorobowe,
- koszty przyspieszonej degradacji infrastruktury uu(od systemu wentylacyjnego, po budynki przemysłowe i okolicę zakładu).

Artykuł powstał na podstawie materiałów dostarczonych przez firmę Menegon sp. z o.o.