Zimą w hali produkcyjnej brakuje wilgoci, nie ciepła
Gdy przychodzą pierwsze chłodne dni, w zakładach włączane jest ogrzewanie. Temperatura szybko wraca do właściwego poziomu, więc na pierwszy rzut oka wszystko jest w porządku. Problem widać dopiero na higrometrze: wilgotność w hali może spaść do 15–20% i utrzymywać się na tak niskim poziomie przez cały sezon grzewczy. Skutki odczuwają zarówno pracownicy, jak i materiały wykorzystywane w produkcji. Pojawiają się wyładowania elektrostatyczne, pył dłużej unosi się w powietrzu, a papier, drewno czy tkaniny zaczynają zmieniać swoje właściwości. Aby przywrócić wilgotność do bezpiecznego poziomu, do powietrza trzeba regularnie dostarczać wodę.
Dlaczego po włączeniu ogrzewania powietrze staje się suche?
Zimne powietrze może zawierać znacznie mniej pary wodnej niż ciepłe. Dlatego nawet wysoka wilgotność względna na zewnątrz nie oznacza, że wraz z powietrzem do budynku trafia dużo wody. Po jego ogrzaniu ilość zawartej w nim pary wodnej pozostaje taka sama, ale wzrasta ilość wilgoci, jaką powietrze mogłoby pomieścić. W efekcie jego wilgotność względna wyraźnie spada.
Dobrze pokazują to konkretne wartości. Powietrze zewnętrzne o temperaturze 0°C i wilgotności względnej 80% po ogrzaniu do 20°C, bez dodatkowego nawilżania osiąga wilgotność względną na poziomie około 21%. Przy temperaturze zewnętrznej -5°C i wilgotności 85% po ogrzaniu do 20°C wartość ta spada do około 15%.
Im niższa jest więc temperatura na zewnątrz, tym mniej pary wodnej może znajdować się w powietrzu doprowadzanym do budynku. W intensywnie wentylowanej hali jest ono stale wymieniane na kolejne porcje chłodnego powietrza z zewnątrz, które po ogrzaniu staje się bardzo suche. Bez dodatkowego nawilżania wilgotność w pomieszczeniu może więc szybko spaść do zbyt niskiego poziomu.
Po czym poznać, że wilgotność jest zbyt niska?
Pierwsze objawy często wyglądają jak niezależne problemy techniczne. Folie i arkusze zaczynają iskrzyć, na produktach szybciej osiada pył, a pracownicy skarżą się na suche oczy i podrażnione gardło. Drewno, papier oraz tkaniny mogą z kolei tracić wilgoć, kurczyć się i odkształcać.
Gdy wilgotność spada poniżej 40%, z powierzchni materiałów zanika cienka warstwa wody, która pomaga odprowadzać ładunki elektryczne. Folie sklejają się i przyciągają zanieczyszczenia, a operatorzy odczuwają wyładowania podczas dotykania maszyn. W zakładach elektronicznych może to prowadzić do uszkodzenia podzespołów, a w drukarniach – do przestojów produkcyjnych.
Suche powietrze sprzyja również unoszeniu się drobnego pyłu. Samo częstsze sprzątanie nie rozwiązuje problemu, ponieważ ruch maszyn i wózków ponownie podrywa cząsteczki z posadzki.
Materiały higroskopijne, takie jak drewno, papier, tektura czy tkaniny, oddają wodę do otoczenia. W efekcie tracą masę, zmieniają wymiary, wypaczają się lub pękają. W produkcji mebli problemy mogą być widoczne podczas klejenia i lakierowania, natomiast w drukarni zaczynają falować arkusze.
Niską wilgotność odczuwają także ludzie. Przesuszone oczy oraz błony śluzowe nosa i gardła powodują dyskomfort, szczególnie podczas wielogodzinnej pracy w ogrzewanej hali.
Jaka wilgotność powinna panować w hali?
Do 2023 roku przepisy BHP dotyczące stanowisk z monitorami wskazywały 40% jako dolną granicę wilgotności. Nowelizacja z października 2023 roku usunęła ten zapis. Obecnie przepisy nie określają jednej minimalnej wartości dla wszystkich hal, ale pracodawca nadal ma obowiązek zapewnić bezpieczne i higieniczne warunki pracy.
W praktyce jako punkt odniesienia często stosuje się przedział 40-60%, wskazywany w wycofanej normie PN-B-03421. Dokładna wartość zależy jednak od rodzaju produkcji. W drukarniach i zakładach przetwarzających papier zwykle utrzymuje się 50-55% wilgotności, w przemyśle drzewnym i meblarskim 45-55%, a w przędzalniach co najmniej 55%.
Ile wody potrzebuje hala o kubaturze 5000 m³?
W temperaturze 20°C metr sześcienny powietrza może zawierać maksymalnie około 17 g wody. Przy wilgotności 20% znajduje się w nim około 3,4 g wody, a przy 50% – około 8,5 g. Różnica wynosi więc mniej więcej 5 g na każdy metr sześcienny.
Dla hali o kubaturze 5000 m³ oznacza to około 25 litrów wody. Jeśli cała objętość powietrza w hali jest wymieniana raz na godzinę, taką ilość trzeba dostarczać w każdej godzinie pracy systemu. Nawilżanie musi odbywać się stale, ponieważ wentylacja nieustannie usuwa wilgotne powietrze i zastępuje je suchym powietrzem z zewnątrz.
Nawilżanie parowe czy mgła wysokociśnieniowa?
Odparowanie jednego kilograma wody wymaga około 0,7 kWh energii. Nawilżacz parowy pobiera ją bezpośrednio z sieci elektrycznej. Jeśli ma dostarczać 25 kg wody na godzinę, jego zapotrzebowanie na moc wynosi około 18 kW.
System wysokociśnieniowy działa inaczej. Pompa tłoczy wodę pod ciśnieniem 70-100 barów, a specjalne dysze rozbijają ją na krople o średnicy zaledwie kilku mikrometrów. Tak drobna mgła może odparować bezpośrednio w powietrzu. Do rozpylenia podobnej ilości wody wystarczy pompa o mocy około 1,5 kW.
Nie oznacza to jednak, że pozostała energia nie jest potrzebna. Parująca woda pobiera ciepło z powietrza, przez co temperatura w hali spada. Jeżeli obiekt jest ogrzewany nagrzewnicami, energię niezbędną do odparowania wody trzeba uwzględnić w bilansie cieplnym budynku.
System nawilżania w hali produkcyjnej – źródło zdjęcia mistidea.pl
Co trzeba uwzględnić przed montażem systemu?
Dysze stosowane w instalacjach wysokociśnieniowych mają otwory o średnicy mniejszej niż 0,2 mm, dlatego łatwo odkładają się w nich minerały. Woda musi być odpowiednio uzdatniona, najczęściej za pomocą odwróconej osmozy lub demineralizacji. Bez tego dysze mogą wymagać wymiany już po pierwszym sezonie pracy.
Znaczenie ma również rozmieszczenie elementów instalacji. Czujnik wilgotności powinien znajdować się w miejscu, w którym panują warunki reprezentatywne dla całej hali – nie przy bramie ani bezpośrednio nad maszynami. Z kolei zbyt nisko zamontowane dysze mogą powodować osiadanie wody na posadzce i zwiększać ryzyko poślizgnięcia.
Wydajność systemu oraz liczbę i rozmieszczenie dysz dobiera się na podstawie kubatury hali, intensywności wymiany powietrza i sposobu ogrzewania. Projektowaniem i serwisem instalacji nawilżania oraz zamgławiania dla zakładów produkcyjnych, magazynów i drukarni zajmuje się mistidea.pl.
Dobrze zaprojektowany system zaczyna się od pomiaru warunków w obiekcie. Dopiero na tej podstawie można określić, ile wody rzeczywiście potrzeba, aby uzyskać właściwy poziom wilgotności, i w jaki sposób bezpiecznie dostarczyć ją do powietrza.
Artykuł sponsorowany