Jak wybrać odpowiednią centralę wentylacyjną do czystego środowiska?

Jak dobrać odpowiednią centralę wentylacyjną do czystego środowiska

Czym jest centrala wentylacyjna do czystych środowisk?

• Wysokoefektywną filtrację w celu usunięcia cząstek, mikroorganizmów i gazów
• Ścisłą kontrolę prędkości przepływu powietrza i różnic ciśnienia
• Minimalną produkcję cząstek ze strony samej jednostki
• Łatwą konserwację i czyszczenie w celu zapobieżenia zanieczyszczeniom wewnętrznym
• Integrację z systemami monitorującymi w celu ciągłego śledzenia wydajności

Główne czynniki do rozważenia przy wyborze jednostki wentylacyjnej

1. Wymagania dotyczące czystości i klasyfikacja

• Kontrola cząstek : Dla środowisk ISO 5–7 (np. pomieszczenia czyste w przemyśle farmaceutycznym), jednostka wentylacyjna musi być wyposażona w filtry HEPA lub ULPA, zdolne do usuwania 99,97% cząstek o wielkości 0,3 μm lub większych.
• Kontrola mikrobiologiczna : W jednostkach opieki zdrowotnej lub laboratoriach biologicznych jednostka wentylacyjna powinna posiadać właściwości przeciwdrobnoustrojowe, takie jak filtry pokryte jonami srebra lub zintegrowane lampy UV-C, zmniejszające liczbę bakterii i wirusów.
• Kontrola chemiczna : Środowiska, w których występują lotne związki organiczne (VOC) lub gazy żrące, wymagają jednostki wentylacyjnej z filtrami węgla aktywowanego lub myjek chemicznych.

2. Wymagania dotyczące przepływu i wymiany powietrza

• Wymiana powietrza na godzinę (ACH) : Wskaźnik ten mierzy, ile razy w ciągu godziny powietrze w pomieszczeniu zostaje zastąpione nowym. Jednostka wentylacyjna musi być dobrana tak, aby spełnić wymagane ACH dla danego środowiska:
  • Czyste pomieszczenia ISO 5: 20–60 ACH
  • Sale operacyjne szpitalne: 15–25 ACH
  • Strefy przygotowań farmaceutycznych: 30–40 ACH
    Oblicz wymaganą objętość przepływu powietrza, mnożąc objętość pomieszczenia (długość × szerokość × wysokość) przez docelowe ACH, a następnie dobierz jednostkę wentylacyjną o odpowiedniej wydajności.
• Kierunek przepływu powietrza : Jednostka wentylacyjna powinna wspierać wymagany schemat przepływu powietrza. Na przykład, jednokierunkowy (laminarny) przepływ powietrza w strefach krytycznych wymaga jednostki wentylacyjnej z wentylatorami o wysokim ciśnieniu i równomiernym rozprowadzeniem powietrza. W obszarach izolowanych jednostka musi utrzymywać ciśnienie ujemne, aby zapobiec ucieczce zanieczyszczonego powietrza.
• Różnice ciśnienia : Czyste środowiska często wymagają gradientów ciśnienia pomiędzy strefami (np. wyższe ciśnienie w obszarach czystych, aby zapobiec infiltracji). Jednostka wentylacyjna musi zrównoważyć przepływ powietrza nawiewanego i wyaspirowanego, aby utrzymać te różnice (zazwyczaj 10–25 Pascali).

3. Projekt systemu filtracji

• Wydajność filtra : Dobierz filtry zgodnie z potrzebami danego środowiska:
  • Filtry wstępne (G3–F7) do zatrzymywania dużych cząstek (5μm+) w celu ochrony filtrów nadrzędnych
  • Filtry średnie (F8–H10) do zatrzymywania drobniejszych cząstek (1–5μm)
  • Filtry HEPA (H13–H14) do usuwania 99,97% cząstek o wielkości 0,3μm
  • Filtry ULPA (U15–U17) do usuwania 99,999% cząstek o wielkości 0,12μm (dla środowisk ultra czystych)
• Miejsce instalacji filtrów : Jednostka wentylacyjna powinna mieć baterie filtrów w kluczowych lokalizacjach, w tym:
  • Filtry powrotne do ochrony jednostki przed zanieczyszczeniem wewnętrznym
  • Filtry nawiewne do oczyszczania powietrza przed jego rozprowadzeniem
  • Filtry wydechowe do oczyszczania powietrza opuszczającego obiekt (dla środowisk niebezpiecznych)
• Dostęp do filtrów i ich wymiana : Wybierz jednostkę wentylacyjną z łatwym dostępem do filtrów, aby uprościć konserwację. Cechy takie jak wskaźniki spadku ciśnienia na filtrach pomagają śledzić moment, w którym wymiana jest konieczna, zapobiegając utracie wydajności.

4. Regulacja temperatury i wilgotności

• Zakres temperatur : Większość czystych środowisk wymaga temperatury 20–24°C (68–75°F) z niewielkimi tolerancjami (±1–2°C). Cewki grzewcze i chłodzące jednostki klimatyzacyjnej muszą utrzymywać te temperatury nawet przy zmiennym obciążeniu.
• Kontrola wilgotności : Wilgotność względna powinna zazwyczaj wynosić 30–60%. Zbyt duża wilgotność sprzyja rozwojowi mikroorganizmów; zbyt mała powoduje powstawanie elektryczności statycznej (szkodliwej w elektronice). Jednostka klimatyzacyjna może wymagać zastosowania nawilżaczy (parowych lub ultradźwiękowych) oraz odwilżaczy (adsorpcyjnych lub opartych na chłodzeniu) do utrzymywania zadanych wartości.
• Precyzja sterowania : Wybierz jednostkę klimatyzacyjną z kontrolerami proporcjonalno-całkująco-różniczkowymi (PID) do utrzymywania stabilnych warunków. Sterowanie cyfrowe umożliwia precyzyjne regulacje i integrację z systemami zarządzania budynkiem (BMS).

5. Jakość wykonania i materiałów

• Materiały wewnętrzne : Szukaj gładkich, nieprzepuszczalnych powierzchni odpornych na korozję i łatwych do czyszczenia. Stal nierdzewna (gatunek 304 lub 316) jest idealna do wilgotnych lub agresywnych chemicznie środowisk. Unikaj materiałów, które zrzucają cząstki (np. izolacja ze szkła włóknistego narażona na przepływ powietrza).
• Uszczelnienia i uszczelki : Centrala wentylacyjna powinna mieć szczelne uszczelnienia, aby zapobiec przedostawaniu się nieoczyszczonego powietrza w obieg. Uszczelki wykonane z EPDM lub silikonu są trwałe i odporne na środki czystości.
• Zminimalizowane wewnętrzne szczeliny : Wybierz centralę wentylacyjną z zespawanych lub uszczelnionych połączeń, aby zapobiec gromadzeniu się kurzu w zakamarkach. Elementy wewnętrzne powinny mieć opływową konstrukcję, aby uniknąć turbulencji powietrza, które mogą powodować oderwanie cząstek.
• Higieniczny projekt : Cechy takie jak spadziste tace odpływowe (zapobiegające gromadzeniu się wody), demontowane panele dostępowe i cewki ze stali nierdzewnej ułatwiają czyszczenie, zmniejszając wzrost mikroorganizmów wewnątrz centrali wentylacyjnej.

6. Efektywność energetyczna i zrównoważenie

• Napędy o Zmiennej Prędkości (VSD) : Centralie wentylacyjne z wentylatorami VSD dostosowują przepływ powietrza w zależności od zapotrzebowania, zmniejszając zużycie energii w okresach niskiego obciążenia.
• Odzyskiwanie ciepła : Urządzenia z wymiennikami ciepła odzyskują energię z powietrza wywiewanego, aby wstępnie przygotować napływające powietrze zewnętrzne, obniżając koszty ogrzewania i chłodzenia.
• Silniki Wysokiej Efektywności : Silniki EC (elektronicznie komutowane) zużywają do 30% mniej energii niż standardowe silniki i oferują lepszą kontrolę prędkości.
• Wentylacja Sterowana Zapotrzebowaniem : Centrala wentylacyjna może dostosowywać przepływ powietrza na podstawie rzeczywistych pomiarów liczby cząstek lub liczby osób w pomieszczeniu, optymalizując zużycie energii bez pogarszania jakości powietrza.

7. Możliwości integracji i monitorowania

• Kompatybilność z BMS : Jednostka powinna łączyć się z systemem zarządzania budynkiem w celu sterowania centralnego, zapisu danych oraz monitorowania zdalnego.
• Czujniki i alarmy : Wbudowane czujniki ciśnienia, temperatury, wilgotności i stanu filtrów umożliwiają śledzenie parametrów w czasie rzeczywistym. Alarmy informują operatorów o odstępstwach (np. zatkanych filtrach, awariach wentylatorów), aby zapobiec przestojom.
• Wsparcie walidacji : W przypadku branż regulowanych (farmacja, opieka zdrowotna) jednostka wentylacyjna powinna dostarczać logów danych i raportów wydajności w celu wspierania audytów zgodności.
• Funkcje redundancji : Krytyczne środowiska mogą wymagać stosowania wentylatorów, pomp lub systemów sterowania w trybie redundantnym w jednostce obsługującej powietrze, aby zapobiec awariom, które mogłyby naruszyć jakość powietrza.

Rodzaje jednostek obsługujących powietrze dla środowisk czystych

1. Gotowe jednostki obsługujące powietrze

• Zalety : Łatwa instalacja, niższy koszt początkowy, sprawdzone fabrycznie parametry pracy.
• Wady : Ograniczona możliwość dostosowania, może nie spełniać wymagań dotyczących dużego przepływu powietrza w dużych pomieszczeniach.

2. Modułowe jednostki obsługujące powietrze

• Zalety : Projektowalna skala, konfigurowalne rozwiązania, łatwiejsze transportowanie i instalacja w ciasnych przestrzeniach.
• Wady : Wyższy początkowy koszt niż w przypadku jednostek gotowych, wymagają profesjonalnego montażu.

3. Wentylatory kanałowe o indywidualnych specyfikacjach

• Zalety : Dopasowane do konkretnych specyfikacji, odpowiednie do zastosowań w złożonych środowiskach czystych.
• Wady : Wyższy koszt, dłuższy czas realizacji projektu i produkcji.

4. Wentylatory sufitowe

• Zalety : Oszczędzają powierzchnię podłogi, krótkie drogi rozprowadzania powietrza zmniejszają straty ciśnienia.
• Wady : Ograniczona pojemność, trudniejszy dostęp serwisowy.

Przykłady rzeczywistego doboru wentylatorów

Pomieszczenie czyste do produkcji leków (ISO 5)

• Filtry ULPA o skuteczności 99,999%
• przepływ powietrza 60 ACH z zasilaniem jednokierunkowym
• Konstrukcja ze stali nierdzewnej z uszczelnionymi złączami
• Wentylatory z regulacją prędkości i odzyskiem ciepła w celu oszczędności energii
• Monitorowanie cząstek w czasie rzeczywistym oraz integracja z systemem BMS

Sala operacyjna szpitalna

• Filtry HEPA na zasilaniu i wywiewie
• 25 ACH z nadciśnieniem względem sąsiednich pomieszczeń
• Dokładna kontrola temperatury (22±1°C) i wilgotności (50±5%)
• Powłoki przeciwbakteryjne i powierzchnie łatwe do czyszczenia
• Wentylatory rezerwowe zapewniające ciągłość pracy

Zakład produkcyjny elektroniki

• Filtrację ULPA usuwającą cząstki submikronowe
• Projekt przepływu powietrza o niskim ciśnieniu statycznym w celu zapobieżenia wyładowaniom elektrostatycznym
• Osuszanie z zastosowaniem substancji higroskopijnych w celu utrzymania wilgotności 30–40%
• Odzysk energii z powietrza odpływowego
• Monitorowanie ciśnienia filtrów z automatycznym powiadamianiem

Często zadawane pytania

Jaka wielkość centrali wentylacyjnej jest potrzebna dla mojego pomieszczenia czystego?

Jak często należy wymieniać filtry w jednostce wentylacyjnej?

Jaka jest różnica między jednostką wentylacyjną do czystych środowisk a standardową dla budynków?

Czy można dokonać modernizacji jednostki wentylacyjnej w celu poprawy jej skuteczności w utrzymaniu czystego środowiska?

Jakie znaczenie ma efektywność energetyczna jednostki wentylacyjnej w czystym środowisku?