Aspiracijski sustavi: vrste, ustrojstvo, kriteriji odabira uređaja

Proizvodni procesi često su popraćeni ispuštanjem prašine ili plinova koji zagađuju zrak u prostoriji. Problem mogu pomoći riješiti aspiracijski sustavi, projektirani i montirani u skladu s normativnim zahtjevima.

Razjasnit ćemo kako rade i gdje se koriste takvi uređaji, koje vrste sustava za pročišćavanje zraka postoje. Označit ćemo glavne radne dijelove, opisati norme projektiranja i pravila instalacije aspiracijskih sustava.

Kako to radi

Onečišćenje zraka – neizbježan je dio mnogih proizvodnih procesa. Kako bi se poštivali utvrđeni sanitarni standardi čistoće zraka, koriste se aspiracijski procesi. Uz njihovu pomoć može se učinkovito uklanjati prašina, prljavština, vlakna i druge slične nečistoće.

Aspiracija predstavlja usisavanje koje se provodi stvaranjem područja smanjenog tlaka u neposrednoj blizini izvora onečišćenja.

Za stvaranje takvih sustava potrebna su ozbiljna stručna znanja i praktično iskustvo. Iako je rad aspiracijskih sredstava usko povezan s funkcioniranjem ventilacijskih sustava, neće se svaki stručnjak za ventilaciju nositi s projektiranjem i montažom opreme ove vrste.

Za postizanje maksimalne učinkovitosti kombiniraju se metode ventilacije i aspiracije. Ventilacijski sustav u proizvodnom prostoru mora biti opremljen dovodno-odvodnim kompleksom kako bi se osigurao stalan dotok svježeg zraka izvana.

Aspiracija se široko primjenjuje u sljedećim područjima industrije:

• drobiljenje;
• obrada drveta;
• proizvodnja potrošačkih proizvoda;
• ostali procesi koji su popraćeni ispuštanjem velike količine štetnih tvari za udisanje.

Osigurati sigurnost radnika standardnim sredstvima zaštite ne uspijeva se uvijek, i aspiracija može postati jedina mogućnost za uspostavu sigurnog proizvodnog procesa u radionici.

Aspiracijske instalacije namijenjene su učinkovitom i brzom uklanjanju raznih sitnih onečišćenja iz zraka koja nastaju tijekom industrijskog proizvodnog procesa.

Uklanjanje onečišćenja pomoću sustava ove vrste provodi se posebnim zračnim kanalima koji imaju veliki kut nagiba. Takav položaj omogućuje sprječavanje pojave takozvanih zona stagnacije.

Mobilne ventilacijsko-aspiracijske jedinice jednostavne su za montažu i rad, izvrsno su prikladne za mala poduzeća ili čak za kućnu radionicu.

Pokazateljem učinkovitosti rada takvog sustava smatra se stupanj neizbacivanja, tj. omjer količine ončišćenja koja su uklonjena prema masi štetnih tvari koje nisu dospjele u sustav.

Razlikuju se dva tipa aspiracijskih sustava:

• modulrani sustavi – stacionarni uređaj;
• monoblokovi – mobilne jedinice.

Osim toga, aspiracijski sustavi klasificiraju se prema razini tlaka:

• niskotlačni – manje od 7,5 kPa;
• srednjetlačni – 7,5-30 kPa;
• visokotlačni – više od 30 kPa.

Oprema aspiracijskog sustava modularnog i monoblok tipa razlikuje se.

Objašnjenja sheme: 1 – izvor ispuštanja prašine (oprema za preradu žitarica), 2 – kišobran (aspiracijski kišobran),3 – cetrifugalni vetilator,4 – zračni kanali,5 – ciklon,6 – spremnik za skupljanje prašine (+)

Monoblokovi se sastoje od sljedećih elemenata:

• ventilator;
• separiator;
• spremnik otpada.

Separiator je filtar za pročišćavanje zraka koji prolazi kroz uređaj. Spremnik otpada može biti stacionarni, tj. ugrađen u monoblok, ili odvojiv.

Takav se agregat može kupiti već gotov i jednostavno instalirati na mjesto pogodno za izvođenje aspiracijskih postupaka. Pritom ih nije teško povezati s postojećim centraliziranim sustavima.

Modulrani sustavi su složeniji za montažu i skupji, ali je njihova uporaba znatno učinkovitija od primjene monoblok konstrukcija. Takvi sustavi nisu tipski, prvo se projektiraju uzimajući u obzir specifične uvjete i zadaće.

Pri tome se uzima u obzir ni z čimbenika:

• kariakteristike proizvodnog prostora;
• značajke tehnološkog procesa;
• svojstva transportiranog medija itd.

Obično je to centralizirani sustav koji se sastoji od seta zračnih kanala i usisnog bloka. Za velika poduzeća može se koristiti sustav ne s jednim, nego s dva ili više takvih blokova.

Materijal zračnih kanala može biti različit, ovisno o prirodi i količini onečišćenja koja se njima planiraju transportirati.

Usis i poklopac montiraju se što bliže zoni iz koje će se uklanjati onečišćenja, ali ne smiju smetati osoblju u obavljanju radnih obveza.

Najčvršćima se smatraju konstrukcije od crnog metala, ali su one ujedno i najskuplje. U svakom slučaju, pojedini dijelovi zračne mreže hemetički se spajaju pomoću prirubnica pričvršćenih vijcima.

Medu prednostima sustava aspiracije mogu se istaknuti:

• relativna jednostavnost konstrukcije;
• kompatibilnost s različitim vrstama proizvodne opreme;
• sigurnost za okoliš;
• mogućnost automatizacije rada;
• povećanje protupožarne sigurnosti prostora i sl.

Nedostaci takvih uređaja su, prije svega, povećanje troškova električne energije, osobito kod nepravilnog projektiranja, te mala otpornost metalnih zračnih kanala na habanje. Ove čimbenike treba uzeti u obzir pri odabiru odgovarajuće konstrukcije.

Zašto je projektiranje potrebno

Za izradu modularnog sustava usisavanja projektira se ugradnja sljedećih elemenata:

• lokalnog usisavanja;
• kosih zračnih kanala;
• sustava filtara;
• visokotlačnog ventilatora i sl.

Kao lokalno usisavanje mogu se koristiti različiti modeli uređaja, na primjer, bočno usisavanje, konstrukcije tipa “kišobran”, “zaklon” i druge. Zračni kanali se polažu od mjesta zahvata otpada do točke premještanja u vanjski prostor.

Filtarski sustav može uključivati uklanjanje pročišćenih zračnih masa iz prostorije ili njihov povratak nakon filtracije na mjesto zahvata.

Stacionarni usisni sustavi u velikim poduzećima – to su velike građevine koje treba projektirati uzimajući u obzir značajke prostora, karakteristike onečišćenja, konfiguraciju ventilacijskog sustava i mnoge druge pokazatelje

Prije izrade projekta usisnog uređaja potrebno je provesti tehnički pregled stanja objekta. U ovoj fazi mogu se otkriti i ukloniti nedostaci sustava. Isto tako se mogu provjeriti i postojeći ventilacijski i usisni sustavi.

Učinkovitost usisavanja uvelike ovisi o količini zraka koja prolazi kroz zračne kanale u jedinici vremena. Što je ovaj pokazatelj veći, montaža konstrukcije je skuplja, a time i troškovi njezina rada.

Ako se komponente sustava pravilno odaberu, troškovi, kako početni tako i eksploatacijski, mogu se značajno smanjiti.

Stacionarni usisni sustav sastoji se od mnogo modula i elemenata, čija se konfiguracija odabire zasebno za svako poduzeće kako bi se osigurala maksimalna učinkovitost (+)

To uključuje odabir odgovarajućeg uređaja za usisavanje zraka, pravilne proračune distribucije dovodnog zraka i sl. Kao rezultat, opterećenje sustava će se smanjiti, filtri će rjeđe zahtijevati čišćenje, radni vijek ventilatora će se povećati i tako dalje.

Neki vlasnici industrijskih kapaciteta pri odabiru sustava čišćenja idu linijom manjeg otpora. Polaze od parametara uređaja ciklonskog tipa, jednostavno priopćivši dobavljaču uvjete njegova rada: protok zraka i prirodu onečišćenja.

Kao rezultat, dobivaju uređaj čija je učinkovitost odabrana prema tablicama bez uzimanja u obzir ostalih parametara. Iskusni projektanti tvrde da takav pristup obično dovodi do povećanih troškova i smanjenja učinkovitosti rada opreme.

Cijena ciklonskog postrojenja je to viša što su veći volumeni zraka koji se kroz njega kreću. Ako se optimizira postojeći sustav distribucije zraka, moguće je odabrati usise i filtre koji će dati potreban učinak uz manju potrošnju zraka.

Takva oprema bit će jeftinija, ušteda može iznositi otprilike trećinu ukupnih troškova. Upravo zato, prije odabira opreme za aspiracijski sustav, treba se pobrinuti za tehničko vještačenje i pozvati iskusne projektante.

Značajke montaže takvih konstrukcija

Budući da se kroz zračne kanale aspiracijskih sustava prenose značajne količine onečišćenja, prema takvim se konstrukcijama postavljaju i povećani zahtjevi za čvrstoćom, za razliku od dovodnih ventilacijskih sustava.

Za njihovu izradu koristi se čelik debljine od 1,2 do 5,0 mm, a za oblikovane dijelove preporučuje se uzeti čelik čija je debljina veća za 1,0 mm od materijala zračnog kanala.

Za zračne kanale aspiracijskih sustava treba koristiti čvrst čelični lim, debljine najmanje 1,2 mm. Rastavljivi spojevi olakšat će postupak čišćenja sustava od onečišćenja.

Zabranjeno je pričvršćivati aspiracijske zračne kanale obujmicama na ovjesu. Dopušteno je samo korištenje obujmica pričvršćenih pomoću konzola, a u nekim slučajevima kao pričvršćivanje koriste se lanci.

Maksimalna udaljenost između konzola treba iznositi tri metra za cijevi promjera većeg od 40 mm i četiri metra – za promjer konstrukcija od 400 mm ili manje. Ovi parametri osigurat će dovoljnu čvrstoću konstrukcije i smanjiti rizik pucanja zračnih kanala tijekom rada.

Još jedna posebnost aspiracijskih zračnih kanala jest da ih je prilično često potrebno rastaviti kako bi se očistili od onečišćenja nakupljenih na stijenkama. Osim toga, zbog brzog trošenja pojedine elemente potrebno je povremeno zamijeniti.

Iz tog razloga preporučuje se za montažu konstrukcija koristiti brzorastavljive spojne elemente, a ne tradicionalne prirubnice koje zbog čestog rastavljanja i sastavljanja brzo otkazuju.

Kako se u konstrukciji aspiracijskog sustava ne bi nakupljala onečišćenja, potrebno je zračnim kanalima dati pravilan nagib koji ovisi o proračunskoj brzini kretanja zračnih masa.

Za regulaciju protoka zraka koriste se kosi zasuni koji pokazuju manji otpor protoku i bolje sprječavaju nakupljanje nečistoća. Upotreba regulacijskih leptir ventila u aspiracijskim sustavima se ne preporučuje. Vrlo je važno da su zračni kanali postavljeni pod pravilnim kutom.

Položaj konstrukcije ovisi o zadanoj brzini protoka zraka, koja se određuje prema prirodi uklonjenih nečistoća. Tako je za brzinu od oko 20 m/s potreban nagib od 60°, za brzinu od 45 m/s – kut manji od 60° itd.

Ako priroda nečistoća omogućuje predviđanje nakupljanja ljepljive prašine u zračnim kanalima, tada se takvi industrijski aspiracijski sustavi preporučuju inicijalno projektirati s proračunom na maksimalnu brzinu kretanja zračnih masa.

U malim aspiracijskim sustavima za izradu odsisnih otvora može se koristiti polietilensko crijevo odgovarajućeg promjera. To je praktičan, ali ne previše izdržljiv element koji će se s vremenom morati zamijeniti.

Kako bi se olakšao proces čišćenja konstrukcije, unutar zračnih kanala umeću se posebni umetci od folije, papira i drugih prikladnih materijala. Obični kućanski pa čak i neki industrijski ventilatori nisu prikladni za aspiracijske sustave, čak i ako imaju dovoljno visok učinak.

Potrebni su uređaji s povećanom otpornošću na habanje koji mogu dugotrajno raditi pod visokim opterećenjem bez prekida.

Uobičajeni problem za niskoučinkovite aspiracijske sustave – gubici zraka. Kako bi se spriječila ova pojava, stručnjaci preporučuju odabir ventilatora s određenom rezervom snage. Gubici zraka u praksi mogu dosegnuti 30% u usporedbi s proračunskim podacima.

Nepravilan odabir lokalnog odsisnog otvora može negativno utjecati na cijeli sustav. Ne smije se birati takav element bez uzimanja u obzir značajki tehnološkog procesa.

U nekim će slučajevima biti učinkovito zaklonište tipa "kišobran", u drugima – "izložbeni ormar", napa, kabina i sl. Ovu točku je obvezno potrebno uskladiti s tehnologom na konkretnoj proizvodnji.

Većina aspiracijskih uređaja projektirana je za premještanje pročišćenog zraka u atmosferu, ali ponekad se takve zračne mase vraćaju u proizvodnu prostoriju (+)

Za grubo pročišćavanje zraka od prašine koriste se prašni vreće, komore za prašinu bez pregrada, bunkerirani plinski kanali, suhi cikloni i drugi slični uređaji ovisno o prirodi prašine.

Za srednje čišćenje često se koriste skrubberi, a fino čišćenje obavlja se pomoću skupa uređaja koji može uključivati elektrofilter ciklonskog tipa i vrećasti filter, u nekim slučajevima koristi se visokotlačna Venturijeva cijev ili drugi prikladni agregati.

Zašto nastaju problemi

Čak i uz prisutnost aspiracijskog sustava u proizvodnom prostoru, potrebno je povremeno provjeravati razinu onečišćenja u zraku. Dogodi se da sustav radi u normalnom režimu, filteri su u redu, ali onečišćenost zraka ostaje previsoka.

Uzrok nedostataka mogu biti neke pojave:

• prašina nakupljena u zračnim kanalima;
• niska učinkovitost ispušnog ventilatora;
• preveliki protok zraka;
• nedovoljan dotok svježih zračnih masa.

Ako se u kanalima zračnih kanala nakuplja velika količina prašine, to govori da su u projektu inicijalno bile predviđene preniske brzine kretanja zračnih masa. Drugi uzrok ove pojave su nedostaci u konfiguraciji elemenata aspiracijskog sustava.

Pravovremenom uklanjanju čestica prašine iz sustava može smetati postojanje previše oštrih zavoja, dionica s malim nagibom, nedostatak dovoljnog broja otvora za čišćenje i sl.

Ako je aspiracijski sustav projektiran i/ili montiran s nedostacima, trpjet će povećana opterećenja i ubrzo će postati neupotrebljiv.

Neispravna montaža ili pogreške mogu uzrokovati previsoke gubitke zraka u sustavu, što dovodi do općeg smanjenja učinkovitosti uređaja. Istjecanje zračnih struja može se dogoditi i kao posljedica nepravilnog rada sustava filtracije. Iz tog razloga se u proračunima preporučuje ugraditi dovoljan postotak za takve gubitke.

Ako kroz sustav prolazi dovoljna količina zraka, ali rad sustava i dalje ne pokazuje očekivanu učinkovitost, možda bi trebalo preispitati projektiranje lokalnog odsisa-zaštite.

Treba biti smješten tako da prikuplja maksimalnu količinu onečišćenja, sprječavajući njihov ulazak u zrak prostorije. Ova konstrukcija projektira se tako da ne ometa rad i kretanje osoblja.

Prije izrade projekta stacionarnog aspiracijskog sustava potrebno je provesti tehničko ispitivanje proizvodnog prostora kako bi se odredile dimenzije izmjene zraka i glavni parametri sustava (+)

Ako u prostoriju ne ulazi dovoljna količina svježeg zraka, tada će ga nedostajati za rad aspiracijskog sustava. Kako bi se kompenzirala povećana učinkovitost izmjene zraka, u proizvodnom prostoru montira se dovodna ventilacija s rekuperacijom.

U vrućim radionicama nije potrebno grijanje zraka koji dolazi izvana, dovoljno je napraviti otvor u zidu i zatvoriti ga zaklopkom.

Zaključci i koristan video na temu

Ovdje je prikazan pregled raspakiranja i montaže mobilnog aspiracijskog sustava RIKON DC3000 za drvoprerađivačku industriju:

U ovom videu prikazan je stacionarni aspiracijski sustav koji se koristi u proizvodnji namještaja:

Aspiracijski sustavi – suvremen i pouzdan način pročišćavanja zraka u industrijskim prostorijama od opasnih onečišćenja. Ako je konstrukcija pravilno projektirana i montirana bez pogrešaka, pokazat će visoku učinkovitost uz minimalne troškove.

Imate li što dodati ili imate pitanja o temi aspiracijskih sustava? Molimo, ostavite komentare na objavu. Obrazac za kontakt nalazi se u donjem bloku.