Milyen légtechnikai szempontokat kell érvényesíteni egy olyan munkateremben, ahol nagy figyelmet igénylő munkavégzés folyik? A Herendi Porcelánmanufaktúra festészet munkatermeinek klímatizálása bemutatása révén mindezt egy nagy gyakorlattal és tapasztalattal rendelkező tervezőtől tudhatja meg.
Követelmények az üzemi épülettel szemben
A Herendi Porcelánmanufaktúra az alapítása óta készíti kézműves remekműveit. A nyers porcelánmassza korongozása, megmunkálása után, a kiégetést követően a befejező műveleteket is kézzel készítik, rendkívüli szakmai tudással és igényességgel. A porcelánmanufaktúra vezetősége nemcsak a termékeire, hanem a termékek előállításának helyszínére, az üzemi épületek külső-belső megjelenésére is nagy figyelmet fordít. Kiemelt szerepet kap a munkahelyek komfortos és munkaegészségügyi szempontból is helyes kialakítása.
Ennek megfelelően a manufaktúra összes üzemi épülete klimatizált. Az igényes megjelenés fenntartása érdekében a tervezési munkánk során az épületgépészeti berendezéseket a bejárati épületszárnytól kezdve a manufaktúra belső épületeinél is rejtve kellett elhelyeznünk. Az első képen látható a bejárati épületszárny, a minimanufaktúra, az étterem, kávézó és bemutató üzlet. Az épületeken csak a frisslevegő beszívó és az elhasznált levegőt kibocsátó zsaluk jelennek meg.
A továbbiakban a termékek szempontjából legfontosabb festő munkatermek klimatizálását tárgyaljuk részletesen.
A festő munkatermek klímatizálása
A termékek szempontjából legfontosabb festő munkatermek klimatizálásához a szükséges hűtési energiát a klíma légkezelőkbe épített hűtőaggregátorok biztosítják. A légkezelők teljesítményét – a frisslevegő mennyiségét – két paraméter vizsgálatával határoztuk meg.
A nyári állapotban a festő munkatermek hőterhelése adta meg a hűtéshez szükséges teljesítményt és a frisslevegő mennyiségét. Téli állapotban – a festék hígításához felhasznált terpentin mennyiségéből – a megengedhető szennyezőanyag koncentráció ellenőrzésével, valamint a dolgozók frisslevegő fejadagjának [m3/h,fő] felvételével határoztuk meg a fixen beállított frisslevegő mennyiségét. A téli visszakeverés mennyiségét a VDI 2262 szerint ellenőriztük.
Alapadatok és számításaink eredményei
Nyári állapot:
- Dolgozói létszám: 75 fő
- Méretezési külső hőmérséklet: 35°C
- Méretezési külső relatív páratartalom: 40%
- Hőterhelés elviteléhez szükséges nyári frisslevegő mennyisége: 8000 m3/ h
- Hűtési teljesítmény: 98 kW
- Hűtő kaloriferről kilépő levegő hőmérséklete: 14°C
- Hűtő kaloriferről kilépő levegő relatív páratartalma: 87%
- Szárítás (utófűtés után) befújt levegő hőmérséklete: 20°C
- Szárítás (utófűtés után) befújt levegő relatív páratartalma: 60%
- Elszívott levegő hőmérséklete: 25°C
- Elszívott levegő relatív páratartalma: 50%
- Légkezelőbe épített kompresszor kondenzátorának teljesítménye: 128 kW
- Kondenzátor hűtéséhez a belépő „kevert” levegő mennyisége: 13 000 m3/h
- Kondenzátor hűtéséhez a belépő „kevert” levegő hőmérséklete: 28°C
- Kondenzátor hűtéséhez a belépő „kevert” levegő relatív páratartalma: 46%
- A légkezelőbe épített kondenzátor után a kilépő levegő hőmérséklete: 57°C
- A légkezelőbe épített kondenzátor után a kilépő levegő relatív páratartalma: 10%
- A kondenzációs hőmérséklet: 56°C
A légkezelő nyári kapcsolási ábráján feltűntettük nyári légmennyiségeket, amelyek a légkezelő befúvási és elszívási oldalán adódnak.
A befúvógép télen-nyáron állandó légmennyiségeket visz be a festészet munkaterébe, az elszívógép pedig ugyanannyit szív el onnan, amelyek értéke 8 000 m3/h. Az elszívott levegő mennyisége azonban nem elegendő az elszívó gépbe épített kondenzátor lehűtéséhez, a kondenzáció létrejöttéhez. A befúvógép elé épített keverő kamrán keresztül 5 000 m3/h frisslevegőt engedünk át az elszívógép szívó oldalára. Az elszívógépen a festészetről visszaszívott 8 000 m3/h levegővel együtt így 13 000 m3/h levegő halad át a kondenzátoron, ami már elegendő a kondenzátor hőjének az elszállítására. (lásd a nyári állapot adatait) Fontos dolognak tartjuk, hogy ha nincs külön utófűtő kalorifer beépítve a befúvógépbe, akkor a fűtési kalorifer a hűtési hőcserélő után legyen beépítve.
Nyáron a hűtő kalorifer utáni légállapot max. hőterhelés esetén:
tlev = 14°C ϕ = 87 %
A lehűtött levegőt ezen hőmérséklet és páratartalom mellett nem lehet a festők asztalára beengedni! A helyiségen belül max. 20°C-os levegőt lehet befújni, és a páratartalmat ki kell szárítani min. 60%-ra. Ezt a télen üzemelő fűtőkalorifer nyári üzemmódjával biztosítani tudjuk, ha az 1. ábrán látható sorrendben építjük be a hőcserélőket.
A légkezelőbe épített hűtőkompresszor esetében ügyelni kell arra, hogy a kompresszor szabályozása képes legyen követni a hőterhelés változását. A 98 kW hűtési teljesítményt 2 db kompresszor biztosítja. A kisebb, 34 kW-os kompresszort ki-be kapcsolással terveztük. A nagyobb, 68 kW-os kompresszor folyamatos szabályozású. A folyamatos szabályozású kompresszor indul először.
A 2. ábra az épületfelügyelet képernyőjéről készült, ahol egy nyári állapot látható.
Téli állapot:
- Méretezési külső hőmérséklet: -15°C
- Méretezési külső relatív páratartalom: 90%
- Fűtő kalorifer után a kilépő levegő hőmérséklete: 25°C
- Fűtő kalorifer után a kilépő levegő relatív páratartalma: 6%
- Fűtési teljesítmény: 107 kW
A fenti értékek teljesen frisslevegős üzemre vonatkoznak, amikor a frisslevegő mennyisége a nyárival megegyezően 8 000 m3/h.
A téli állapotban – a festék hígításához használt terpentin mennyiségéből, valamint a dolgozók frisslevegő fejadagjából meghatározott frisslevegő mennyisége kevesebb, mint a nyári légmennyiség.
Károsanyag koncentráció
A munkahelyeken a 25/2000.(IX.30) EüM-SZCSM együttes rendelet a munkahelyek kémiai biztonságáról szabályozza a megengedett károsanyag koncentrációt. A légtechnikai rendszerrel biztosítani kell, hogy a tartózkodási zónában a levegő szennyezettsége a megengedett tartományon belül legyen. Az EüM-SZCSM rendelet 1. számú melléklete tartalmazza a légszennyező anyagnak a munkahely levegőjében egy műszakra megengedett átlagos koncentrációját (AK) és a rövid ideig megengedhető legnagyobb koncentrációját is (CK).
A festék hígításhoz használt terpentin esetében a fenti értékek:
AK érték: 560 [mg/m3]
CK érték: 560 [mg/m3]
A tervezés során a Porcelánmanufaktúra képviselői kérésünkre megadták, hogy mennyi a felhasznált terpentin mennyisége. Eszerint egy 10 literes tartály terpentint 40 óra alatt használnak el a festészet műtermében, ahol 75 fő festő dolgozik.
A felhasznált terpentin mennyisége tehát óránként 250 cm3, ami a terpentinolaj ρ = 0,85 g/cm3 sűrűségével számolva ugyancsak óránként 212,5 g felhasználást eredményez. A festészet alapterülete 500 m2, nettó térfogata pedig 1500 m3, így egyszeres légcsere esetén a festészet légterébe kerülő, oda bepárolgó terpentin mennyisége AK=212.500/1500=142 mg/m3. A vonatkozó rendelet szerint a megengedhető érték 560 [mg/m3], tehát óránként egyszeres frisslevegős légcserével is a megengedhető érték alatt van a festészeten a szennyező anyag koncentráció. A téli frisslevegő mennyiségét 40 m3/h,fő értékben határoztuk meg, amely az MSZ CR 1752 szerint az „A” kategória levegő minőségnek felel meg. A dolgozói létszám figyelembevételével téli állapotban tehát óránként 75 ⋅ 40 = 3000 m3/h frisslevegőt viszünk be a festészet munkatermének légterébe. A frisslevegő mennyiségét úgy állítottuk be a légkezelő keverő kamrájánál, hogy télen min. 3000 m3/h frisslevegő bejöjjön a festészet munkaterébe. Nyáron teljesen frisslevegős üzemmel dolgozunk. A nyáron szállított frisslevegő mennyisége 8000 m3/h.
Télen az elszívott levegő egy részét visszakeverjük a fűtési hőenergiával történő takarékosság miatt. A VDI 2262, a munkahelyi levegőminőségre vonatkozó irányelv szerint, ha a munkatérben olyan szennyező anyag van, melyre határérték vonatkozik, akkor a visszakeringtetett levegő részaránya nem lehet több, mint 70%.A festészetnél a visszakevert levegő mennyisége télen 5000m3/h. A teljes szállított (bevitt és vele azonos nagyságú elszívott) levegő mennyisége télen és nyáron azonos, azaz 8000 m3/h. A visszakevert levegő mennyiségi aránya 62,5 %, ami 70% alatt van.
A VDI 2262 – ben nemcsak a visszakeverhető levegő mennyisége, hanem a minősége is elő van írva. A visszakevert levegőben a szennyezőanyag koncentrációja nem haladhatja meg a határérték 20 %-át. Az elszívott levegőben a szennyezőanyag koncentrációja AKtényleges 212.500/300070,8 mg/m3. A százalékos arány a határértékhez viszonyítva AKtényleges/AK=70,8/560=, kisebb, mint 20%.
A szellőző levegő huzatmentes bevitele, és a zajcsillaptás
A festészet munkatermeiben nagy figyelmet fordítottunk a hűtött levegő huzatmentes bevezetésére. A téli légmennyiség huzatmentes bevitele kevésbé problematikus, mint nyáron. A négyszintes festészeti épületben minden szintnek külön – külön klímarendszere van. A levegő bevezetését a 2. képen látható módon a munkatér folyosójának tengelyében a mennyezetre erősített elárasztásos befúvókkal oldottuk meg. Minden elárasztásos befúvó elé CAV (állandó légmennyiséget biztosító) szabályozókat építettünk be. A légmennyiségek beállítása a CAV szabályozók segítségével garantálható volt a tervezési értékeknek megfelelően. A festészeteken a levegő elszívása két oldalt az üvegfelületek mellett, a mennyezet alól történik.
Télen a helyiségek parapetjében elhelyezett konvektív hőleadók adják az alapfűtést. A munkatermek végében elhelyezett gépházakat akusztikai burkolattal láttuk el, a befúvó és elszívó légcsatorna hálózatokba méretezett kulisszás hangcsillapítókat terveztünk. Fontos feladat volt a falátvezetések hanggátló tömítése.
A tapasztalatok összefoglalása
- Azoknál a létesítményeknél, melyeknél az épületen kívül nem helyezhető el a hűtőgép, ott a légkezelőbe épített kompresszort javasoljuk.
- A kondenzátor hőenergiáját 1,6-szoros légmennyiséggel kell elvinni a befújt levegőhöz viszonyítva.
- A kevert levegő együttes mennyiségét a kondenzátornyomás függvényében kell szabályozni.
- A nagyterű munkatermekben a dolgozó munkaasztalán 0,08 m/s alatti légsebesség biztosítja a huzatmentes komfortérzetet.
- A befújt levegő nyáron max. 5°C -szal lehet alacsonyabb, mint a helyiség belső hőmérséklete.
- Az alacsony légsebességet elárasztásos befúvókkal lehet megoldani.
- A befúvók elé állandó légmennyiség szabályozókat kell beépíteni.
Tuczai Attila
tervező
