Systemy wentylacji mechanicznej stosowane obecnie w laboratoriach mają za zadanie przede wszystkim utrzymywać wymaganą różnicę ciśnień w stosunku do pomieszczeń otaczających jak również odpowiednią prędkość i kierunek przepływu powietrza.

Obecnie w czasach gwałtownego rozwoju technologicznego praktycznie w każdym większym zakładzie produkcyjnym, uczelni wyższej, placówkach oświatowych czy naukowo-badawczych zlokalizowana jest jednostka odpowiedzialna za kontrolę jakości oraz rozwój nowych produktów i technologii. Znakomita większość z nich to pracownie o charakterze laboratoriów, w których dokonuje się skomplikowanych badań, przeprowadza doświadczenia, porównuje próbki pobranych materiałów, wykonuje analizy chemiczne, testy toksykologiczne i in. Prowadzone prace badawcze w większości przypadków wymagają zastosowania różnego rodzaju odczynników chemicznych, które, wchodząc w reakcję z materiałami poddawanymi badaniom, mogą powodować wydzielanie się szkodliwych par, gazów, radioaktywnych aerozoli i in. Powstałe substancje szkodliwe ze względu na występujące zagrożenie dla zdrowia ludzi należy usunąć za pomocą systemu wentylacji mechanicznej.

Marka Harmann ze swoją bogatą ofertą urządzeń wychodzi naprzeciw wymaganiom stawianym przed nowoczesnymi laboratoriami. W ofercie firmy znajduje się kilka typoszeregów nowoczesnych wentylatorów o nietuzinkowej konstrukcji, wykonanych z materiałów odpornych na działanie czynników agresywnych, przeznaczonych do wyciągu powietrza z laboratoriów, digestoriów, zakładów przemysłowych, jednostek badawczych, obiektów oświatowych tudzież budynków biurowych i użyteczności publicznej.

Pracownie badawcze ze względu na ich specyfikę oraz zakres prowadzonych badań można podzielić na:

• laboratoria biologiczne, takie jak np. ƒƒ pracownie mikrobiologiczne, biotechnologiczne, biochemiczne, farmakologiczne, toksykologiczne, w obiektach tych substancje szkodliwe mogące wydzielać się podczas normalnej pracy laboratorium są wynikiem reakcji chemicznych zachodzących pomiędzy poszczególnymi materiałami poddawanymi badaniom, ƒƒ
• laboratoria chemiczne – najczęściej spotykanymi przykładami takich pracowni są laboratoria analityczne, gdzie przeprowadza się głównie różnego rodzaju analizy chemiczne, medyczne lub biologiczne, ƒƒ
• laboratoria fizyczne, w których przeprowadza się badania z dziedziny fizyki ciała stałego czy fizyki materiałowej lub też zaawansowane badania cząstek elementarnych i materiałów rozszczepialnych, ƒƒ
• laboratoria przemysłowe, zlokalizowane najczęściej na terenie zakładów produkcyjnych i wykorzystywane w celu kontroli jakości lub badań rozwojowych.

Rys. 1. Laboratorium wyposażone w odciągi miejscowe

Zgodnie z zapisem znajdującym się w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku: „W pomieszczeniu, w którym proces technologiczny jest źródłem miejscowej emisji substancji szkodliwych o niedopuszczalnym stężeniu lub uciążliwym zapachu, należy stosować odciągi miejscowe współpracujące z wentylacją ogólną, umożliwiające spełnienie w strefie pracy wymagań jakości środowiska wewnętrznego określonych w przepisach o bezpieczeństwie i higienie pracy” – wymagane jest zastosowanie takiego rozwiązania, które uniemożliwi przedostanie się substancji szkodliwych do pomieszczenia. W tym celu w laboratoriach stosuje się specjalne obudowy tzw. digestoria. Digestorium kształtem przypomina przeszkloną komorę ze zintegrowanym okapem, do którego podłączony jest za pomocą przewodów wentylator wyciągowy zlokalizowany najczęściej na dachu. Podstawowym zadaniem digestorium jest zapobieganie wydostawania się do atmosfery laboratorium szkodliwych substancji, a także ochrona przed wystąpieniem mieszaniny gazów wybuchowych poprzez ich rozrzedzenie. We wszystkich typach digestoriów występuje przednia szyba odsuwana lub podnoszona na regulowaną wysokość, która chroni twarz podczas wykonywania badań w komorze. Wewnątrz digestorium jest zwykle oświetlenie, instalacja wodna oraz kanalizacja.

Według Norm europejskich (polski odpowiednik PN-EN 14175 cz.1 - 6) dygestoria muszą być wyposażone min. w: ƒƒ

• czujnik prędkości przepływu powietrza, ƒƒ
• alarm akustyczny oraz sygnał świetlny, ƒƒ
• blokadę podnoszenia okna na wysokości 500 mm z możliwością kontrolowanego zwolnienia blokady.

Rys. 2. Panel sterowania systemu LFC wersja H

Najczęściej stosowanymi materiałami przy produkcji elementów składowych urządzeń do wyciągu powietrza z laboratoriów, takich jak obudowa czy wirnik są: ƒƒ

• PVC (PCW) – polichlorek winylu, ma właściwości termoplastyczne, charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, jest odporny na działanie wielu rozpuszczalników, kwasów, zasad, benzyn, alkoholi. Posiada małą odporność termiczną, ƒƒ
• PE – polietylen, jest tworzywem o bardzo wysokim stopniu spolimeryzowania, dużej odporności na działanie kwasów, zasad, soli i większości związków organicznych i chemicznych a także odpornym na ścieranie, ƒƒ
• PP – polipropylen, pod względem właściwości mechanicznych, znajduje się między polietylenem a innymi technicznymi tworzywami sztucznymi (ABS, PA i in.), jest odporny na roztwory soli, mocne kwasy i zasady, alkohole, tłuszcze, oleje, estry, ketony, ƒƒ
• PVDF – polifluorek winylidenu jest wysoko-krystalicznym, nie wzmocnionym polimerem fluorowym o wysokim stopniu krystalizacji, łączącym dobre własności mechaniczne, cieplne i elektryczne ze znakomitą odpornością chemiczną, ƒƒ
• stal nierdzewna – grupa stali o specjalnych właściwościach fizykochemicznych, odpornych na korozję ze strony czynników atmosferycznych, jak również rozcieńczonych kwasów czy roztworów alkalicznych.

(...)

Rys. 3. Wentylator CHEMTEC, wentylator CHEMAC.B

Wentylatory kanałowe

(...)

Wentylatory dachowe

(...)

Regulatory przepływu

System kontroli i sterowania pracą wentylatorów wyciągowych stanowi regulator przepływu powietrza LFC (Lab Flow Control). Kontroler ten utrzymuje zadaną wartość prędkości porywu powietrza z komory digestorium w oparciu o dane sondy pomiarowej, wykorzystującej zjawisko odbioru ciepła od drutu podgrzewanego elektrycznie. Różnica ciśnień pomiędzy otoczeniem (pext) a wnętrzem komory digestorium (pint) powstała na skutek działania wentylatora wyciągowego, powoduje wymuszenie przepływu powietrza przez sondę pomiarową. Prędkość powietrza opływającego sondę będzie identyczna jak prędkość powietrza napływającego do komory. Taka metoda pomiarowa cechuje się dużą czułością i szybkim czasem reakcji. Dostarczany skalibrowany układ steruje pracą instalacji wyciągowej w sposób precyzyjny i efektywny od początku jego uruchomienia. System ten spełnia wymagania normy PN-EN 14175 dotyczącej szczegółowych wymagań, jakie muszą spełniać instalacje wyciągowe z laboratoriów.

Fot. 7. Panel sterowania systemu LFC Visual

Podstawowe funkcje systemu LFC:

• kontrola i regulacja prędkości powietrza ƒƒ w zakresie 0,1÷0,99 m/s, ƒƒ
• sygnał sterujący 0-10V (PID) służący do podłączenia z falownikiem lub siłownikiem przepustnicy, ƒƒ
• alarm w postaci sygnału dźwiękowego oraz świetlnego sygnalizujący zbyt niską prędkość powietrza, ƒƒ
• sterowanie oświetleniem komory digestorium, ƒƒ
• możliwość sterowania pracą szklanych drzwi digestorium (otwieranie i zamykanie za pomocą przycisków), ƒƒ
• możliwość podłączenia czujnika ruchu (automatyczne opuszczenie drzwi digestorium w przypadku braku obecności), ƒƒ
• możliwość podłączenia czujnika obecności (zatrzymanie opuszczania drzwi w przypadku wykrycia przedmiotu), ƒƒ
• funkcja awaryjnego wyciągu powietrza z komory z maksymalną prędkością.

Nowoczesne laboratoria badawcze oprócz zaawansowanego wyposażenia w urządzenia służące do badań i analiz chemicznych muszą być również zabezpieczone przed powstającymi podczas normalnej eksploatacji substancjami szkodliwymi. Brak systemów służących do wyciągu zanieczyszczonego powietrza może prowadzić do powstania zagrożenia życia lub zdrowia osób przebywających w pomieszczeniach pracowni badawczych. Stąd bardzo istotnym elementem jest sprawny oraz odpowiednio sterowany system wentylacji mechanicznej oparty o wentylatory chemoodporne.

Tomasz KNAP

LITERATURA:
[1] Encyklopedia Powszechna Wydawnictwa Fogra.
[2] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
[3] tworzywa.pl – serwis branży tworzyw sztucznych.
[4] A. PEŁECH: Wentylacja i klimatyzacja.
[5] Materiały techniczne Harmann Polska.