Wprowadzenie

Instalacje HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) stanowią jeden z kluczowych elementów infrastruktury pomieszczeń czystych, mając bezpośredni wpływ na jakość i parametry powietrza. Jednocześnie są one jednym z największych konsumentów energii elektrycznej – ich udział w całkowitym bilansie energetycznym obiektu może sięgać nawet 60%. W obliczu dynamicznie rosnących cen energii (z poziomu 163,68 zł/MWh w 2014 roku do 518 zł/MWh w 2024 roku[1]), coraz większego znaczenia nabiera kwestia optymalizacji systemów HVAC pod kątem efektywności energetycznej.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cel i podejście projektowe

Jako inżynierowie pracujący przy projektach farmaceutycznych na całym świecie, w firmie Fluor od lat rozwijamy innowacyjne podejście do projektowania instalacji HVAC. Celem jest nie tylko spełnienie rygorystycznych wymagań środowiskowych, ale również minimalizacja kosztów operacyjnych bez zwiększania nakładów inwestycyjnych.

W projektowaniu kierujemy się zasadami zrównoważonego rozwoju – analizujemy nie tylko energochłonność systemu, ale również zużycie materiałów instalacyjnych, wpływ na przestrzeń techniczną oraz możliwość integracji z innymi branżami. Istotne znaczenie ma także aspekt finansowy – instalacje generujące nadmierne koszty inwestycyjne mogą skutecznie zablokować realizację inwestycji.

Zmiana podejścia

Od liczby wymian do analizy źródeł zanieczyszczeń.

Tradycyjne podejście do projektowania systemów HVAC w pomieszczeniach czystych opierało się na tzw. „regule kciuka” (rule of thumb), czyli przyjętej liczbie wymian powietrza na godzinę:

• 6–20 wymian dla klasy D
• 20–40 wymian dla klasy C
• 40–60 wymian dla klasy B

Choć wartości te były pomocne, już wcześniejsze wytyczne ISPE [2] wskazywały, że są one jedynie narzędziem pomocniczym, a każdy projekt powinien być poprzedzony indywidualną analizą.

W drugiej edycji wytycznych ISPE HVAC Guideline [3] całkowicie zrezygnowano z narzucania minimalnych wartości wymian, kładąc nacisk na projektowanie oparte na analizie źródeł zanieczyszczeń i wymaganym czasie „oczyszczania” (tzw. recovery time). To podejście otwiera drogę do bardziej precyzyjnego i energooszczędnego projektowania.

Przykład Wdrożenia – Efekty Praktyczne

W jednym z realizowanych przez Fluor projektów, którego zakres obejmował pomieszczenie klasy C o powierzchni 200 m² i wysokości 4,5 m, obsługiwane przez cztery osoby, pierwotna specyfikacja klienta zakładała 30 wymian powietrza na godzinę, co przekładało się na przepływ 27 000 m³/h. Po przeprowadzeniu analizy źródeł zanieczyszczeń i czasu odzysku, udało się zredukować wymagany przepływ o ponad połowę.

Efekty? Oszczędność 30 884 kWh rocznie tylko dzięki redukcji mocy wentylatorów. Dodatkowo, zastosowanie mniejszej centrali wentylacyjnej oraz uproszczenie układu kanałów pozwoliło nie tylko na zwiększenie efektywności systemu, ale również na lepsze zagospodarowanie przestrzeni technicznej. To z kolei przełożyło się na ograniczenie kosztów w obszarach konstrukcyjnym i architektonicznym.

Wnioski

Nowoczesne podejście do projektowania instalacji HVAC w pomieszczeniach czystych, oparte na analizie rzeczywistych źródeł zanieczyszczeń i aktualnych wytycznych branżowych, pozwala na znaczną redukcję kosztów operacyjnych i inwestycyjnych. Choć wymaga to większego zaangażowania projektowego i bardziej szczegółowych analiz, przynosi wymierne korzyści – zarówno pod względem kosztów, jak i wpływu na środowisko. W obliczu rosnących cen energii i coraz większej świadomości znaczenia zrównoważonego rozwoju, takie podejście staje się nie tylko korzystne, ale wręcz konieczne.

Roman Gubała
Senior Engineer, M.Eng., P.E., HVAC SME, Fluor S.A.

 

Dane Źródłowe:

[1] www.ure.gov.pl Średnia cena sprzedaży energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym (roczna i kwartalne) - Ceny, wskaźniki - Urząd Regulacji Energetyki

[2] ISPE Good Practice Guide: Heating, Ventilation, and Air Conditioning – First Edition

[3] ISPE Good Practice Guide: Heating, Ventilation, and Air Conditioning – Second Edition