Klimat w drukarni. Wentylacja mechaniczna w obiektach

Klimat w drukarni. Wentylacja mechaniczna w obiektach

p
owietrze
Klimat w drukarni
Wentylacja mechaniczne z odzyskiem ciepła
w obiektach wielkokubaturowych
Drukarnie nale¿¹ do obiektów, w których inwestycje zwi¹zane z wentylacj¹ i obróbk¹ powietrza poddawane s¹ szczególnie wysokim wymaganiom. Trzeba w nich zapewniæ nie tylko odpowiednie warunki dla pracowników, ale równie¿ utrzymaæ wymagane parametry powietrza, na
odpowiednim poziomie, niezale¿nie od zmian natê¿enia procesu produkcyjnego. Musi byæ tak¿e uwzglêdniony charakter poszczególnych
pomieszczeñ.
Maszyny drukarskie podczas termicznego procesu utrwalania farby drukarskiej
na papierze, wytwarzaj¹ du¿e iloœci ciep³ego powietrza. Ze wzglêdu na zwiêkszon¹ zawartoœæ substancji szkodliwych,
mo¿na to ciep³o powtórnie wykorzystaæ,
jedynie w procesie odzysku ciep³a, dla
potrzeb wentylacji mechanicznej.
W pomieszczeniach drukarni gromadzone s¹ du¿e iloœci papieru. Poniewa¿
papier ch³onie wilgoæ, ma istotny wp³yw
na wilgotnoœæ powietrza, obni¿aj¹c j¹.
Mo¿e to mieæ katastrofalne skutki dla zapewnienia ci¹g³oœci procesu produkcji.
Wielonak³adowe maszyny drukarskie, wyposa¿one w bezobs³ugowe podajniki papieru wymagaj¹ œciœle okreœlonego poziomu wilgotnoœci. W przeciwnym razie mo¿e dojœæ do ich zablokowania. W ca³ej
drukarni powinna byæ równie¿ mo¿liwie
wyrównana temperatura powietrza pomiêdzy pomieszczeniami o du¿ych zyskach ciep³a (produkcja), a pomieszczeniami, w których ich nie ma (ciêcie papieru,
magazyn).
Podstawowe wymogi dotycz¹ce
powietrza w obiekcie
KrotnoϾ wymian
Temperatura
WilgotnoϾ
1 do 10 [w/h ]
16-22 (max. 24) [°C]
50-60 [%]
Firma Bartosz proponuje zastosowanie
zaprojektowanego specjalnie do drukarni
Systemu Wentylacji z Odzyskiem Ciep³a.
Dziêki zastosowaniu centrali wentylacyjnej, wyposa¿onej w wysokosprawny wymiennik ciep³a, maksymalnie wykorzystuje siê ciep³o odpadowe z wyrzucanego powietrza. Ca³kowita szczelnoœæ urz¹dzeñ
zapewnia brak kontaktu wywiewanego,
zu¿ytego powietrza ze œwie¿ym, nawiewanym. Dziêki zachowaniu jednakowego
stosunku strumieni powietrza, uk³ad nie
wywo³uje podciœnienia lub nadciœnienia
2 Rynek Instalacyjny
wrzesieñ 2004
wewn¹trz obiektu. Brak szronienia na wymienniku eliminuje koniecznoœæ zastosowania nagrzewnicy wstêpnej oraz automatyki ni¹ steruj¹cej. Natomiast nagrzewnica wtórna zosta³a zastosowana dla
utrzymania odpowiedniej temperatury powietrza od momentu w³¹czenia uk³adu,
oraz w przypadku niedostatecznych parametrów powietrza do odzysku ciep³a.
Zasada działania
G³ównym elementem tego systemu
jest spiralny przeciwpr¹dowo-krzy¿owy
wymiennik ciep³a. Dziêki niemu zu¿yte
powietrze, poprzez przeponê, oddaje
ciep³o œwie¿emu, nap³ywaj¹cemu z zewn¹trz, bez mo¿liwoœci mieszania siê
z nim. W ten sposób odzyskuje siê ok.
85-92% ciep³a! (rys.) Zmniejsza to
w znacznym stopniu zapotrzebowanie
ciep³a na podgrzanie œwie¿ego powietrza
Schemat Systemu Wentylacji z Odzyskiem Ciep³a Bartosz
wentylacyjnego. Przy „szczelnym” obiekcie, wybudowanym w oparciu o wytyczne
dobrej „termoizolacji”, nie ma mo¿liwoœci przedostawania siê powietrza w sposób
niekontrolowany, a wiêc niekontrolowanym stratom ciep³a, oraz przedostawaniu
siê zanieczyszczeñ. Spe³niony jednak musi byæ warunek wilgotnoœci powietrza pomiêdzy 50% a 60%. Utrzymanie takich
parametrów zapewniono umieszczaj¹c na
kanale nawiewnym lance parowe zasilane z nawil¿acza, za nagrzewnic¹ komory
nawil¿ania. Dopiero po ca³kowitej obróbce powietrze jest rozprowadzane przewodami nawiewnymi. Wysoka wilgotnoœæ
usuwanego, ciep³ego powietrza wzmaga
stopieñ odzysku ciep³a o ciep³o wykraplania siê pary wodnej na urz¹dzeniu.
Ca³y uk³ad zabezpieczony jest filtrami
kana³owymi-kieszeniowymi, zarówno po
stronie powietrza usuwanego jak i powietrza œwie¿ego.
Uk³ad zosta³ zaprojektowany w taki
sposób, aby zminimalizowaæ koniecznoœæ
jego obs³ugi. Wszystkie parametry powietrza s¹ kontrolowane przez odpowiednie
czujniki, które dostarczaj¹ informacje do
sterownika mikroprocesorowego. Odpowiedni program umo¿liwia nastawê ¿¹danych parametrów. Sterownik sam steruje
poszczególnymi urz¹dzeniami (wentylatory, nagrzewnica, nawil¿acz, si³owniki na
by-passach), d¹¿¹c w sposób ci¹g³y do
osi¹gniêcia odpowiedniej temperatury
i wilgotnoœci nawiewanego powietrza.
Wydajnoœæ uk³adu mo¿e byæ p³ynnie modyfikowana, dziêki zastosowaniu falowników. System ma równie¿ w³asn¹ kontrolê
pracy. W momencie awarii jakiegokolwiek
urz¹dzenia, które mo¿e zagra¿aæ poprawnemu funkcjonowaniu uk³adu, zostaje on
automatycznie wy³¹czony. Powtórne uruchomienie mo¿e zostaæ dokonane jedynie
po usuniêciu usterki. Szafa steruj¹ca wyposa¿ona jest w lampki kontrolne pracy/awarii urz¹dzeñ (np. w przypadku zabrudzenia filtrów, pojawia siê komunikat
na wyœwietlaczu LCD o koniecznoœci ich
wymiany).
Schemat wentylacji z odzyskiem ciep³a
Elementy centrali wentylacyjnej
Element
Typ
Parametry
Wymiennik ciep³a
spiralno-przeciwpr¹dowo-krzy¿owy Q = od 300 m3/h
do 16 000 m3/h
Wentylatory
kana³owe
w zale¿noœci od konfiguracji
Filtry powietrza
EU4 – nawiew
EU3 – wyci¹g
w zale¿noœci od konfiguracji
Nagrzewnica powietrza wodna
w zale¿noœci od konfiguracji
By-passy (opcja lato)
przepustnice wielop³aszczyznowe
z si³ownikiem × 2
otwórz / zamknij
(potwierdzenie otwarcia)
Zamkniêcie uk³adu
przepustnice wielop³aszczyznowe
z si³ownikiem × 2
otwórz / zamknij
(potwierdzenie otwarcia)
Nawil¿anie powietrza
nawil¿acz parowy
w zale¿noœci od konfiguracji
Automatyka
wersja bezobs³ugowa
pe³na opcja
W okresie letnim, kiedy odzysk ciep³a
jest niepotrzebny, automatyka kieruje
strumienie powietrza poprzez obejœcia
wymiennika ciep³a (by-passy). W okresach przejœciowych, w celu uzyskania ¿¹danej temperatury, powietrze mo¿e byæ
mieszane i przechodziæ w odpowiednim
stosunku obejœciami i wymiennikiem.
Korzyści
a koszty inwestycji
System przynosi szereg korzyœci takich
jak:
■ odpowiednie warunki higieniczne, wyeliminowanie substancji szkodliwych,
nieprzyjemnych zapachów i alergenów,
■ komfort przebywania w wentylowanych pomieszczeniach,
■ zabezpieczenie pomieszczeñ przed
zagrzybieniem,
■ utrzymanie odpowiedniej temperatury
i wilgotnoœci (automatyczne sterowanie)
■ najwy¿szy oferowany na rynku polskim rzeczywisty odzysk ciep³a rzêdu
85-92%, który przyczynia siê do ol-
brzymich oszczêdnoœci w zu¿yciu
energii i ogrzewaniu pomieszczeñ.
■ niskie koszty eksploatacji
■ gwarancja producenta.
Wed³ug za³¹czonego poni¿ej rachunku
ekonomicznego opartego na okreœlonych
wytycznych, roczne oszczêdnoœci w sezonie grzewczym w drukarni Skawina
k. Krakowa wynikaj¹ce z zastosowania
uk³adu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciep³a wynios³y 9596,59 PLN.
Rachunek ekonomiczny
Orientacyjny koszt energii cieplnej bez
odzysku ciep³a z wentylacji:
Qa = Qw · Dr [MWh/rok]
L = iloœæ powietrza wentylacyjnego –
4750 m3/h,
Qw – zapotrzebowanie na ciep³o wentylacji (62 kW),
Dr – czas pracy w ci¹gu sezonu grzewczego,
Wp – wspó³czynnik koryguj¹cy czas pracy
wentylacji – 0,714 (praca 5 dni w tygodniu).
Dr = 24 h×280 sezon grzewczy
×0,714 = 4798 godzin/sezonu
grzewczego
Œrednia temperatura w okresie grzewczym – 3°C
Œrednie zapotrzebowanie na ciep³o
w ci¹gu sezonu grzewczego
Qœ = L×0,36×(tz – tw)×Dr =
4750 m3/h×0,36×17°C×4798 h/sg
= 139 477 860 W → 139 478 kW
Cena uzyskania energii cieplnej (wg
danych do³¹czonych):
Oz – op³ata za 1 m3 gazu – 1,01 z³,
1 kW – 0,103 m3 gazu.
Œrednie zu¿ycie gazu na cele wentylacji w okresie grzewczym – 14 366 m3/sg.
Op³ata za gaz wyniesie 14 509,00
PLN/sg.
Roczny koszt energii pobieranej przez
wentylatory:
Rynek Instalacyjny
wrzesieñ 2004
3
p
owietrze
Cena uzyskania energii cieplnej (wg
danych do³¹czonych):
Oz – op³ata za 1 m3 gazu – 1,01 z³,
1 kW – 0,103 m3 gazu,
co daje nam przy 20 921,7 kW
– 2155 m3/gazu × sg
Œrednie zu¿ycie gazu na cele wentylacji w okresie grzewczym – 2155 m3/sg.
Op³ata za gaz wyniesie 2176,55
PLN/sg.
Roczny koszt energii pobieranej przez
wentylatory:
Cena energii elektrycznej – z³/kWh (dla
danego Rejonu Energetycznego)
Qwen = SFPv · (Vn = Vw) · Drw
[MWh/rok]
Roczny koszt energii pobieranej przez
wentylatory:
Cena energii elektrycznej – ... z³/kWh
(dla danego Rejonu Energetycznego)
Qwen = Pw · Drw = 6 kW×4798 h/sg
= 28 788 kWh/sg
Oel. – op³ata za 1 kWh energii elektrycznej PLN/kWh.
Koszt energii elektrycznej dla wentylatorów
Kwen = Qwen · Pel = 14 394 kWh/sg
×0,19 PLN/kWh – 2734,86 PLN/sg
£¹czne koszty eksploatacyjne centrali
bez odzysku ciep³a:
K³ = 14 509,00 + 2734,86
= 17 243,86 PLN/sg
Orientacyjny koszt energii cieplnej
z odzyskiem ciep³a z wentylacji:
Qa = Qw · Dr [MWh/rok]
L = iloœæ powietrza wentylacyjnego –
4750 m3/h,
Qw – zapotrzebowanie na ciep³o wentylacji (62 kW),
Dr – czas pracy w ci¹gu sezonu grzewczego,
Wp – wspó³czynnik koryguj¹cy czas pracy
wentylacji – 0,714 (praca 5 dni w tygodniu),
Dr = 24 h×280 sezon grzewczy
× 0,714 = 4798 godzin/sezonu
grzewczego.
Œrednia temperatura w okresie grzewczym – 3°C.
Œrednie zapotrzebowanie na ciep³o
w ci¹gu sezonu grzewczego:
Cena energii elektrycznej – ... z³/kWh
(dla danego Rejonu Energetycznego):
Qwen = Pw · Drw = 3 kW×4798 h/sg
= 14 394 kWh/sg
Pw – max moc wentylatora moc wentylatora,
Drw – czas pracy wentylatora w ci¹gu roku,
4 Rynek Instalacyjny
wrzesieñ 2004
Qœ = L×0,36×(tz – tw)×Dr
= 4750 m3/h×0,36×17°C×
4798 h/sg = 139 477 860 W
→ 139 478 kW
Œredni odzysk ciep³a – 85%.
Qo = Oœ×(1 – η) = 139
478×(1 – 0,85) = 139 478×0,15
= 20 921,70 kW
Pw – max moc wentylatora moc wentylatora,
Drw – czas pracy wentylatora w ci¹gu
roku,
Oel. – op³ata za 1 kWh energii elektrycznej PLN/kWh.
Koszt energii elektrycznej dla wentylatorów:
Kwen = Qwen × Pel = 28 788 kWh/sg
×0,19 PLN/kWh – 5469,72 PLN/sg
£¹czne koszty eksploatacyjne centrali
bez odzysku ciep³a:
K³ = 2 176,55 + 5469,72
= 7646,27 PLN/sg
Oszczêdnoœæ roczna, wynikaj¹ca z zastosowania wymiennika ciep³a:
Or = K³ (bez oddz.) – K³ (z oddz.)
[z³/rok]
Or = 17 243,86 – 7646,27
= 9596,59 PLN/sg.