Wiedza

Ile ciepła ucieka przez jeden odciąg?

Wyobraźmy sobie typową sytuację: w hali produkcyjnej utrzymywana jest temperatura 10°C, a na zewnątrz panuje mróz -5°C. Różnica temperatur wynosi więc 15°C.

Odciąg spawalniczy o wydajności 1000 m³/h usuwa z hali ogrzane powietrze. W jego miejsce napływa zimne powietrze z zewnątrz, które trzeba ponownie ogrzać do temperatury panującej w hali.

Ile energii potrzeba na ten proces?

Możemy to obliczyć, korzystając ze wzoru na moc cieplną:

Oznacza to, że samo uzupełnianie powietrza usuwanego przez jeden odciąg wymaga dostarczenia około 5,2 kW mocy cieplnej.

W praktyce można to porównać do dodatkowej nagrzewnicy o takiej mocy, która pracuje wyłącznie po to, aby ogrzać powietrze napływające w miejsce tego usuniętego przez odciąg.

Podczas jednej, ośmiogodzinnej zmiany daje to około 42 kWh energii cieplnej. W zależności od sposobu ogrzewania hali koszt takiej straty może wyglądać następująco:

To koszt jednego ramienia odciągowego podczas jednej zmiany, przy przyjętych cenach energii i paliw. W przypadku większej liczby stanowisk i dłuższego czasu pracy straty odpowiednio rosną.

Ile kosztuje wentylacja w całym sezonie grzewczym?

Temperatura -5°C nie utrzymuje się przez całą zimę. Dlatego zamiast opierać się na jednym mroźnym dniu, przygotowaliśmy szacunkowe wyliczenie dla całego sezonu grzewczego.

Przyjęliśmy warunki klimatyczne charakterystyczne dla środkowej Polski, na przykładzie rejonu Łodzi. Uwzględniliśmy pracę jednej zmiany (6:00–14:00, od poniedziałku do piątku) i godziny, w których temperatura zewnętrzna spada poniżej 10°C.

Według przyjętego modelu jedno ramię odciągowe o wydajności 1000 m³/h odpowiada za utratę około 2750 kWh energii cieplnej w sezonie grzewczym.

Warto jednak pamiętać, że tradycyjna wentylacja i filtrowentylacja różnią się nie tylko sposobem odprowadzania powietrza, ale również zużyciem energii elektrycznej.

W przypadku wentylacji powietrze jest usuwane poza budynek. Filtrowentylacja natomiast oczyszcza powietrze z dymów spawalniczych i zawraca je do hali, dzięki czemu znaczna część energii cieplnej pozostaje wewnątrz pomieszczenia.

Trzeba jednak uwzględnić większy pobór prądu przez wentylator urządzenia filtrowentylacyjnego, który musi pokonać opór filtra.

Poniżej przedstawiamy porównanie obu rozwiązań, uwzględniające zarówno straty ciepła, jak i zużycie energii elektrycznej przez wentylatory.

Porównanie kosztów w sezonie grzewczym

Wartości netto. Porównanie obejmuje koszty ogrzewania powietrza usuwanego przez odciąg oraz energię elektryczną zużywaną przez wentylatory.

W przedstawionym modelu filtrowentylacja pozwala ograniczyć koszty eksploatacyjne o około 490–2340 zł na jedno stanowisko w sezonie grzewczym, zależnie od wykorzystywanego źródła ciepła.

Co to oznacza dla większego zakładu produkcyjnego?

Przyjmijmy halę wyposażoną w 10 stanowisk spawalniczych, z których każde posiada własne ramię odciągowe. Zakład pracuje na dwie zmiany.

W takim przypadku łączna ilość energii cieplnej traconej przez tradycyjne odciągi może wynieść około 55 000 kWh w jednym sezonie grzewczym.

Różnica w kosztach eksploatacyjnych pomiędzy wentylacją a filtrowentylacją może osiągnąć:

To kwoty netto w skali jednego sezonu grzewczego, wynikające z przyjętych założeń. Pokazują, że przy większej liczbie stanowisk sposób organizacji wentylacji może mieć istotny wpływ na koszty utrzymania hali.

Kiedy filtrowentylacja nie jest odpowiednim rozwiązaniem?

Ograniczenie strat ciepła to ważna zaleta filtrowentylacji, jednak nie oznacza to, że recyrkulacja oczyszczonego powietrza jest możliwa w każdym procesie spawalniczym. Przy doborze rozwiązania należy uwzględnić rodzaj spawanego materiału, powstające zanieczyszczenia oraz obowiązujące wymagania bezpieczeństwa i higieny pracy.

W wielu zakładach dobrym rozwiązaniem może okazać się system mieszany: filtrowentylacja na stanowiskach, na których pozwalają na to warunki technologiczne i wymagania BHP, oraz odciąg z wyrzutem powietrza na zewnątrz tam, gdzie jest to konieczne.

Dofinansowanie zakupu urządzeń odciągowych

Warto również pamiętać, że zakup urządzeń poprawiających warunki pracy może kwalifikować się do dofinansowania w ramach programów prewencji wypadkowej ZUS.

W określonych przypadkach przedsiębiorcy mogą ubiegać się o wsparcie finansowe na inwestycje związane z poprawą bezpieczeństwa i higieny pracy, w tym ograniczaniem narażenia pracowników na szkodliwe czynniki występujące podczas procesów spawalniczych.

Podsumowanie – wentylacja czy filtrowentylacja?

Wybór pomiędzy tradycyjną wentylacją a filtrowentylacją powinien uwzględniać nie tylko skuteczność usuwania dymów spawalniczych, ale również koszty eksploatacyjne całego systemu.

W przypadku tradycyjnych odciągów powietrze wraz z zawartą w nim energią cieplną jest usuwane na zewnątrz. Filtrowentylacja pozwala ograniczyć te straty, ponieważ po oczyszczeniu powietrze może wrócić do hali, o ile pozwalają na to warunki procesu i przepisy BHP.

Przy większej liczbie stanowisk różnica w kosztach może sięgać kilkudziesięciu tysięcy złotych w jednym sezonie grzewczym.

Dlatego przy projektowaniu lub modernizacji systemu odciągowego warto przeanalizować nie tylko jego wydajność, ale również zużycie energii i sposób gospodarowania ogrzanym powietrzem.