Metody oczyszczania przewodów wentylacyjnych.doc

Metody oczyszczania przewodów wentylacyjnych
Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Techniki Instalacyjnej INSTAL

00-656 Warszawa ul. Ksawerów 21 tel. (22) 843-71-65
Data: 03/06/02 ,    Polski Instalator

Użytkownicy wentylowanych lub klimatyzowanych obiektów nie zawsze mają świadomość, jak duży wpływ na jakość powietrza w pomieszczeniach, a więc ich samopoczucie, mogą mieć zanieczyszczenia zgromadzone w przewodach doprowadzających powietrze. Właściciele tych budynków często wiedzą o zagrożeniach związanych z gromadzeniem się zanieczyszczeń na wewnętrznych powierzchniach kanałów, co wynika z faktu skumulowania nieobojętnych dla organizmu ludzkiego substancji chemicznych, pyłów, mikroorganizmów (np. bakterii: legionella pneumophila, astmy itp.) oraz grzybów, pleśni czy wirusów. Jeżeli właściciele budynków zdecydują się już na przeprowadzenie czyszczenia przewodów wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych, to przeważnie czynią to w celu „leczenia” chorych budynków, tj. takich gdzie na jakość powietrza wewnątrz pomieszczeń narzekają ich użytkownicy.

Należy bowiem pamiętać, że przy niespełnieniu przez budynek i instalację klimatyzacyjną oczekiwań użytkowników pomieszczeń, znakiem ostrzegawczym jest syndrom chorego budynku, przejawiający się w negatywnej ocenie warunków mikroklimatu przez znaczną cześć użytkowników pomieszczeń. Narzekają oni na zbyt małą ilość powietrza, duszność, nieświeże powietrze, zaduch, nieodpowiednią temperaturę i/lub wilgotność powietrza. Objawami są: ból głowy, znużenie, senność, wrażenie suchości w gardle, podrażnienie oczu, nosa, gardła itp. Ponadto w systemach usuwających powietrze np. znad trzonów kuchennych zanieczyszczenie kanałów znacznie zwiększa zagrożenie pożarowe.
Zarodniki pleśni i grzybów przedostają się do pomieszczeń klimatyzowanych albo bezpośrednio przez otwarte okna i drzwi, albo z nawiewanym powietrzem zewnętrznym, zasysanym przez czerpnię. Czerpnie zaopatrzone są w odpowiednie filtry, które powinny wychwycić większość zanieczyszczeń. Lecz jak wykazały badania [1] filtry te często nie spełniają swego zadania i niezatrzymane zarodniki przedostają się do systemu.

Rozrost kolonii bakteryjnych następuje w określonych warunkach. Rozmnażanie się tych mikroorganizmów wymaga odpowiedniej ilości wilgoci, organicznego podłoża i właściwych temperatur. Stąd miejscami sprzyjającymi rozwojowi bakterii są te części systemu klimatyzacyjnego, w których występuje kondensacja wilgoci lub pojawia się wilgoć z innych źródeł. Namnożone bakterie roznoszone są po całym systemie i ich zneutralizowanie staje się niezwykle trudnym problemem.

Obowiązujące wymagania
W międzynarodowych normach ustalono określone wymagania odnośnie wentylacji i klimatyzacji, jednak problem kontroli stanu systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych oraz czyszczenia przewodów jest w nich ujęty marginalnie. Dlatego można stwierdzić, że funkcjonujące już systemy, w miarę zwiększania się czasu eksploatacji, stają się coraz brudniejsze. Od stycznia 1998 roku w krajach Wspólnoty Europejskiej podjęto próbę zunifikowania wymogów dotyczących urządzeń i systemów klimatyzacyjnych. Celem tych prac miało być polepszenie jakości powietrza wewnątrz klimatyzowanych pomieszczeń oraz zmniejszenie zużycia energii. Pierwszy opublikowany raport z tych badań obejmuje usystematyzowany przegląd wszystkich, obowiązujących w poszczególnych krajach europejskich norm oraz wytycznych, dotyczących dozoru i konserwacji systemów klimatyzacyjnych [3]. Zawarte w tym raporcie wnioski i zalecenia, dotyczące problematyki czystości systemów wytyczają proste i oczywiste zadania. Wg autorów należy przede wszystkim ustalić możliwości i sposoby oczyszczania przewodów.
W raporcie podkreślono, że tylko nieliczne kraje zwracają uwagę na konieczność przeprowadzania okresowych inspekcji i oczyszczania przewodów powietrznych. Do krajów tych należą kraje skandynawskie, w których, aby uniknąć sytuacji niekorzystnych dla użytkowników pomieszczeń, wprowadza się prawne wymogi wymuszające dbałość o utrzymanie czystości przewodów. Na uwagę np. zasługują ustawowo wprowadzone w Szwecji [4], okresowe inspekcje stanu systemów wentylacyjnych w budynkach. Inspekcje takie powinny być przeprowadzane w zależności od obiektu w odstępach od 2 lat (szpitale) do 9 lat (domki jednorodzinne).
Jeśli przeprowadzona inspekcja wykryje wady w skuteczności działania systemów wentylacyjnych (zła jakość powietrza w pomieszczeniach wentylowanych) to także inspekcja powinna być powtórzona po 6-ciu miesiącach. Jeśli i tym razem usterki nie zostały usunięte, to właściciel budynku poniesie odpowiednie konsekwencje. W chwili obecnej norma PN-78/B-10440 również nakłada obowiązek kontroli czystości kanałów, ale jedynie w momencie odbioru instalacji. Należy przypuszczać, że po wejściu Polski do Unii Europejskiej, będą i u nas wymagane okresowe inspekcje stanu systemów wentylacyjnych.

Podstawowy zakres inspekcji wentylacji budynku obejmuje oprócz pomiarów wielkości gwarantowanych dokumentacją techniczną tj. ilości i parametrów powietrza, również sprawdzenie szczelności i czystości wentylatorów, filtrów, przepustnic itp. oraz sprawdzenie czystości przewodów powietrznych. Nawarstwianie się zanieczyszczeń na wewnętrznej powierzchni powoduje bowiem zmniejszenie ilości przetłaczanego powietrza, a co za tym idzie – większe zużycie energii przez wentylatory, zmniejszenie ilości ciepła z odzysku, wzrost częstotliwości wymiany filtrów.
Aby uniknąć wprowadzania chemikalii i rozpuszczalników do systemu wentylacyjnego, czyszczenie przewodów powinno być przeprowadzane metodami suchymi. Ponadto wyselekcjonowana metoda czyszczenia nie powinna powodować dyskomfortu w rzeczywistych warunkach. Sprawdzanie osiągniętego stopnia czystości powinno być określane ilościowo tj. za pomocą pomiarów ilości zanieczyszczeń. Wymagana znormalizowana czystość jest osiągana przy średniej wartości 1 g pyłu na 1 m2 powierzchni przewodu [4]. Oczywiście większe wymagania mogą być spełnione w takich budynkach, w których z racji ich funkcji muszą być zagwarantowane wymogi zdrowotne, jak np. w szkołach, szpitalach, hotelach itp.

Na uwagę zasługuje więc problem utrwalenia w świadomości osób odpowiedzialnych za eksploatację systemów wentylacyjnych, konieczności okresowego czyszczenia przewodów powietrznych. Do wzrostu tej świadomości konieczna jest znajomość metod oczyszczania przewodów powietrznych.

Metody oczyszczania przewodów wentylacyjnych
Przyjęta metoda czyszczenia przewodów powietrznych winna uwzględniać rodzaj zanieczyszczeń, które osadzają się na ich powierzchni wewnętrznej. W chwili obecnej przewody czyści się najczęściej przy oddawaniu instalacji do użytku, szczególnie w obiektach o wysokich wymaganiach. Natomiast w okresie eksploatacji czyszczenie albo jest zabiegiem pomijanym, albo wykonywanym z koniecznością demontażu przewodów. Ale nie trzeba uświadamiać, że jeśli mamy do czynienia z kurzem lub suchym pyłem, to sytuacja jest diametralnie inna niż w przypadku przewodów odprowadzających powietrze (np. znad trzonu kuchennego), z których należy usunąć zanieczyszczenia z dużą zawartością tłuszczu. Dlatego należy większą uwagę zwrócić na profesjonalne wykonanie tych prac. W chwili obecnej, firmy wchodzące na polski rynek korzystają z doświadczeń innych krajów. Oferująca w tym zakresie usługi firma NORDICA Engineering wykorzystuje technologię stosowaną od wielu lat w krajach skandynawskich. Jest to o tyle istotne, że w krajach tych stawiane wymagania, należą do najostrzejszych. Poniżej prezentujemy metody czyszczenia mechanicznego, z wykorzystaniem sprężonego powietrza.
Aby przeprowadzić czyszczenie należy odciąć część systemu przewodów. Do odciągnięcia i wychwycenia usuwanych zanieczyszczeń stosuje się zespół składający się z następujących elementów:
• wentylatora wyciągowego,
• zespołu filtrów umieszczonych we wspólnej skrzynce.

Rys. 1 Zespół do wychwytywania zanieczyszczeń

Zespół taki (rys. 1), podłącza się do wylotu odciętej części systemu. Natomiast czyszczenie przeprowadza się za pomocą:
• wirujących szczotek kołowych,
• sprężonego powietrza.
Podstawowym elementem zestawu czyszczącego jest urządzenie wymuszające ruch obrotowy szczotek (Powerful Brush Machine), do której dołącza się przewód powietrzny o długości do 30 m. Na końcu przewodu umieszcza się szczotkę o średnicy dopasowanej do wymiarów przekroju poprzecznego kanału. Napęd elektryczny pozwala na osiągnięcie prędkości obrotowej wynoszącej 670÷740 obr/min. Urządzenie posiada system zmiany kierunków obrotu ze zgodnego z ruchem wskazówek zegara na przeciwny. Przewód ten umożliwia połączenie zestawu ze źródłem sprężonego powietrza. co stanowi alternatywę dla napędu elektrycznego. Przepływające przez przewód sprężone powietrze wypływa przez specjalną dyszę wylotową wywołując wirowanie szczotek wewnątrz czyszczonego kanału. Do czyszczenia „przeciętnie” zanieczyszczonych kanałów kołowych stosuje się szczotki nylonowe. Aby oczyścić silnie zabrudzone kanały stosuje się albo szczotki nylonowe wzmocnione stalowymi włóknami albo stalowe szczotki. Do kanałów o przekroju kwadratowym i prostokątnym stosuje się szczotki nylonowe, składające się z dwóch rodzajów włókien: twardych, o mniejszej średnicy i miękkich o większej średnicy. Włókna miękkie usuwają kurz z naroży kanałów. Należy dodać, że w przypadku zaniku napięcia, szczotki mogą być wprawione w ruch obrotowy za pomocą ręcznej wiertarki zasilanej bateriami. Zwraca się uwagę na możliwość czyszczenia przewodów z wewnętrzną izolacją za pomocą miękkich szczotek wykonanych z polietylenu. Cały zestaw do czyszczenia przewodów uzupełnia „pistolet powietrzny”, za pomocą którego rozpyla się mieszaninę dwuwęglanu sodu, co pozwala usuwać zanieczyszczenia z przewodów w kuchniach, restauracjach, i to bez zwiększania ryzyka korozji czy też obaw o zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniu. Pozwala to również na usuwanie zanieczyszczeń z łopatek wentylatora i jego obudowy. Należy nadmienić, że urządzenia ze szczotkami wirującymi mogą być również wykorzystywane do czyszczenia i wygładzania przewodów wykonanych z cegły.

Inną metodą czyszczenia kanałów jest wykorzystanie dysz specjalnej konstrukcji, których rotację oraz przesuwanie się do przodu wywołuje sprężone powietrze. Pierwszym rozwiązaniem jest wirująca dysza ze szczotką czyszczącą (Rotating Brush Nozzle), którą montuje się na końcu przewodu ciśnieniowego. Ma ona zastosowanie do kanałów o średnicy 100÷600 mm przy zapotrzebowaniu powietrza 1,5 m3/min, zaś dla przewodów 400÷1200 mm przy 3,5 m3/min. W obu przypadkach osiąga się prędkość obrotową szczotek 15 000÷20 000 obr/min., zaś wymagane ciśnienie wynosi 7 bar. Przykładowa efektywność pracy tą metodą dla kanału o średnicy 300 mm wynosi 6 mb/min. Po osiągnięciu maksymalnej odległości, wynoszącej ok. 25 m, rozpoczyna się wyciąganie powrotne dyszy i wówczas sprężone powietrze ułatwia przesuwanie zanieczyszczeń do zestawu wyciągowego. Konstrukcję dyszy przedstawiono na rys. 2.

Rys. 2 Obrotowa dysza z wirującą szczotką czyszczącą
(Rotating Brush Nozzle)

Innym rozwiązaniem jest czyszczenie kanałów za pomocą sprężonego powietrza wypływającego z dużą prędkością z dyszy specjalnej konstrukcji (Rotating Whipstream Nozzle), którą przedstawiono na rys. 3. Obraca się ona z prędkością wynoszącą 10 000÷12 000 obr/min., generując jednocześnie pulsujące strumienie powietrza, które z dużą siłą uderzają o ścianki kanału, działając jak „bicz powietrzny”. Zasięg tych strumieni wynosi do 1 m. Konstrukcja głowicy umożliwia podsysanie od strony czołowej powietrza wraz z cząstkami zanieczyszczeń, oderwanymi od powierzchni kanału, co jest dodatkowym wzmocnieniem efektu czyszczącego. System ten jest przewidziany przede wszystkim do kanałów pionowych o średnicy powyżej 300 mm, choć nie ma przeciwwskazań, aby również był stosowany w kanałach poziomych. Wymagana ilość powietrza to 5,2 m3/min przy ciśnieniu 8 barów.

Rys. 3 Obrotowa dysza do czyszczenia za pomocą strumieni powietrza
(Rotating Whipstream Nozzle)

Uzupełnieniem tego zestawu jest urządzenie do monitorowania kanałów. Jest ono wyposażone w kamerę z szerokokątnym obiektywem o średnicy 50 mm, której elastyczne zamocowanie pozwala na obrót o 90°. Sterowanie przemieszczaniem następuje za pomocą joysticka, zaś zasięg wynosi 20 m. Stan monitorowanych powierzchni obserwuje się na płaskim ekranie zainstalowanym w obudowie skutecznie chroniącej przed uszkodzeniami.

Z uwagi na konieczność wyłączenia na pewien czas systemu z eksploatacji, dąży się do ograniczenia czasu trwania tego zabiegu. Poszukuje się więc innych, mniej czasochłonnych rozwiązań. Na uwagę zasługuje opracowana ostatnio w USA nowa metoda oczyszczania przewodów wentylacyjnych, która została opatentowana 19.01.1999 r. pod numerem 5 860 187 [6].
Nowa metoda jest też stosowana przez firmę NORDICA Engineering do oczyszczania systemów wentylacyjnych na statkach morskich oraz w różnych budynkach użyteczności publicznej (szkołach, szpitalach, hotelach itp.). Za pomocą tej metody można również oczyszczać przewody wentylacji wywiewnej z pomieszczeń kuchennych.

W Laboratorium Maszynowym Politechniki Gdańskiej autorzy przeprowadzili poligonowe badania, które potwierdziły skuteczność działania opisanej metody czyszczenia przewodów powietrznych w instalacjach wentylacyjnych.

Tadeusz Szymański, Wiktor Wasiluk

Literatura:
[1] Health hazards in HVAC systems. MER, March 1997
[2] Muller B.: Wartung von raumlufttechnischen anlagen. HLH.3/99
[3] Muller B.: First report from Task 2 Maintenance; AIRLESS; Literature Reviev of International Maintenance Guidelines, Berlin 1998.
[4] Checking the performance of ventialtion systems. Urzędowe szwedzkie wymagania kontroli systemów wentylacyjnych. The Swedish National Board of Housing, Bilding and Planning. General Guidelines 1992: 3E.
[5] NADCA General Specifications for the cleaning of commercial Heating, Ventilating and Air Conditioning systems. Washington 1997.
[6] Flaszyñski et al.: Cleaning systems for removing dust deposits from ductwork. United States Patent. Nr patentu 5 860 187 z dnia 19.07 1999.
[7] Katalogi „Scandinavian Technology Duct Cleaning” Sweden

Zdjęcia przedstawiają bakterie Legionella oraz zanieczyszczone szlamem i osadami wnętrze kanału chłodni kominowej
Artykuł ukazał się w nr 1/2000 "Polskiego Instalatora"

POLECAMY ARTYKUŁY

Zainteresowanym problemem czyszczenia instalacji wentylacyjno-klimatyzacyjnych polecamy artykuł "Czyszczenie przewodów i urządzeń instalacji wentylacji i klimatyzacji - aktualny stan prawny i przewidywane zmiany" autorstwa mgr inż. Sławomira Pykacza z Centralnego Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Tedhniki Instalacyjnej INSTAL, który ukazał się w marcowym numerze miesięcznika INSTAL. W tym samym wydaniu znajduje się również artykuł pt. "Zagrożenia związane z zanieczyszczeniem przewodów wentylacyjnych", którego autorem jest pan Adam Krogulski z Państwowego Zakładu Higieny.

ZAMÓW "INSTAL" nr 3/2002:
3 numer miesięcznika INSTAL z roku 2002 można nabyć za pośrednictwem www.wentylacja.com.pl w cenie 14 zł za egzemplarz. Wystarczy kliknąć na: ZAMÓWIENIE (prosimy o podanie danych adresowych: imię, nazwisko, firma, stanowisko, ulica, miasto, kod, ilość zamawianych egzemplarzy).

Skrócony spis treści "INSTAL" nr 3/2002:
- Bogdan Mizieliński, Grzegorz Kubicki Filtracja spalin w węglowych ciepłowniach
- Systemy Climaver - przewody powietrzne z wełny szklanej. Cicha wentylacja.
- Marian Skaźnik Wybrane problemy oddymiania pożarowego w obiektach wielkokubaturowych
- Leszek Madej Klimakonwektory wentylatorowe
- Sławomir Pykacz Czyszczenie przewodów i urządzeń instalacji wentylacji i klimatyzacji - aktualny stan prawny i przewidywane zmiany
- Adam Krogulski Zagrożenia związane z zanieczyszczeniem przewodów wentylacyjnych
- Jan Bylicki, Grażyna Lechman Palniki kotłów grzewczych
- Błażej Rozmarynowicz Kotły z zamkniętą komorą spalania
- Jak będzie wyglądało budownictwo za 3-4 lata? Zarys strategii budownictwa w Polsce
- Piotr Dymkowski Zawory kulowe Danfoss JiP dla systemów ciepłowniczych
- Urszula Wróbel Miedziane rury instalacyjne - trwałe, zdrowe, bezpieczne
- Andrzej Górecki Korozja ogólna, korozja galwaniczna
- Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie określania przeciętnych norm zużycia wody
- Biofloor - system niskotemperaturowego ogrzewania podłogowego
i inne artykuły
 

INSTAL 3/2002

Czyszczenie przewodów i urządzeń instalacji wentylacji i klimatyzacji

Autor Sławomir Pykacz z COB-RTI INSTAL – można z nim nawiązać kontakt.