Usuwanie emisji – mocna wydajność dla czystego powietrza

Obraz 1: Nowoczesne maszyny CNC do obróbki skrawaniem powodują zwiększone zanieczyszczenie powietrza w hali produkcyjnej. Oczyszczacze powietrza stanowią tutaj rozwiązanie. (Zdjęcie: ISI-Industrieprodukte GmbH) / Rys. 1: Nowoczesne maszyny CNC do obróbki skrawaniem zwiększają ilość zanieczyszczeń w powietrzu w budynkach fabrycznych; można to naprawić za pomocą oczyszczaczy powietrza. (Zdjęcie: ISI-Industrieprodukte GmbH)

Bild 2: Ventilatoren sorgen dafür, dass die verschmutzte Abluft der metallbearbeitenden Maschinen die unterschiedlichen Filtersysteme passiert. (Bild: ISI-Industrieprodukte GmbH) / Fig. 2: Fans ensure that the contaminated air extracted from metalworking machines passes through the various filter systems. (Photo: ISI-Industrieprodukte GmbH)

Obraz 3: Silniki EC od ebm-papst znacznie przewyższają poziom efektywności wymagany przez dyrektywę ErP. (Obraz ebm-papst) /

Fig. 3: Silniki EC od ebm-papst znacznie przewyższają poziom wydajności wymagany przez dyrektywę ErP. (Zdjęcie: ebm-papst)

Bild 4: „Przesiana powietrze”: Osłony wlotu powietrza znacznie zmniejszają hałas poprzez wyprostowanie przepływu powietrza. (Zdjęcie: ebm-papst) / Fig. 4: „Przesiane powietrze”: Osłony wlotu powietrza znacznie zmniejszają hałas poprzez wyprostowanie przepływu powietrza. (Zdjęcie: ebm-papst)

Obraz 5: Kompaktowy i łatwy w instalacji: wentylatory EC do odciągu emisji. (Zdjęcie: ebm-papst) / Fig. 5: Kompaktowy i łatwy w instalacji: wentylatory EC do odciągu emisji. (Zdjęcie: ebm-papst)

Każdy pracownik ma prawo do czystego powietrza do oddychania. Dotyczy to również przemysłu obróbki metali. Podczas obróbki skrawaniem i bezskrawaniem za pomocą stosowanych chłodniczych środków smarnych powstają aerozole, mgły olejowe i opary, które zanieczyszczają powietrze w środowisku produkcyjnym (zobacz rysunek 1). To obciąża środowisko i może zagrażać zdrowiu pracowników. Dlatego obowiązują ustawowo określone limity. Aby ich nie przekraczać, na maszynach narzędziowych i centrach obróbczych zwykle instalowane są odpowiednie centralne lub zdecentralizowane urządzenia do oczyszczania powietrza. Jako zgodne z ErP napędy dla ich wentylatorów polecają się nowoczesne silniki EC od ebm-papst, z kilku powodów.

Urządzenia do oczyszczania powietrza zazwyczaj opierają się na wielostopniowym mechanicznym procesie filtracji i oddzielania. Wentylatory zapewniają, że zanieczyszczone powietrze wywiewne z maszyn obróbki metali przechodzi przez różne systemy filtracyjne (zobacz rysunek 2). W ten sposób skutecznie usuwane są emisje takie jak mgły olejowe i emulsje oraz zawiesiny. Wymagane są tutaj wentylatory, które przy stosunkowo niskim przepływie objętościowym generują stosunkowo wysokie ciśnienie. Jest to konieczne, aby pokonać opór filtrów. Ponadto wentylatory powinny być możliwie najłatwiejsze do regulacji. Umożliwia to dostosowanie objętości odsysanego powietrza do rzeczywistych potrzeb i pozwala na oszczędną pracę w trybie częściowym. W trybie częściowym wydłużają się również okresy między wymianami filtrów. Jednocześnie, przy odpowiedniej regulacji prędkości obrotowej silnika, zachowuje się stałe odciąganie, nawet przy rosnącym zanieczyszczeniu filtrów. Można także tworzyć rezerwy mocy na przyszłe rozbudowy systemów, ponieważ prędkość obrotowa i wydajność powietrza mogą być odpowiednio dostosowywane.

Silniki AC osiągają swoje granice

Jako praktyczne napędy wentylatorów w urządzeniach do oczyszczania powietrza dotychczas stosowano silniki AC z falownikami. Jednak obecnie sytuacja się zmieniła, ponieważ często nie spełniają one już obowiązujących wymagań dyrektywy ErP (EcoDesign). Jako zgodne z ErP alternatywy coraz częściej oferuje się nowoczesne wentylatory EC (zobacz rysunek 3). Na przykład innowacyjna technologia GreenTech EC opracowana przez ebm-papst może w pełni wykorzystać swoje zalety w urządzeniach do oczyszczania powietrza: silniki EC są zasadniczo silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi. W ich przypadku magnetyczny rotor synchronizuje się z polem obrotowym, które jest generowane elektronicznie. Za pomocą elektroniki sterującej można realizować dowolne prędkości pracy, również powyżej granic wyznaczonych przez częstotliwość sieci, czyli ponad 3000 obr./min dla silników asynchronicznych.

Wysoka sprawność, cicha praca i sieciowa integracja

Wentylatory EC pracują z znacznie wyższą sprawnością niż silniki asynchroniczne. Optymalizowana komutacja pozwala na pracę w trybie częściowym w zakresie do 1:10, bez obniżania sprawności. Przepływ objętościowy jest regulowany w zależności od potrzeb za pomocą wejścia 0-10 V lub PWM. W elektronice silnika zintegrowany jest regulator PID. Za pomocą MODBUS można wygodnie połączyć ze sobą kilka wentylatorów i sterować nimi centralnie, np. w połączeniu z systemem monitorowania powietrza w pomieszczeniach. Jednocześnie, przez magistralę można korzystać z funkcji diagnostycznych i ostrzegawczych.

Wysoka sprawność silników EC nie tylko oszczędza energię i obniża koszty eksploatacji, ale także generuje mniej ciepła. W ten sposób urządzenia do oczyszczania powietrza latem nie nagrzewają dodatkowo hal produkcyjnych. Komutacja i konstrukcja silnika zapewniają również wysoką płynność pracy. Wysokie częstotliwości taktowania są akustycznie nieodczuwalne – co zmniejsza emisję hałasu. Dzięki temu „lekko pracujące” urządzenia nadają się także do zastosowań, w których obowiązują normy hałasu, a producent może w niektórych przypadkach zaoszczędzić na materiałach dźwiękochłonnych.

Można jednak pójść jeszcze krok dalej. Ruch powietrza zawsze wiąże się z pewnym poziomem hałasu. Połączenie wentylatorów EC z umieszczonym na stronie ssącej siatką wstępną (zobacz rysunek 4) drastycznie redukuje emisję hałasu, minimalizując turbulencje i stłumione niskotonowe dźwięki. Szczególnie tam, gdzie ludzie i technika dzielą przestrzeń, często pojawiają się punkty tarcia.

Prosta instalacja i uruchomienie

Wentylatory ebm-papst z odwróconymi, zoptymalizowanymi aerodynamicznie aluminiowymi wirnikami do zastosowania w oczyszczaczach powietrza dostępne są w rozmiarach 250 i 310 (zobacz rysunek 5). Zakres mocy napędu obejmuje od 250 W do nawet 12 kW. Przy krótkich terminach dostaw oferują elastyczne możliwości montażu, ponieważ można je instalować z wałem silnika pionowym lub poziomym. Ze względu na kompaktowe wymiary nadają się również do modernizacji, np. przy dobudówkach, gdy chce się zaoszczędzić energię lub uzyskać większą wydajność w małej przestrzeni. W przypadku takiej wymiany, jeśli w ogóle, konieczne są zwykle tylko niewielkie modyfikacje.

Ponieważ w wentylatorach EC elektronika i silnik tworzą jedną całość, użytkownik oszczędza miejsce na montaż, a instalacja jest prostsza. Ponieważ silnik i elektronika są już ze sobą idealnie dopasowane, nie są potrzebne dodatkowe filtry elektroniczne ani ekranowane kable. Nie jest również konieczny zewnętrzny wyłącznik silnika. Kosztowne dostosowania podczas uruchomienia w urządzeniach do oczyszczania powietrza, takie jak uziemienie czy ekranowanie, są zbędne. Dzięki temu energooszczędne i zgodne z ErP wentylatory EC do centralnych i zdecentralizowanych urządzeń do oczyszczania powietrza stanowią w wielu przypadkach opłacalną alternatywę.