Je kvalita vzduchu ve výrobě a správné klima jen o teplotě?

Když se ve výrobní hale začne mluvit o klimatu, většinou jako první přijde na řadu teplota. V létě je zaměstnancům horko. Stroje produkují další odpadní teplo. Pod střechou se drží rozpálený vzduch. A logická otázka zní: Jak halu ochladit?

Jenže teplota je pouze jednou z vlastností prostředí, ve kterém lidé každý den pracují a ve kterém probíhá samotná výroba.

Kvalita vzduchu ale není pouze o teplotě. Stejně důležitá může být vlhkost vzduchu, množství čerstvého vzduchu, koncentrace CO₂, prachu nebo těkavých látek a v některých provozech také množství mikroorganismů přenášených vzduchem.

A právě proto se ve FAIRAIR na klima ve výrobních provozech nedíváme pouze jako na otázku chlazení.

Díváme se na vzduch jako na celek. Protože cílem není jen vytvořit chladnější halu. Cílem je vytvořit prostředí, které je příjemnější a zdravější pro zaměstnance a zároveň odpovídá tomu, co potřebuje samotná výroba.

Jeden prostor. Spousta různých požadavků na vzduch.

Každý výrobní provoz je jiný. Někde je hlavním problémem vysoká teplota. Jinde se ve vzduchu hromadí výpary vznikající při výrobě. V potravinářství může být zásadním tématem vlhkost a hygiena. A v provozech s velkým počtem lidí zase potřebujeme zajistit dostatečnou výměnu vzduchu a odvádět vydýchaný vzduch.

Správné klima proto nemá jednu univerzální hodnotu.

Je výsledkem několika faktorů, které se navzájem ovlivňují:

• teploty,
• relativní vlhkosti,
• množství a distribuce čerstvého vzduchu,
• koncentrace CO₂,
• prachu a dalších částic,
• těkavých organických látek a dalších zplodin vznikajících při výrobě,
• mikrobiologické kvality vzduchu.

A především záleží na tom, co se v konkrétní hale vyrábí, jaké procesy v ní probíhají a kolik lidí se v prostoru pohybuje.

Právě proto podle nás dává větší smysl nezačínat otázkou „Jakou klimatizaci sem dáme?“, ale spíše:

„Co se se vzduchem v tomto provozu skutečně děje a jaké podmínky tady potřebujeme vytvořit?“

Vzduch je součástí pracovního prostředí.

Vzduch ve výrobní hale není něco, co můžeme od pracovního prostředí oddělit. Zaměstnanci v něm tráví celé směny.

A pokud se v prostoru hromadí zplodiny z výroby, těkavé organické látky, prach nebo další kontaminanty, nestačí pouze snížit teplotu.

Například americká Environmental Protection Agency upozorňuje, že skupina těkavých organických látek (VOC) zahrnuje velké množství chemických látek, z nichž některé mohou mít krátkodobé i dlouhodobé zdravotní účinky. Mezi možné projevy expozice některým VOC patří například podráždění očí a dýchacích cest, bolesti hlavy, nevolnost nebo závratě. Konkrétní riziko samozřejmě vždy závisí na druhu látky, její koncentraci a délce expozice.

Jedním ze základních principů práce s kvalitou vnitřního vzduchu je proto omezit zdroj znečištění a zajistit účinné větrání čistým venkovním vzduchem. A ve výrobě je často nejúčinnější zachytit problém co nejblíže místu, kde vzniká.

Co vznikne u pracovního stolu, nemusí putovat celou halou.

Pájení, svařování, lepení, lakování nebo některé další výrobní procesy mohou uvolňovat do vzduchu částice, kouř, aerosoly nebo plynné látky. Pokud víme, kde vznikají, dává smysl pokusit se je zachytit právě tam.

Místo toho, abychom kontaminovaný vzduch nechali rozptýlit do celé haly a následně řešili jeho výměnu ve velkém objemu prostoru, můžeme v některých provozech využít lokální odsávání přímo u zdroje.

HTS: výpary zachytáváme přímo tam, kde vznikají.

Přesně takový problém jsme řešili ve společnosti HTS v Novosedlech.

Při pájení měděných výměníků zde vznikaly výpary a zplodiny, které se dostávaly do dýchací zóny zaměstnanců.

Řešením nebylo další chlazení haly, ale 12 upravených pracovních stolů s integrovaným odsáváním a flexibilními odsávacími rameny. Pracovníci si mohou rameno nastavit přímo nad místo pájení a zplodiny tak zachytit v místě jejich vzniku dříve, než se začnou šířit do okolního prostoru.

prohlédnout si referenci

A právě tento příklad dobře ukazuje, že zdravější klima někdy nevytvoříme tím, že do haly přivedeme více chladu, ale tím, že z ní odstraníme to, co tam vůbec nechceme mít.

Čerstvý vzduch a CO₂: někdy potřebujeme hlavně pořádně větrat.

Další částí skládačky je výměna vzduchu. V uzavřeném prostoru se spolu s přítomností lidí zvyšuje koncentrace CO₂. Samotná hodnota CO₂ nám sice neříká všechno o kvalitě vzduchu, může ale sloužit jako užitečný ukazatel toho, jak dobře je prostor vzhledem k obsazenosti větrán. CDC například uvádí, že změny koncentrace CO₂ mohou pomoci sledovat změny obsazenosti prostoru a podle nich upravovat množství přiváděného venkovního vzduchu.

Ve výrobních halách je přitom situace složitější než například v kanceláři.

Vedle lidí máme zdroje tepla, výrobní technologie, často velmi vysoké stropy a velký objem vzduchu. Nestačí proto vzduch pouze někam přivést.

Musíme vědět kam ho přivádíme, kudy proudí a kudy se znehodnocený vzduch dostane zase ven. Právě v tom je důležitá kombinace přívodu čerstvého vzduchu, jeho správné distribuce a řízeného odvodu.

Vlhkost není detail. Někdy rozhoduje o celém provozu.

Relativní vlhkost vzduchu bývá vedle teploty trochu přehlíženou veličinou.

Přitom právě kombinace teploty a vlhkosti výrazně ovlivňuje, jak prostředí vnímáme. A v průmyslu má vlhkost ještě další rozměr: může přímo souviset s technologickými požadavky výroby, skladováním materiálů, kondenzací nebo korozí.

Některé provozy potřebují vlhkost snižovat. Jiné ji naopak potřebují udržovat nebo zvyšovat. Vždy tedy záleží na konkrétním procesu a požadovaných parametrech. Dobře je to vidět například v potravinářství.

Velkopopovický Kozel: potřebovali jsme řešit teplotu i vlhkost.

V pivovaru Velkopopovický Kozel nebylo hlavním zadáním jednoduše „ochladit výrobu“.

Výrobní a sanitární procesy vytvářely přebytečné teplo a vysokou vlhkost. Úkolem bylo dostat čerstvý vzduch také do obtížně dostupných míst stáčírny a pasterizační linky a zároveň snížit teplotu i vlhkost.

V rámci systému FAIRAIR jsme proto zkombinovali 7 HVLS destratifikátorů, 7 adiabatických chladičů a 7 extraktorů tepla.

Výsledkem bylo snížení teploty o 1,2 °C a relativní vlhkosti o 10 % rH oproti původnímu požadavku pivovaru.

prohlédnout si referenci

A právě tady je dobře vidět, proč nelze průmyslové klima redukovat na jedno číslo na teploměru. Pro samotnou výrobu může být správná vlhkost stejně důležitá jako správná teplota.

Čistý vzduch může znamenat také méně mikroorganismů.

Dalším tématem, které výrazně vystoupilo do popředí během pandemie COVID-19, je mikrobiologická kvalita vzduchu.

Jednou z technologií, které lze využít jako doplněk větrání, je germicidní UV záření – UVGI neboli GUV.

Princip spočívá v použití ultrafialového záření k inaktivaci mikroorganismů. CDC uvádí, že při správném návrhu a instalaci lze pomocí germicidního UV záření inaktivovat vzduchem přenášené mikroorganismy včetně virů a bakterií. Zároveň zdůrazňuje, že UV technologie je doplňkem větrání a dalších opatření, nikoliv jejich náhradou.

UV-C technologie může být integrována také přímo do vzduchotechnických systémů a potrubí, kde ošetřuje proudící vzduch. Pro testování účinnosti UV-C zařízení určených právě do vzduchotechniky existuje i samostatný standard ASHRAE 185.1.

ITW Pronovia: čistší vzduch během pandemie

Ve společnosti ITW Pronovia jsme klima výrobních prostor řešili postupně v několika etapách. Vedle snížení tepelné zátěže bylo jedním z požadavků během pandemie také zvýšení hygienických standardů provozu.

Celý systém zde tvoří 20 HVLS destratifikátorů, 11 adiabatických chladičů a 22 extraktorů. Vedle distribuce čerstvého a chlazeného vzduchu a odvodu přebytečného tepla jsme řešení využili také ke zlepšení hygienických podmínek.

V rámci extraktorů lze do systému FAIRAIR instalovat také UV zářiče pro dezinfekci proudícího vzduchu, a doplnit tak klasickou výměnu vzduchu o další úroveň jeho úpravy.

prohlédnout si referenci

Nejde tedy o to nahradit čerstvý vzduch UV zářením. Smyslem je vhodně kombinovat jednotlivé technologie podle toho, jaké riziko nebo problém v konkrétním provozu potřebujeme řešit.

A právě v kombinaci je největší síla.

To je vlastně základ celé naší práce ve FAIRAIR. Nemáme jednu technologii, kterou bychom chtěli instalovat do každé výrobní haly. Někde potřebujeme především chladit. Jinde odvádět teplo.

Někde potřebujeme velké množství čerstvého vzduchu, jinde upravit jeho vlhkost.

V jednom provozu řešíme distribuci vzduchu pomocí velkoprůměrových HVLS destratifikátorů, v jiném zachytáváme zplodiny přímo u pracovního místa a někde dává smysl doplnit systém také o UV dezinfekci vzduchu.

Často přitom potřebujeme několik těchto věcí současně.

Proto se nejdříve snažíme pochopit, jak konkrétní výrobní hala funguje. Kde vzniká teplo. Kde vznikají škodliviny. Jak se vzduch v prostoru pohybuje. Kde pracují lidé. Jaké parametry potřebuje technologie nebo výrobek. A jak lze požadovaného výsledku dosáhnout energeticky co nejefektivněji.

Teprve potom skládáme jednotlivé technologie do jednoho systému.

Dobré klima pomáhá lidem. Ale také výrobě.

Zdravější pracovní prostředí pro zaměstnance je velmi důležitým důvodem, proč kvalitu vzduchu řešit. Není ale jediným.

Stabilní podmínky mohou být důležité také pro samotný výrobní proces, kvalitu výrobků, technologie nebo skladování materiálů a hotových produktů.

V jednom provozu může být problémem vysoká vlhkost a kondenzace. V jiném příliš suchý vzduch. Někde potřebujeme zabránit šíření prachu nebo výparů. Jinde udržovat stabilní teplotu v konkrétní části výroby.

A právě proto je dobré o klimatu přemýšlet už při návrhu nebo změně výrobního procesu. Ne až ve chvíli, kdy si zaměstnanci začnou stěžovat, že je v hale příliš horko.

Jaké klima vlastně potřebuje vaše výroba?

Možná je tedy dobré položit si trochu jinou otázku.

Neptejte se vždy: „Kolik stupňů máme ve výrobní hale? nebo Jak ochladit výrobu?“ Ale: „Jaký vzduch potřebují naši lidé a naše výroba?“

Je v hale dostatek čerstvého vzduchu? Odvádíme správně teplo? Máme pod kontrolou vlhkost? Nevznikají při výrobě látky, které bychom mohli zachytit přímo u zdroje? A odpovídají podmínky tomu, co potřebuje výrobek, materiál nebo technologie?

Teplota je totiž jen jedna část odpovědi. Ve FAIRAIR se proto snažíme nevytvářet pouze chladnější vzduch. Snažíme se vytvářet správné klima pro konkrétní provoz – od teploty a vlhkosti přes výměnu a distribuci vzduchu až po odsávání zplodin nebo jeho dezinfekci.

Protože vzduch ve výrobní hale není jen něco, co vyplňuje prostor mezi podlahou a střechou. Je součástí pracovního prostředí. Součástí výroby. A každý den ho dýchají lidé, kteří v něm pracují.

Potřebujete nastavit správné klima ve vaší firmě a výrobě?

Zdroje

CDC / NIOSH: About Germicidal Ultraviolet (GUV) – informace o využití germicidního UV záření k inaktivaci vzduchem přenášených mikroorganismů a jeho roli jako doplňku větrání.

CDC / NIOSH: Ventilation FAQs – využití CO₂ jako ukazatele větrání a informace o germicidním UV záření.

U.S. Environmental Protection Agency: Volatile Organic Compounds‘ Impact on Indoor Air Quality – zdroje VOC, možné zdravotní účinky a význam větrání.

U.S. Environmental Protection Agency: Technical Overview of Volatile Organic Compounds – odborné informace o VOC a kvalitě vnitřního vzduchu.

U.S. Environmental Protection Agency: Guide to Air Cleaners – princip omezení zdroje znečištění, větrání čistým venkovním vzduchem a filtrace.

ASHRAE: ANSI/ASHRAE Standard 185.1-2020 – Method of Testing UV-C Lights for Use in Air-Handling Units or Air Ducts to Inactivate Airborne Microorganisms.