ÚSPORA ENERGETICKÝCH NÁKLADŮ - POROVNÁNÍ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI KOMPAKTNÍHO FILTRU KS FP, F7 A KAPSOVÉHO FILTRU KS PAK, F7 Yveta Čechová, Ing. Jiří Beseda
[email protected];
[email protected]
ÚVOD V současné době, kdy každý z nás začíná evidentně vnímat pozitivní výsledky související se zlepšením životního prostředí, je zásadním ukazatelem také úspora energetických nákladů. Společnost KS Klima-Service, a.s. již 16 let přispívá svými výrobky ke zvýšení kvality ovzduší. Jedním z hlavních úkolů naší firemní laboratoře je vývoj nových filtračních elementů, které musí splňovat vynikající parametry odlučivosti v součinnosti s nízkými energetickými nároky. Úspora energií je v dnešní době tématem, které neustále nabývá na významu. Náklady na pořízení filtračních vložek, výměnu a jejich likvidaci jsou jen zlomkem celkových nákladů, jež připadají na provoz filtračních zařízení. Náklady na energii (při celoročním provozu) představují 70-80% celkových nákladů.
POROVNÁNÍ KOMPAKTNÍCH FILTRŮ KS FP VE TŘÍDĚ FILTRACE F7 S KAPSOVÝMI FILTRY VE TŘÍDĚ FILTRACE F7 DLE STANDARDU EN 779:2002 Novým trendem v oblasti filtrů, které provozovatelům vzduchotechnických zařízení zaručí co nejdelší dobu nasazení filtru, co nejnižší spotřebu elektrické energie za dobu jejich provozu a tím i úsporu celkových nákladů, jsou kompaktní filtry KS FP. Robustní provedení zaručuje lepší ochranu média a snadnější manipulaci při výměně filtru. Při porovnání energetických nákladů, kompaktní filtr vykazuje až o 30% nižší energetickou náročnost oproti kapsovému filtru. Konstrukce kompaktních filtrů je kompatibilní s kapsovými filtry. Je však patrné, že kapsové filtry budou patřit v oblasti atmosférické filtrace vždy mezi nejpoužívanějšími produkty. Nová progresivní struktura syntetických médií z polypropylenových vláken používaná k výrobě kapsových filtrů je jednou z jejich velkých předností a společně s filtrační plochou, která má zásadní vliv na tlakovou ztrátu filtru, velkou jímavostí a možností výroby atypických rozměrů a pochopitelně i cenou budou i v budoucnu žádaným produktem. Bohužel zákazník má tendenci vnímat v mnoha případech pouze cenu filtru jako okamžitý náklad a přitom opomíjí další vstupní faktory, jako je spotřeba el.energie, náklady na výměnu, ekologickou likvidaci atd., které celkovou cenu určují. Níže uvedené výpočty vypovídají, že největší část skutečné ceny filtrů je cena za jejich provoz a nikoli cena pořizovací. Pořizovací cena filtru činí pouze cca 6% z celkových provozních nákladů po dobu životnosti filtru. Pro názornost uvádíme dále porovnání energetické náročnosti kapsového filtru KS PAK 85,F7 (dle EN 779:2002) v provedení s osmi kapsami a kompaktního filtru KS FP-610,F7 (dle EN 779:2002) s čtyřmi kompaktními komorami.
Popis kompaktního filtru KS FP-610, F7 – obr. č. 1 Kompaktní filtry pro jemný prach KS FP, F7 odlučují ze vzduchu nečistoty tvaru jemných prachových částic a aerosolů. Hodí se tedy nejlépe pro nasazení ve všech klimatizačních a větracích zařízeních jako koncové filtry nebo jako předfiltry osazené před HEPA filtry. Kompaktní filtr KS FP může být osazen libovolně ve směru proudění vzduchu. Jeho největší předností je velká filtrační plocha 18 m², která je zárukou obrovské jímavosti (až 630 g), nízké tlakové ztráty a dlouhé doby nasazení až 1,5 roku. Rámeček filtru a krycí lišty jsou vyrobeny z bezhalogenového recyklovaného polystyrolu a stabilní konstrukce zaručuje vysokou pevnost v tahu a nemožnost průniku prachových částic. Konstrukce a provedení rámu (25 mm) umožňuje snadnou instalaci do ukládacích rámů či ližin běžných pro kapsové filtry. Speciální médium - filtrační papír ze submikronových skelných vláken - je poskládáno do složenců (viz obr.č. 2). Tento systém zhuštěných skladů tvaru „V“ a ojedinělé fixace separátorů umožňuje vytvoření velké filtrační plochy a tím i extrémně dlouhé životnosti filtru (obr. č. 3). Kompaktní filtry mohou být nasazeny pro jmenovitý průtok vzduchu až do 5000 m3/h. Zalévací hmotou je polyurethen. Filtry jsou vyráběny s teplotní odolností do 75°C (NT) nebo do 120°C (HT). Jediným omezením jsou pouze 4 stavební výšky (287x592x292, 402x592x292; 490x592x292; 592x592x292 mm) přičemž není možná výroba atypických rozměrů. Provedení filtru je celospalitelné. Kompaktní filtry KS FP lze plně využít jako náhrady kapsových filtrů ve třídách filtrace F6 – F9 dle standardu EN 779.
Obr. č. 1 Kompaktní filtr KS FP, F7
Obr. č. 2 Speciální filtrační médium s unikátní fixací skladů
Obr. č.3 Schématický nákres - průchod vzduchu kompaktním filtrem KS FP
Popis kapsového filtru KS PAK 85, F7 – obr.č. 4 Kapsové filtry pro jemný prach KS PAK 85, F7 jsou vyrobeny z filtračního média ze syntetických nebo skelných vláken, které je uspořádáno do optimalizovaných filtračních kapes. Šité kapsy jsou upevněny do čelního rámu z U-profilu. Náběhové spoje kapes jsou opatřeny krycí ochrannou lištou pro lepší mechanickou pevnost a lepší rozložení proudu vzduchu. Kapsy jsou dále vybaveny rozpěrkami umožňujícími maximální využití filtrační plochy. Použití syntetických médií z polypropylenových vláken umožňuje obměňovat a kontrolovat strukturu materiálu (viz obr. 5). Použitím vláken různých velikostí lze vytvářet „síť“ filtru s otevřenou strukturou na vstupní straně s možností záchytu větších částic, a s jemnější strukturou směrem do středu pro zachycení menších částic. Nárůst tlakové ztráty v čase lze tedy udržet v nízkých relacích, čímž se dosáhne nižších nákladů po dobu životnosti. Filtry jsou standardně vyráběny v ceslopalitelném provedení s plastovým rámečkem a dřevěnými separátory, nebo na přání s pozink rámem a kovovými separátory. Přednosti kapsového filtru KS PAK 85 jsou především velká filtrační plocha, vysoká jímavost prachu, nízké tlakové ztráty a výroba v atypických rozměrech.
Obr. č. 4 Kapsový filtr KS PAK 85, F7
Obr. č. 5 Progresivní struktura média při použití vláken s různými průměry.
Tab. 1 Srovnávací tabulka hodnot KS PAK a KS FP Typ filtru/třída filtrace
mj
Jmenovitý průtok vzduchu na filtr o daném rozměru Účinnost (Em) dle EN 779 Počáteční tlaková ztráta při jmenovitém zatížení Doporučená koncová tlaková ztráta Požární třída dle DIN 53438, kovový rám (plastový rám) Filtrační plocha média
m³/h
KS PAK 85 F7, 8 kapes 592x592x635 mm 3400
KS FP-610,F7, 4 komp. komory 592x592x300 mm 3400
% Pa
80-90 105
> 90 80
Pa °C
450 K1/F1 (K2/F2)
m²
6,1
450 K2/F2 (pouze plast.rám) 18
Laboratorní měření: porovnání tlakových ztrát filtrů kapsový filtr KS PAK 85,F7 592x592x635 mm a kompaktní filtr KS FP-610, F7 592x592x300 mm
10 00 12 50 15 00 17 50 20 00 22 50 25 00 27 50 30 00 32 50 35 00
75 0
50 0
120 100 80 60 40 20 0 25 0
Tlaková ztráta (Pa)
Výsledky měření tlakové ztráty vzduchových filtrů
Objemový průtok (m3/h) KS PAK
KS FP
Výpočet energetické náročnosti a úspory nákladů pro kompaktní filtr KS FP-610, F7 a kapsový filtr KS PAK 85, F7 Pokud snížíme tlakovou ztátu a zvýšíme filtrační plochu filtru, snížíme automaticky i náklady na energii. Pro výpočet úspory energetických nákladů zvolíme následující matematický vzorec: E= E = spotřeba el.energie q = množství vzduchu (m³/h) dP = průměrná tlaková ztráta (Pa) t = provozní doba (h/rok) η = účinnost soustrojí elektromotor/ventilátor (přibližně 0,5)
Kaps.filtr KS PAK 85, F7 592x592x635 mm E=
Kompakt. filtr KS FP-610, F7 592x592x300 mm E=
E = 1 184,4 kWh/rok
E = 902,4 kWh/rok
Porovnání výsledků výpočtů: 1 184,4 kWh …….. KS PAK 85, F7 - 902,4 kWh …….. KS FP-610, F7 282,0 kWh …….. úspora
Vezmeme-li v úvahu cenu elektrické energie pro odběratele v úrovni 4,11 Kč/kWh bez DPH, nespotřebovaná energie pro průtok vzduchu 3 400 m3/h přes jediný kompaktní filtr KS FP-610, F7 dává úsporu 1 159,- Kč. Budeme-li kalkulovat dále, má-li odběratel energie celkové množství vzduchu např. 100 000 m3/h, při použití kompaktního filtru namísto kapsového filtru bude podíl uspořené energie následující: 1 159,- Kč x (100 000 m3/h/3 400 m3/h) = 34 088,80 Kč/rok. Výsledky jsou jednoznačné. Kompaktní filtr KS FP je filtr s nízkou energetickou náročností a můžeme ho tedy zařadit do pomyslné energetické třídy „A“.
ZÁVĚR Cílem společnosti KS Klima-Service, a.s. je ukázat cestu, která zaručí všem provozovatelům vzduchotechnických zařízení optimalizaci filtračních systémů a úsporu provozních nákladů při zachování vynikající kvality. V blízké budoucnosti by mělo také dojít k významné úpravě normy EN 779, která by měla zahrnout i zatřídění filtrů do energetických tříd. Tím bude provozovateli VZT umožněn výběr filtračních vložek podle mj. i energetické náročnosti. Nesmíme také zapomínat, že prodloužením životnosti filtru také přispějeme ke snížení ekologické zátěže na životní prostředí.
Literatura: [1] Čerpáno z výsledků vývojového střediska zkušební laboratoře KS Klima-Service , a.s. [2] ČSN EN 779:2002 – filtry na odlučování částic pro všeobecné větrání [3] KS Klima-Service, a.s.
