Aktuální vydání

Číslo 3/2020 vyšlo tiskem 13. 3. 2020. V elektronické verzi na webu ihned. 

Téma: Trendy v elektrotechnice a souvisejících oborech

Hlavní článek
Využití měniče frekvence pro experimentální zařízení

Číslo 2/2020 vyšlo tiskem 6. 3. 2020. V elektronické verzi na webu ihned.

Trh, obchod, podnikání
BOOBA v novém showroomu, který předčil veškerá očekávání
Rozhovor s předsedou představenstva Technologií hlavního města Prahy

Denní světlo
Diagram zastínění pro 21. březen
Moderní metody získávání dat pro zpracování světelnětechnických posudků

DREKOMA – optimální vlhkost vzduchu pro lidi i techniku

21. 2. 2020 | Ing. Vladimír Harazím, CSc. | DREKOMA, s. r. o. | www.drekoma.cz

Zajímavým fenoménem na mnoha technicky zaměřených veletrzích a výstavách bývá zařízení umístěné ve stánku společnosti DREKOMA. Vnějším a viditelným projevem jeho činnosti je produkce čehosi, co připomíná lehký dým nebo mlhu. Jednatel společnosti Ing. Vladimír Harazím, CSc., se velmi erudovaně rozhovořil o významu vlhkosti obsažené ve vzduchu nejen pro dýchání, ale také pro dobrý výsledek technologických procesů v mnoha průmyslových provozech. Tyto důležité informace si redakce časopisu ELEKTRO nemůže nechat pro sebe.

Pane Harazíme, mnohý z nás už byl vystaven velmi suchému prostředí a má v paměti subjektivní pocity. Co se v takovém případě děje z fyziologického pohledu?

Ing. Vladimír Harazím, CSc.Lidé většinu času tráví v uzavřených prostorech. Proto je velmi důležité vytvořit a udržet optimální mikroklima uvnitř budov jak pro zdraví a dobrý zdravotní stav, tak i pro výkonnost při práci.

Optimální mikroklima je stav prostředí vyznačující se příjemnou pokojovou teplotou a také správným podílem vody ve vzduchu (relativní vlhkostí). Relativní vlhkost vzduchu by měla být v rozsahu od 40 do 60 %. V chladných ročních obdobích ale klesá pod 30 %. Tím způsobuje např. vysychání sliznic, což zhoršuje samočištění dýchacích cest a vede k snížení odolnosti proti různým virovým onemocněním.

Zvláště kombinace suchého vzduchu v uzavřeném prostoru a znečištění pevnými částicemi, např. prachem, je pro zdraví lidí nanejvýš nepříznivá. Újmu utrpí nejenom zdraví lidí, ale také zařízení budov, například může docházet až k poškození interiérů, poškození zařízení (dřevěné podlahy, nábytek, obrazy apod.).

Příliš nízká relativní vlhkost vzduchu vede také k vzniku elektrostatického náboje. Při relativní vlhkosti vzduchu pod 40 % může elektrostatický výboj (jiskra) způsobit rušení, poruchy nebo i poškození elektronických zařízení, popřípadě překvapit osoby štiplavým seknutím při dotyku s uzemněným předmětem.

Jak vlhkost vzduchu ovlivňuje procesy v průmyslu? V jakých provozech je vliv vlhkosti nejvýraznější?

Technologické procesy v průmyslu zpravidla potřebují prostředí s určitými vlastnostmi. Například v prostředích s požadovanou velkou čistotou vzduchu je třeba sledovat koncentraci pevných (prachových) částic. Některé procesy jsou zase závislé na obsahu vody ve vzduchu – jednak z hlediska vzniku elektrostatického náboje, jednak pro zachování vlastností vstupních surovin, a také pro kvalitní průběh technologických operací. Zvlhčováním vzduchu se zlepšují a udržují stabilní vlastnosti materiálu a výrobků během výroby a skladování, současně se vzduch ochlazuje a čistí od pevných částic.

Vlivem nízké vlhkosti dochází také k poškozování výrobků a materiálů. Nejvíce ohrožené je dřevo, papír, textilie a další hygroskopické materiály.

Vlhkost vzduchu má zásadní význam při veškeré práci se dřevem, v papírnách a tiskárnách, v textilním průmyslu, v lakovnách, při konzervování a skladování potravin, v muzeích, v elektrotechnice, elektronice a počítačové technice, v zemědělských chovech atd.

Pro prostory s příliš suchým vzduchem jsou ideálním řešením zvlhčovací systémy, které automaticky udržují relativní vlhkost vzduchu v daném prostoru v optimálním rozsahu 40 až 60 %.

Obr. 1. Vysokotlaký rozprašovač vodního aerosolu Orbit Wing instalovaný ve stísněném prostoru vzduchotechnického kanálu
Obr. 1. Vysokotlaký rozprašovač vodního aerosolu Orbit Wing instalovaný ve stísněném prostoru vzduchotechnického kanálu

Jak takové zvlhčování funguje?

Zvlhčování obecně znamená vpravit do vzduchu v daném prostoru takové množství vody, aby se zvýšila relativní vlhkost na požadovanou hodnotu. Zvlhčovat lze například tak, že se do vzduchu vypouští vodní pára (tzv. parní zvlhčování), velmi účinné a efektivní jsou zvlhčovací systémy založené na vysokotlakém rozprašování vody, kdy je voda rozváděna speciálními certifikovanými hadicemi k jednotlivým rozprašovacím modulům s tryskami (obr. 1.), technicky na vysoké úrovni je generování drobných kapének vody působením ultrazvuku (obr. 2). Při vysokotlakém zvlhčování systém z výšky rozprašuje do prostoru vodní mlhovinu tvořenou drobnými kapičkami o velikosti kolem 1 μm. V suchém vzduchu se drobné kapky rychle odpařují do plynného stavu, a tím se zvyšuje relativní vlhkost vzduchu. Na změnu skupenství vody se spotřebovává teplo, což má za následek snížení teploty vzduchu; je to tzv. adiabatické chlazení.

Zvlhčovač MERLIN® PURUS pracující na principu ultrazvuku
Obr. 2. Zvlhčovač MERLIN® PURUS pracující na principu ultrazvuku spotřebuje průměrně pouze 0,092 kWh energie na každý kg vody rozprášené do vzduchu. Ve srovnání s parními systémy zvlhčování uspoří až 93 % nákladů na energii

Ultrazvukové zvlhčování ovšem potřebuje ke správné činnosti demineralizovanou vodu, jejíž konduktivita je asi 10 μS/cm2, což řadí ultrazvukové zvlhčování vzduchu k finančně nejnáročnějším zvlhčovacím technologiím. Je však nenahraditelné v případech, kdy jinou techniku nelze použít, např. v technologických linkách krytých kapotáží, s velkými nároky na přesnost obsahu vody, i s proměnnou a řízenou vlhkostí po délce linky. I takto náročné požadavky zákazníků na řízení vlhkosti dokáže ultrazvukový systém splnit, ať jde o technologii obsahující elektronické obvody, nebo o kynutí těsta.

Kde jste získal znalosti a dovednosti v oblasti zvlhčování vzduchu? Jaká je historie a současnost společnosti DREKOMA?

Před několika desítkami let jsem vystudoval Vysokou školu dřevařskou ve Zvolenu. S postupem doby jsem získal kvalifikaci soudního znalce v oborech zpracování dřeva, dřevařské stroje a zařízení, dřevostavby apod. Někdy na začátku 90. let jsem v Salzburgu na výstavě hledal kvalitní přístroje pro využití při mojí činnosti soudního znalce. Zaujala mě rakouská firma Merlin Technology, která tu nabízela bezhrotové vlhkoměry, nezanechávající vpichy v měřeném materiálu. Po rozhovoru s ředitelem panem Reisingerem jsem si odvážel jeden vlhkoměr na testování – a to byl začátek našich obchodních vztahů. Později jsme na československém trhu prodávali vlhkoměry Merlin Technology v objemu bezmála milion korun ročně. Koncem 90. let kolegové ve firmě Merlin dokončili vývoj zvlhčování a já dostal nabídku rozšířit portfolio měření vlhkosti o zařízení pro zvlhčování. Jsou nabídky, které se neodmítají. Toto byla jedna z nich. Měla a stále má perspektivu, protože suchý vzduch škodí skoro všem a skoro všude. Nějaký čas trvalo, než jsme tuto techniku uvedli na trhu a ukázali odpovědnému managementu firem, že tudy vede cesta k odstranění problémů a škod způsobených suchým vzduchem. V roce 1999 jsem založil nástupnickou firmu DREKOMA, s. r. o. V České republice i na Slovensku je jen málo odvětví, ve kterých by firma DREKOMA společně s Merlin Technology nezvlhčovala.

Co byste doporučil těm, kteří vědí, že příčinou jejich potíží je příliš suchý vzduch?

Nejlepší zákazník je ten, který ví, co chce. Ale i když neví, ale jen tuší, že by se měl zbavit suchého vzduchu, může se obrátit na nás a využít poradenské služby. Situaci prověříme na místě a navrhneme řešení. Někteří technologové, často usoužení starostmi s technickým zařízením, které stále někde „drhne“, možná nevědí, jak malý krůček je k řešení obtíží s technikou. Zvlhčovat vzduch…

A co zaměstnanci? Těm by měl suchý vzduch vadit víc než robotům.

No samozřejmě. Otázka suchého vzduchu a jeho vlivu na pracovní prostředí se v některých podnicích dostane až na jednání odborů. A přitom zvlhčování vzduchu zabije dvě mouchy jednou ranou: vyřeší problém s technologickým zařízením a současně i se zdravotními potížemi zaměstnanců.

Jak dlouho trvá, než se v místě namontování zvlhčovacího zařízení projeví změna?

Radikální změnu prostředí lze pozorovat během čtyř pěti hodin po uvedení zvlhčovacího systému do provozu – třeba i zkušebního. Za tak krátkou dobu pocítí změnu k lepšímu jak technologické zařízení, tak osoby pracující v daném prostředí, zejména ty, které zvlášť citlivě reagují na změnu kvality vzduchu. Změna stavu se objektivně ukáže monitorováním teploty a relativní vlhkosti, ale směrodatné údaje vyplývají také z údajů o kontrole kvality výrobků, ať už se verdikt týká správnosti adiabatického chlazení marmelády nebo výrazného zlepšení kvality velkoplošného tisku, anebo dvojnásobného zvýšení pevnosti spoje s polyuretanovým lepidlem.

Změna je znát také ve výrobě elektronických zařízení, kde při relativní vlhkosti vzduchu větší než 45 % přestane statická elektřina ničit drahé polovodičové součástky.

Zvlhčovač a destratifikátor Merlin má odstředivý rotor
Obr. 3. Zvlhčovač a destratifikátor Merlin má odstředivý rotor, který vyvolává pomalé vertikální promíchávání vzduchu, a současně rozděluje zvlhčený vzduch paprskovitě. Systém zabraňuje vrstvení horkého vzduchu u stropu a redukuje spotřebu energie

Jak je to s energetickou náročností zvlhčování?

Pro zvlhčení velmi suchého vzduchu je zapotřebí vnést do prostoru např. 400 g vody na 1 m3 vzduchu. Technologie Merlin dokáže přidat do vzduchu 1 litr vody při spotřebě energie asi 5 až 10 Wh, což je o několik řádů méně než 1 kWh spotřebovaná na odpaření stejného množství vody při parním zvlhčování.

Energetická náročnost vysokotlakých systémů zvlhčování je 4 až 5 Wh na přenos 1 litru vody do vzduchu, ultrazvukové systémy spotřebují 3 až 5 Wh. Jde-li o kombinovaný systém voda-vzduch, který vyžaduje výrobu stlačeného vzduchu, je energetická náročnost na litr vody 80 až 90 Wh.

Pokud jde o adiabatické chlazení, které jde ruku v ruce s uvedeným zvlhčováním, je nejlepší porovnat náklady na energii systému Merlin s náklady na klasickou klimatizaci, je-li nainstalovaná. Systémem Merlin dokážeme snížit pocitovou teplotu o 10 až 11 °C (objektivní měření teploměrem přitom zaregistruje pokles o 4 až 6 °C). Jako příklad propočtu můžeme uvažovat takto: 150 litrů vody rozprášené do vzduchu systémem Merlin během jedné hodiny uchladí po tuto dobu klasický zdroj tepla o výkonu 100 kW. Takováto bilance v praxi způsobuje, že firmy, které mají nainstalován systém Merlin Technology, ponechávají klasickou klimatizaci jen jako doplňkovou a po většinu času primárně využívají adiabatické chlazení, tj. nízkonákladový režim založený na přirozeném odpařování vody. Teprve když už tato metoda chlazení nestačí, nastupuje běžná klimatizace. Ta pro uchlazení tepelného výkonu 1 kW potřebuje na vstupu elektrický výkon skoro 2 kW, oproti systému Merlin Technology, kterému pro stejný výsledek postačí např. 100 W nebo několik málo stovek wattů.

Jak vidíte budoucnost a vývoj v oboru zvlhčování vzduchu?

Stále se uvádějí do provozu, anebo již fungují, technologická zařízení, která pro bezchybnou činnost potřebují určitou relativní vlhkost vzduchu. Stále jsou budovy, ve kterých žijí a pracují lidé, jimž suchý vzduch způsobuje potíže. Takže zvlhčovací zařízení mají perspektivu. A čeká nás další segment trhu – nemocnice a jiná zdravotnická zařízení. Dosud panovala mylná domněnka a mýtus, že ve zdravotnických zařízeních se může použít pouze parní zvlhčování. Společnost Merlin technology se touto otázkou intenzivně zabývala a ukázala, že studené zvlhčování se co do zdravotní nezávadnosti staví na stejnou úroveň jako parní zvlhčování. Tento výsledek potvrdily i nezávislé orgány. Zejména při nižších teplotách vzduchu je studené zvlhčování méně zranitelné a energeticky méně náročné.

A nakonec otázka z nejdůležitějších. Kam se může obrátit ten, kdo by se rád zbavil příliš suchého vzduchu na profesionální úrovni?

Vlhkostí vzduchu a jejím řízením se profesionálně zabýváme více než dvě desetiletí. A úspěšně, s velkým množstvím referencí. Jen se podívejte na www.drekoma.cz.

Rozhovor vedl Ing. Emil Širůček,
FCC PUBLIC


Vyšlo v časopise Elektro č. 2/2020 na straně 54.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde