Důležitá základní fakta o velkoobjemových nízkorychlostních ventilátorech HVLS: vyrovnávání teploty vzduchu

Mnoho podnikových manažerů se snaží tento problém vyřešit rozšířením existujícího systému. Většina systémů vytápění a klimatizace (HVAC) odvádí efektivní práci při vytápění nebo chlazení vzduchu pro konkrétní prostory budovy. Jakkoli jsme díky pravidelně prováděné údržbě schopni zachovat hladký provoz systému HVAC, stále není v našich silách optimalizovat provoz HVAC do té míry, jako bychom přidali soustavu velkoobjemových nízkorychlostních (HVLS) ventilátorů.

Jak by se dalo předpokládat, HVLS ventilátory mohou hrát významnou roli při ochlazování budov a vnitřních prostor. Avšak v chladném počasí jsme schopni dosáhnout ještě větších výhod. Ještě než se na tyto výhody zaměříme, podívejme se, jakým způsobem HVLS ventilátory ochlazují pracovní prostory a jak mohou být provozovány s maximální účinností. 

Letní vánek je příjemný

Komfort pracovníků nepředstavuje žádnou banální záležitost. Studie opakovaně ukázaly, že pracovníci, kteří cítí fyzické nepohodlí, jsou roztržití a častěji dělají chyby. To platí zejména v případech extrémního nepohodlí, k čemuž dochází, jsme-li vystaveni nadměrnému horku a tepelnému stresu.

To je také důvod, proč se můžeme stále častěji setkávat s HVLS ventilátory v průmyslových zařízeních po celé zemi.

Ať už je podnik vybaven systémem klimatizace, nebo ne, prakticky každý bude mít prospěch z HVLS ventilátorů. V podnicích, které nemají klimatizaci, jsou přínosy HVLS ventilátorů nejpozoruhodnější.

Ačkoli jsou menší, mohou být tradiční ventilátory instalované na podlaze užitečné v omezeném prostoru; vysoká rychlost vypouštěného vzduchu a hluk mohou způsobovat problémy a spotřebovávat poměrně velké množství elektrické energie. Zato ventilátory HVLS spotřebovávají relativně málo energie a poskytují jemný, tichý proud vzduchu, který je pro pracovníky velice příjemný. Tento klidný proud vzduchu ovlivňuje zaměstnance při vnímání teploty okolního prostředí.

Podle normy Ministerstva zdravotnictví a lidských zdrojů USA „Podmínky pro pracovníky pracující v horkých provozech“ je při rychlosti vzduchu dvě až tři míle za hodinu dosahováno pocitu odpařujícího chlazení sedmi až jedenácti stupňů Fahrenheita. Uvedeme-li si to na příkladu v praxi, zjistíme, že vnímaná teplota 84 °F (28,9 °C) ve skladovacích prostorech může klesnout na 73 °F (22,8 °C) přidáním ventilátoru s rychlostí vzduchu tři míle za hodinu. Tento chladicí účinek je schopen zvýšit produktivitu pracujících až o 35 %.

Velký HVLS ventilátor o průměru 24 stop jemně pohybuje značnými objemy vzduchu až do 22 000 čtverečních stop a nahrazuje 10 až 20 podlahových ventilátorů. Mícháním vzduchu přispívají HVLS ventilátory rovněž k účinnějšímu provozu klimatizačních systémů a umožňují je provozovat v nastavené hodnotě až o pět stupňů vyšší. 

Použití ventilátorů i v zimním období

Ačkoli se to může zdát jako postavené na hlavu, ventilátory HVLS mohou mít ještě větší účinek během těch měsíců, kdy panuje chladnější počasí než v létě, a to zejména ve velkých rozlehlých prostorech podniku.

Dokonce i v zařízeních s účinnými systémy HVAC má teplý vzduch tendenci stoupat nahoru. Z tohoto důvodu může být ve vysokých skladech významný teplotní rozdíl mezi pracovním prostorem u podlahy a u stropu. Tím, že ventilátory HVLS neustále míchají vzduch díky procesu zvanému destratifikace, jsou schopny tento problém zmírnit, což pomáhá manažerům podniku poskytovat pohodlnější pracovní prostředí, ba dokonce snižovat spotřebu energie až o 30 %. 

Vytápění pomocí destratifikace (umělá cirkulace)

Během topné sezóny je ve většině výrobních závodů a skladů rozdíl mezi teplotou u podlahy a u stropu vyšší než 20 °F (cca 11,1 °C) v důsledku stoupání (lehčího) horkého vzduchu a klesání (těžšího) studeného vzduchu.

Teplota vzduchu je typicky o polovinu stupně až o stupeň F (cca 0,28 ÷ 0,56 °C) vyšší na každou stopu délky (30,48 cm). Topné systémy musejí po dlouhou dobu jet na plný výkon, aby udržely teplotu v blízkosti podlahy na nastavené hodnotě termostatu, čímž dochází ke ztrátě drahocenné energie a peněz. Grafy na obrázku 1 ilustrují tento koncept.

Stropní HVLS ventilátory zmírňují vzrůstající tepelný účinek jemným přemisťováním teplého vzduchu od stropu směrem dolů k podlaze, kde je potřeba. Vzduch dosáhne podlahy pod ventilátorem, kde se pak pohybuje vodorovně pár metrů nad podlahou. Vzduch nakonec vystoupá ke stropu a daný cyklus se znovu opakuje. Tento mísicí efekt vytváří mnohem stejnorodější teplotu vzduchu s minimálním rozdílem teplot u podlahy a u stropu. Prostory vybavené HVLS ventilátorem snižují zátěž topného systému, redukují spotřebu energie a šetří nemalé finanční prostředky.

Konvenční vysokorychlostní zavěšené stropní ventilátory nedosahují tohoto efektu. I když byly po mnoho let používány k tomu, aby přispívaly k cirkulaci vzduchu, jsou neúčinné, co se týče přesunu teplého vzduchu od stropu na úroveň podlahy. Rychlé rozptýlení proudění vzduchu z ventilátoru má malý, pokud vůbec nějaký dopad na to, aby tento vzduch dosáhl na zaměstnance pracující na úrovni podlahy. Proto se v podnicích, které jsou vybaveny tradičními stropními ventilátory, jen málokdy plně realizují výhody systému HVAC. 

Úspora energie a peněz

Jelikož jsou HVLS ventilátory provozovány s tak vysokou účinností, návratnost jejich počáteční investice se často pohybuje od šesti měsíců až do dvou let. To se však liší v závislosti na proměnných dané aplikace.

Jak je uvedeno v tabulce 1, úspora energie v zimním období je značná. Uživatelé mohou v rámci používání HVLS ventilátoru snížit poplatky za topení o 20 % až 30 % díky jemnému mísení teplejšího vzduchu u stropu s chladnějším vzduchem pod ním. 

Standardní roční úspora energií během zimního období. Výpočet proveden pro typickou budovu o rozloze 22 000 čtverečních stop, výšce stropu 30 stop, nastavené teplotě 17,2 °C a ceně za kubickou stopu zemního plynu 0,11 USD.

Důležité aspekty, které je nutno zvážit

Některé proměnné v těchto výpočtech návratnosti investic počítají s fyzickými překážkami, jako jsou paletové regály, strojní zařízení, skladované výrobky, pracovní prostory obsluhy, včetně celkové dispozice budov. Ventilátory s většími průměry mají schopnost přesouvat vzduch dále směrem dolů do regálových uliček a přes překážky. Ventilátory menších průměrů mohou být velmi účinné v rámci specifických pracovních zón nebo tam, kde je omezený prostor jejich instalace.

Dodavatelé ventilátorů vám budou nápomocni při výběru ze široké škály ventilátorů, při stanovení jejich počtu, velikosti a umístění, abyste mohli maximálně využít vaše investice. Obvykle vám budou schopni nabídnout i instalaci, pokud nebudete mít k dispozici vlastní zdroje. Zatímco základní koncept je u všech výrobců HVLS ventilátorů podobný, je důležité vzít v úvahu konstrukční provedení a výkon ventilátorů, jako je tvar a počet lopatek, nachýlení listů lopatek, konstrukce náboje, spojení mezi lopatkou a nábojem a rozmanitá další bezpečnostní opatření. Výkonnost různých konstrukčních řešení se bude lišit v rovnoměrnosti pohybu vzduchu přímo pod ventilátorem a také ve výšce a dosahu pohybu vzduchu směrem ven od středu ventilátoru. 

Hodnotná investice pro jakékoli roční období

Bez ohledu na roční období nebo aplikaci s řízenou teplotou jsou HVLS ventilátory schopny poskytovat řadu výhod. Přispívají ke zvýšení úrovně komfortu pracovního prostředí, chrání produkty díky nižší spotřebě energie a menšímu množství doprovodných problémů, než nabízí tradiční vysokorychlostní podlahové ventilátory. Pro maximální využití výhod HVLS ventilátorů je vyžadována pečlivá analýza každé aplikace, stejně jako každého konstrukčního řešení HVLS ventilátoru.