DREKOMA – optimální vlhkost vzduchu pro lidi i techniku

Zajímavým fenoménem na mnoha technicky zaměřených veletrzích a výstavách bývá zařízení umístěné ve stánku společnosti DREKOMA. Vnějším a viditelným projevem jeho činnosti je produkce čehosi, co připomíná lehký dým nebo mlhu. Jednatel společnosti Ing. Vladimír Harazím, CSc., se velmi erudovaně rozhovořil o významu vlhkosti obsažené ve vzduchu nejen pro dýchání, ale také pro dobrý výsledek technologických procesů v mnoha průmyslových provozech. Tyto důležité informace si redakce časopisu ELEKTRO nemůže nechat pro sebe.

Pane Harazíme, mnohý z nás už byl vystaven velmi suchému prostředí a má v paměti subjektivní pocity. Co se v takovém případě děje z fyziologického pohledu?

Lidé většinu času tráví v uzavřených prostorech. Proto je velmi důležité vytvořit a udržet optimální mikroklima uvnitř budov jak pro zdraví a dobrý zdravotní stav, tak i pro výkonnost při práci.

Optimální mikroklima je stav prostředí vyznačující se příjemnou pokojovou teplotou a také správným podílem vody ve vzduchu (relativní vlhkostí). Relativní vlhkost vzduchu by měla být v rozsahu od 40 do 60 %. V chladných ročních obdobích ale klesá pod 30 %. Tím způsobuje např. vysychání sliznic, což zhoršuje samočištění dýchacích cest a vede k snížení odolnosti proti různým virovým onemocněním.

Zvláště kombinace suchého vzduchu v uzavřeném prostoru a znečištění pevnými částicemi, např. prachem, je pro zdraví lidí nanejvýš nepříznivá. Újmu utrpí nejenom zdraví lidí, ale také zařízení budov, například může docházet až k poškození interiérů, poškození zařízení (dřevěné podlahy, nábytek, obrazy apod.).

Příliš nízká relativní vlhkost vzduchu vede také k vzniku elektrostatického náboje. Při relativní vlhkosti vzduchu pod 40 % může elektrostatický výboj (jiskra) způsobit rušení, poruchy nebo i poškození elektronických zařízení, popřípadě překvapit osoby štiplavým seknutím při dotyku s uzemněným předmětem.

Jak vlhkost vzduchu ovlivňuje procesy v průmyslu? V jakých provozech je vliv vlhkosti nejvýraznější?

Technologické procesy v průmyslu zpravidla potřebují prostředí s určitými vlastnostmi. Například v prostředích s požadovanou velkou čistotou vzduchu je třeba sledovat koncentraci pevných (prachových) částic. Některé procesy jsou zase závislé na obsahu vody ve vzduchu – jednak z hlediska vzniku elektrostatického náboje, jednak pro zachování vlastností vstupních surovin, a také pro kvalitní průběh technologických operací. Zvlhčováním vzduchu se zlepšují a udržují stabilní vlastnosti materiálu a výrobků během výroby a skladování, současně se vzduch ochlazuje a čistí od pevných částic.

Vlivem nízké vlhkosti dochází také k poškozování výrobků a materiálů. Nejvíce ohrožené je dřevo, papír, textilie a další hygroskopické materiály.

Vlhkost vzduchu má zásadní význam při veškeré práci se dřevem, v papírnách a tiskárnách, v textilním průmyslu, v lakovnách, při konzervování a skladování potravin, v muzeích, v elektrotechnice, elektronice a počítačové technice, v zemědělských chovech atd.

Pro prostory s příliš suchým vzduchem jsou ideálním řešením zvlhčovací systémy, které automaticky udržují relativní vlhkost vzduchu v daném prostoru v optimálním rozsahu 40 až 60 %.

Obr. 1. Vysokotlaký rozprašovač vodního aerosolu Orbit Wing instalovaný ve stísněném prostoru vzduchotechnického kanálu

Jak takové zvlhčování funguje?

Zvlhčování obecně znamená vpravit do vzduchu v daném prostoru takové množství vody, aby se zvýšila relativní vlhkost na požadovanou hodnotu. Zvlhčovat lze například tak, že se do vzduchu vypouští vodní pára (tzv. parní zvlhčování), velmi účinné a efektivní jsou zvlhčovací systémy založené na vysokotlakém rozprašování vody, kdy je voda rozváděna speciálními certifikovanými hadicemi k jednotlivým rozprašovacím modulům s tryskami (obr. 1.), technicky na vysoké úrovni je generování drobných kapének vody působením ultrazvuku (obr. 2). Při vysokotlakém zvlhčování systém z výšky rozprašuje do prostoru vodní mlhovinu tvořenou drobnými kapičkami o velikosti kolem 1 μm. V suchém vzduchu se drobné kapky rychle odpařují do plynného stavu, a tím se zvyšuje relativní vlhkost vzduchu. Na změnu skupenství vody se spotřebovává teplo, což má za následek snížení teploty vzduchu; je to tzv. adiabatické chlazení.

Obr. 2. Zvlhčovač MERLIN^® PURUS pracující na principu ultrazvuku spotřebuje průměrně pouze 0,092 kWh energie na každý kg vody rozprášené do vzduchu. Ve srovnání s parními systémy zvlhčování uspoří až 93 % nákladů na energii

Ultrazvukové zvlhčování ovšem potřebuje ke správné činnosti demineralizovanou vodu, jejíž konduktivita je asi 10 μS/cm², což řadí ultrazvukové zvlhčování vzduchu k finančně nejnáročnějším zvlhčovacím technologiím. Je však nenahraditelné v případech, kdy jinou techniku nelze použít, např. v technologických linkách krytých kapotáží, s velkými nároky na přesnost obsahu vody, i s proměnnou a řízenou vlhkostí po délce linky. I takto náročné požadavky zákazníků na řízení vlhkosti dokáže ultrazvukový systém splnit, ať jde o technologii obsahující elektronické obvody, nebo o kynutí těsta.

Kde jste získal znalosti a dovednosti v oblasti zvlhčování vzduchu? Jaká je historie a současnost společnosti DREKOMA?

Před několika desítkami let jsem vystudoval Vysokou školu dřevařskou ve Zvolenu. S postupem doby jsem získal kvalifikaci soudního znalce v oborech zpracování dřeva, dřevařské stroje a zařízení, dřevostavby apod. Někdy na začátku 90. let jsem v Salzburgu na výstavě hledal kvalitní přístroje pro využití při mojí činnosti soudního znalce. Zaujala mě rakouská firma Merlin Technology, která tu nabízela bezhrotové vlhkoměry, nezanechávající vpichy v měřeném materiálu. Po rozhovoru s ředitelem panem Reisingerem jsem si odvážel jeden vlhkoměr na testování – a to byl začátek našich obchodních vztahů. Později jsme na československém trhu prodávali vlhkoměry Merlin Technology v objemu bezmála milion korun ročně. Koncem 90. let kolegové ve firmě Merlin dokončili vývoj zvlhčování a já dostal nabídku rozšířit portfolio měření vlhkosti o zařízení pro zvlhčování. Jsou nabídky, které se neodmítají. Toto byla jedna z nich. Měla a stále má perspektivu, protože suchý vzduch škodí skoro všem a skoro všude. Nějaký čas trvalo, než jsme tuto techniku uvedli na trhu a ukázali odpovědnému managementu firem, že tudy vede cesta k odstranění problémů a škod způsobených suchým vzduchem. V roce 1999 jsem založil nástupnickou firmu DREKOMA, s. r. o. V České republice i na Slovensku je jen málo odvětví, ve kterých by firma DREKOMA společně s Merlin Technology nezvlhčovala.

Co byste doporučil těm, kteří vědí, že příčinou jejich potíží je příliš suchý vzduch?

Nejlepší zákazník je ten, který ví, co chce. Ale i když neví, ale jen tuší, že by se měl zbavit suchého vzduchu, může se obrátit na nás a využít poradenské služby. Situaci prověříme na místě a navrhneme řešení. Někteří technologové, často usoužení starostmi s technickým zařízením, které stále někde „drhne“, možná nevědí, jak malý krůček je k řešení obtíží s technikou. Zvlhčovat vzduch…

A co zaměstnanci? Těm by měl suchý vzduch vadit víc než robotům.

No samozřejmě. Otázka suchého vzduchu a jeho vlivu na pracovní prostředí se v některých podnicích dostane až na jednání odborů. A přitom zvlhčování vzduchu zabije dvě mouchy jednou ranou: vyřeší problém s technologickým zařízením a současně i se zdravotními potížemi zaměstnanců.

Jak dlouho trvá, než se v místě namontování zvlhčovacího zařízení projeví změna?

Radikální změnu prostředí lze pozorovat během čtyř pěti hodin po uvedení zvlhčovacího systému do provozu – třeba i zkušebního. Za tak krátkou dobu pocítí změnu k lepšímu jak technologické zařízení, tak osoby pracující v daném prostředí, zejména ty, které zvlášť citlivě reagují na změnu kvality vzduchu. Změna stavu se objektivně ukáže monitorováním teploty a relativní vlhkosti, ale směrodatné údaje vyplývají také z údajů o kontrole kvality výrobků, ať už se verdikt týká správnosti adiabatického chlazení marmelády nebo výrazného zlepšení kvality velkoplošného tisku, anebo dvojnásobného zvýšení pevnosti spoje s polyuretanovým lepidlem.

Změna je znát také ve výrobě elektronických zařízení, kde při relativní vlhkosti vzduchu větší než 45 % přestane statická elektřina ničit drahé polovodičové součástky.

Obr. 3. Zvlhčovač a destratifikátor Merlin má odstředivý rotor, který vyvolává pomalé vertikální promíchávání vzduchu, a současně rozděluje zvlhčený vzduch paprskovitě. Systém zabraňuje vrstvení horkého vzduchu u stropu a redukuje spotřebu energie

Jak je to s energetickou náročností zvlhčování?

Pro zvlhčení velmi suchého vzduchu je zapotřebí vnést do prostoru např. 400 g vody na 1 m³ vzduchu. Technologie Merlin dokáže přidat do vzduchu 1 litr vody při spotřebě energie asi 5 až 10 Wh, což je o několik řádů méně než 1 kWh spotřebovaná na odpaření stejného množství vody při parním zvlhčování.

Energetická náročnost vysokotlakých systémů zvlhčování je 4 až 5 Wh na přenos 1 litru vody do vzduchu, ultrazvukové systémy spotřebují 3 až 5 Wh. Jde-li o kombinovaný systém voda-vzduch, který vyžaduje výrobu stlačeného vzduchu, je energetická náročnost na litr vody 80 až 90 Wh.

Pokud jde o adiabatické chlazení, které jde ruku v ruce s uvedeným zvlhčováním, je nejlepší porovnat náklady na energii systému Merlin s náklady na klasickou klimatizaci, je-li nainstalovaná. Systémem Merlin dokážeme snížit pocitovou teplotu o 10 až 11 °C (objektivní měření teploměrem přitom zaregistruje pokles o 4 až 6 °C). Jako příklad propočtu můžeme uvažovat takto: 150 litrů vody rozprášené do vzduchu systémem Merlin během jedné hodiny uchladí po tuto dobu klasický zdroj tepla o výkonu 100 kW. Takováto bilance v praxi způsobuje, že firmy, které mají nainstalován systém Merlin Technology, ponechávají klasickou klimatizaci jen jako doplňkovou a po většinu času primárně využívají adiabatické chlazení, tj. nízkonákladový režim založený na přirozeném odpařování vody. Teprve když už tato metoda chlazení nestačí, nastupuje běžná klimatizace. Ta pro uchlazení tepelného výkonu 1 kW potřebuje na vstupu elektrický výkon skoro 2 kW, oproti systému Merlin Technology, kterému pro stejný výsledek postačí např. 100 W nebo několik málo stovek wattů.

Jak vidíte budoucnost a vývoj v oboru zvlhčování vzduchu?

Stále se uvádějí do provozu, anebo již fungují, technologická zařízení, která pro bezchybnou činnost potřebují určitou relativní vlhkost vzduchu. Stále jsou budovy, ve kterých žijí a pracují lidé, jimž suchý vzduch způsobuje potíže. Takže zvlhčovací zařízení mají perspektivu. A čeká nás další segment trhu – nemocnice a jiná zdravotnická zařízení. Dosud panovala mylná domněnka a mýtus, že ve zdravotnických zařízeních se může použít pouze parní zvlhčování. Společnost Merlin technology se touto otázkou intenzivně zabývala a ukázala, že studené zvlhčování se co do zdravotní nezávadnosti staví na stejnou úroveň jako parní zvlhčování. Tento výsledek potvrdily i nezávislé orgány. Zejména při nižších teplotách vzduchu je studené zvlhčování méně zranitelné a energeticky méně náročné.

A nakonec otázka z nejdůležitějších. Kam se může obrátit ten, kdo by se rád zbavil příliš suchého vzduchu na profesionální úrovni?

Vlhkostí vzduchu a jejím řízením se profesionálně zabýváme více než dvě desetiletí. A úspěšně, s velkým množstvím referencí. Jen se podívejte na www.drekoma.cz.

Rozhovor vedl Ing. Emil Širůček,
FCC PUBLIC