Aandachtspunten bij VENTILATORONTWERP
Ventilatorontwerp
De juiste ventilatorkeuze is cruciaal om de vereiste systeemprestaties te kunnen behalen. Aan de basis van de ventilatorkeuze ligt het vereiste luchtvolumedebiet (m³/min). Het berekenen daarvan wijst uit hoeveel vermogen de ventilator moet kunnen leveren.
Voor elke ventilatietoepassing gelden er specifieke luchtstromings- en drukvoorwaarden. Industriële ventilatoren moeten nauwkeurig worden ontworpen om te voldoen aan de prestatiespecificaties, maar wel mét behoud van hun structurele integriteit. Afhankelijk van de toepassing kan de ventilator onderhevig zijn aan hoge draaisnelheden, een bedrijfsomgeving met corrosieve of schurende luchtstromen en extreme temperaturen. Grotere ventilatoren en hogere snelheden produceren grotere krachten op de roterende structuren; voor de veiligheid en betrouwbaarheid moet het ontwerp van die aard zijn dat buitensporige mechanische spanningen en exciteerbare resonantiefrequenties uitblijven. Computermodelleringsprogramma's voor computationele vloeistofdynamica (CFD) en eindige-elementenanalyse (FEA) helpen in het ontwerpproces, naast het testen van laboratoriumschaalmodellen. Controleren kan ook na de bouw van de ventilator, door middel van prestatietesten voor stroming en druk, rekstrooktesten voor spanningen en testen om de resonantiefrequenties van de ventilator te bepalen.
De juiste ventilatorkeuze is cruciaal om de vereiste systeemprestaties te kunnen behalen. Aan de basis van de ventilatorkeuze ligt het vereiste luchtvolumedebiet (m³/min). Het berekenen daarvan wijst uit hoeveel vermogen de ventilator moet kunnen leveren.
Materiaalkeuze
Een adequate selectie van materialen voor de verschillende componenten van het ventilatiesysteem hangt af van de aard van het productieproces (schadelijke stoffen die vrijkomen in de lucht …).
Voor de ventilatiekanalen komen verschillende materialen in aanmerking, afhankelijk van de toepassing: staal, aluminium, pvc, inox (corrosieve media) of zelfs textiel. Die laatste zijn in België relatief nieuw en bieden wel wat voordelen. Zo wisselen ze over de gehele lengte lucht uit en niet enkel op bepaalde plaatsen via roosters, zoals bij traditionele ventilatiekanalen. Dat levert een efficiëntere luchtverdeling en daarmee een energiebesparing.
Geluidsproductie
Binnen ventilatiesystemen bestaan er verschillende potentiële geluidsbronnen. De belangrijkste is de ventilator zelf, maar ook de ventilatiekanalen spelen een rol. Zo leidt een te kleine doorsnede tot hogere luchtsnelheden, wat geluid en een hogere weerstand genereert, met een mindere systeemefficiëntie tot gevolg. Ook bruuske bochten in de kanalen, of overgangsstukken kunnen kinetische energie uit de luchtstroom absorberen en geluid veroorzaken wanneer de luchtstroom verstoord wordt. Dan ontstaat er turbulentie en worden de luchtstromen kinetisch opgeslagen zodat de efficiëntie van het systeem vermindert. Om de inefficiëntie van het systeem tegen te gaan en het slechte gebruik van de energie te compenseren, kiezen vele bedrijven voor grotere ventilatoren. Dat leidt echter tot een toename van zowel het energieverbruik, de CO2-voetafdruk en het lawaai.
Energieverbruik
Een belangrijk aandachtspunt bij de installatie van een ventilatiesysteem is het energieverbruik. Op verschillende manieren kan bij een weinig doordachte ventilatie energie opgaan in lucht.
Het verwijderen van vervuilde lucht via de ventilator gaat bijvoorbeeld niet enkel gepaard met elektriciteitsverbruik, maar ook met verlies van warmte (van de verwijderde lucht), zodat meer energie moet gaan naar het op temperatuur houden van de ruimte.
Elk ventilatiesysteem vraagt om een regelmatig onderhoud vanwege de opbouw van verontreinigingen in het systeem, met name in de filters.
Een belangrijk en soms over het hoofd gezien aspect bij ventilatie is de noodzaak om voldoende lucht te leveren ter vervanging van de afgevoerde lucht op de werkplek. Als er bij de afvoer van grote hoeveelheden lucht niet voldoende lucht wordt aangevoerd, zorgt dat in principe voor een tekort aan lucht (onder meer zuurstoftekort) op de werkplek en ontstaat er negatieve druk. Die remt de luchtverplaatsing doorheen het ventilatiesysteem af, zodat minder lucht zich verplaatst. Ook komt er lucht binnen via kieren rond deuren of ramen of andere kleine openingen om te proberen de snelheid waarmee de lucht wordt afgevoerd uit te balanceren. Het resultaat is dat werknemers in de winter blootgesteld kunnen worden aan koude lucht en dat er extra verwarmingskosten kunnen ontstaan. Verschillende ingrepen bij een bestaand ventilatiesysteem kunnen besparingen opleveren. In bepaalde productiehallen moeten ventilatoren regelmatig niet op volle capaciteit werken. Op bijvoorbeeld een gecentraliseerde ontstoffingsinstallatie is het onnodig om tijdelijk niet gebruikte werkposten af te zuigen. Het debiet van de ventilator beperken door middel van een vlinderklep, die vlak bij de ventilator is geplaatst, is de meest kostelijke oplossing. De klep betekent een drukverlies waardoor de ventilator onnodig energie verbruikt. Een wervelstroomregelaar kan dan een elegantere en minder energieverslindende oplossing zijn. Nog economischer is echter het gebruik van een elektronische frequentieregelaar om de snelheid wanneer nodig te kunnen aanpassen. In functie van een instelling – zoals het meten van een onderdruk in de leiding – wordt de ventilatorsnelheid bijgestuurd zodat het gewenste debiet wordt afgezogen.
Onderhoud van industriele ventilatie
Elk ventilatiesysteem vraagt om een regelmatig onderhoud vanwege de opbouw van verontreinigingen in het systeem, met name in de filters. Routinematige tests helpen om problemen in een vroeg stadium op te sporen en tijdig corrigerende maatregelen te nemen.
Wijzigingen aanbrengen in een ventilatiesysteem vraagt de nodige deskundigheid opdat het systeem effectief blijft werken. Een voorbeeld is de toevoeging van een luchtafvoerkanaaltak aan een bestaand kanaal, waardoor het systeem vanaf dan ook lucht in het systeem zal trekken vanaf die nieuwe locatie. Dat leidt tot een debietafname van de luchtstroom op locaties verder van de afzuigventilator. Zo’n verandering resulteert in een snelle verstopping van het systeem en in een mogelijk onvoldoende krachtige afvoerluchtstroom in alle kanalen om de verontreinigingen te verwijderen.
