Wymaganą wydajność odciągu trocin oblicza się, sumując przepływy powietrza (m³/h) wszystkich punktów odbioru maszyn pracujących jednocześnie, według danych z ich instrukcji. Następnie sprawdza się, czy wentylator zapewni tę sumę przy rzeczywistym oporze instalacji, czyli kanałów, kolan, rozgałęzień i filtra.
Dlatego sama liczba m³/h z katalogu odpylacza nie rozstrzyga, czy urządzenie obsłuży warsztat. Poniżej opisujemy pełny tok obliczeń w sześciu krokach, z przykładem liczbowym dla dwóch popularnych maszyn stolarskich.
Wydajność, podciśnienie i prędkość powietrza – czym się różnią?
Przy doborze odciągu łatwo pomylić wielkości, które opisują różne rzeczy:
- strumień powietrza Q [m³/h] określa, ile powietrza instalacja odbiera z maszyny,
- podciśnienie i straty ciśnienia [Pa] pokazują, czy wentylator utrzyma wymagany przepływ przy oporach instalacji,
- prędkość w kanale [m/s] decyduje o tym, czy wióry są transportowane, czy osiadają w przewodach,
- prędkość wychwytywania przy źródle określa, czy pył wyrzucany przez narzędzie trafia do osłony. To inna wielkość niż prędkość w kanale.
Czwartą grupą są stężenia pyłu w mg/m³. Dotyczą one narażenia pracowników, a nie parametrów instalacji. Omawiamy je w artykule Pył drzewny – zagrożenia zdrowotne, wybuchowość i wymagania NDS.
Obliczanie wydajności odciągu w 6 krokach
Krok 1: zbierz dane z instrukcji maszyn
Punktem wyjścia zawsze są dane producenta konkretnej maszyny. HSE wprost zaleca korzystanie z nich i uwzględnianie urządzeń pracujących jednocześnie. Dla każdej maszyny trzeba zanotować:
- liczbę i średnice króćców odciągowych,
- minimalny przepływ powietrza lub minimalną prędkość w króćcu,
- wymagane podciśnienie na przyłączu,
- które króćce pracują razem, np. odbiór spod piły i z osłony górnej.
Krok 2: oblicz przepływ ze wzoru
Jeżeli instrukcja podaje średnicę króćca i prędkość powietrza, ale nie podaje przepływu, oblicza się go ze wzoru:
Q = (π × d² / 4) × v × 3600
gdzie:
- Q to strumień powietrza w m³/h,
- d to średnica wewnętrzna przewodu w metrach,
- v to średnia prędkość powietrza w m/s.
Dla przewodu Ø100 mm przy 20 m/s: 0,00785 m² × 20 m/s × 3600 ≈ 565 m³/h.
Te same obliczenia dla typowych średnic, przy prędkości 20 m/s:
| Średnica przewodu | Przepływ przy 20 m/s |
|---|---|
| Ø80 mm | ok. 362 m³/h |
| Ø100 mm | ok. 565 m³/h |
| Ø120 mm | ok. 814 m³/h |
| Ø125 mm | ok. 884 m³/h |
| Ø140 mm | ok. 1108 m³/h |
| Ø150 mm | ok. 1272 m³/h |
| Ø160 mm | ok. 1448 m³/h |
| Ø180 mm | ok. 1832 m³/h |
| Ø200 mm | ok. 2262 m³/h |
| Ø250 mm | ok. 3534 m³/h |
Jest to obliczenie geometryczne strumienia w kanale. Samo w sobie nie potwierdza, że pył jest skutecznie wychwytywany przy ostrzu.
Krok 3: zsumuj przepływy maszyn pracujących jednocześnie
Wymaganą wydajność wyznacza suma przepływów wszystkich punktów odbioru, które pracują w tym samym czasie. Jeśli w pilarce używany jest odbiór spod piły i z osłony górnej, liczy się oba.
Nie trzeba sumować wszystkich maszyn w zakładzie, jeśli projekt przewiduje ograniczone kombinacje pracy. Wtedy jednak te kombinacje muszą być zapisane, znane operatorom i egzekwowane położeniem zasuw.
Przekroczenie dopuszczalnych kombinacji to jedna z częstych przyczyn problemów opisanych w artykule Spadek wydajności odciągu – 7 najczęstszych przyczyn.
Krok 4: dobierz średnice kanałów
Średnice przewodów dobiera się tak, aby utrzymać prędkość potrzebną do transportu materiału. HSE podaje orientacyjne wartości:
- ok. 15 m/s dla suchego, lekkiego pyłu,
- ok. 20 m/s dla pyłu procesowego, w tym wiórów drzewnych.
W wytycznych dotyczących zbierania odpadów drzewnych HSE zaleca projektową minimalną prędkość transportową 20 m/s, aby ograniczyć osadzanie się pyłu w przewodach. Są to brytyjskie wskazówki projektowe. Nie są polskim limitem prawnym ani gwarancją skuteczności każdego układu.
Średnicę dla znanego przepływu oblicza się, przekształcając wzór z kroku 2: d = √(4 × Q / (π × v × 3600)). Gałąź każdej maszyny prowadzi jej przepływ, a kanał główny sumę przepływów gałęzi czynnych jednocześnie. Instalację buduje się z rur gładkich i spiro, rozdzielaczy kierunkowych i zasuw, które odcinają nieużywane gałęzie.
Krok 5: policz straty ciśnienia i wyznacz punkt pracy wentylatora
Powietrze płynące przez instalację napotyka opory na:
- osłonach maszyn,
- prostych odcinkach przewodów,
- kolanach i rozgałęzieniach,
- filtrze,
- wyrzucie.
Maszyny wymagają nie tylko przepływu, ale także podciśnienia na przyłączu. Instrukcja wyrówniarko-grubościówki Hammer A2-26 podaje obok przepływu 570 m³/h minimalne podciśnienie 740 Pa w trybie wyrówniarki i 850 Pa w trybie grubościówki.
Wentylator dobiera się dla wymaganego przepływu przy wynikowym oporze całej instalacji. Jego punkt pracy to przecięcie charakterystyki wentylatora z charakterystyką instalacji. Dlatego „maksymalny przepływ” podany bez warunków pomiaru nie mówi, ile powietrza urządzenie dostarczy w konkretnym warsztacie.
Krok 6: zmierz instalację po montażu
Obliczenia trzeba potwierdzić pomiarem. Pomiary odbiorowe powinny obejmować przepływ i ciśnienie w ustalonych punktach oraz obserwację wychwytywania pyłu podczas pracy maszyn. Wyniki warto zachować jako punkt odniesienia, bo pozwalają później szybko wykryć spadek wydajności.
Każda zmiana układu maszyn lub dodanie nowej gałęzi wymaga ponownej oceny instalacji.
Przykład obliczeń: pilarka Hammer K2M i wyrówniarko-grubościówka Hammer A2-26
Założenie: w warsztacie jednocześnie pracują pilarka stołowa Hammer K2M, z odbiorem spod piły i z osłony górnej, oraz wyrówniarko-grubościówka Hammer A2-26 (obie maszyny z grupy Felder Group). Dane pochodzą z instrukcji producenta:
| Maszyna | Punkt odbioru | Średnica | Przepływ przy 20 m/s |
|---|---|---|---|
| Hammer K2M | pod piłą | Ø100 mm | 565 m³/h |
| Hammer K2M | osłona górna | Ø50 mm | 141 m³/h |
| Hammer A2-26 | króciec maszyny | Ø100 mm | 570 m³/h |
| Razem | 1276 m³/h | ||
Przy prędkości 20 m/s taki przepływ odpowiada teoretycznie kanałowi głównemu o średnicy ok. 150 mm.
To punkt wyjścia do projektu, a nie gotowy dobór. Pozostaje policzyć:
- straty ciśnienia na całej trasie,
- rzeczywiste średnice przewodów i kształtek,
- tryby pracy, np. wyższe wymagane podciśnienie przy pracy A2-26 jako grubościówki,
- opór filtra,
- potwierdzenie wychwytywania pyłu przy pracy maszyn.
Dla porównania: sama grubościówka SCM nova s 520 (Xylent) ma króciec Ø150 mm i według danych producenta potrzebuje 1300 m³/h przy 20 m/s. To tyle, ile obie maszyny Hammer razem. Dane dotyczą tylko wymienionych modeli i nie są normą dla wszystkich pilarek i strugarek.
4 błędy przy doborze odciągu do maszyn stolarskich
Dobór według mocy silnika w kW
Moc silnika nie mówi, jaki przepływ urządzenie dostarczy przy oporach konkretnej instalacji. O doborze decyduje punkt pracy wentylatora, czyli przepływ przy wymaganym ciśnieniu.
Mylenie prędkości w kanale z prędkością wychwytywania
Prędkość 20 m/s w przewodzie służy transportowi wiórów. Nie oznacza, że przy ostrzu powietrze porusza się na tyle skutecznie, by przechwycić wyrzucany pył. O tym decydują konstrukcja i położenie osłony.
Redukowanie średnicy króćca bez obliczeń
Podłączenie maszyny z króćcem Ø100 mm przewodem Ø80 mm zmienia warunki przepływu. Przy 20 m/s przewód Ø80 prowadzi ok. 362 m³/h zamiast wymaganych 565 m³/h. Uzyskanie pełnego przepływu wymagałoby znacznie wyższej prędkości, a więc i większych oporów. Każdą redukcję trzeba więc sprawdzić obliczeniowo.
Traktowanie szlifierki ręcznej jak maszyny stacjonarnej
Dla elektronarzędzi ręcznych HSE opisuje odbiór pyłu blisko źródła, o innej charakterystyce przepływu i podciśnienia niż przy dużych maszynach stacjonarnych. Wymagania szlifierki ręcznej nie przekładają się na dobór odciągu dla pilarki czy strugarki i odwrotnie.
Od obliczeń do instalacji – dobór odpylacza i sieci kanałów
Suma przepływów z kroku 3 i opór instalacji z kroku 5 to dane, z którymi porównuje się parametry odpylacza. W ofercie NAWARA dla mniejszych stolarni, warsztatów i szkół zawodowych przeznaczone są odpylacze workowe TOPAZ mini:
- TOPAZ mini 1 o wydajności 2200 m³/h, do obsługi pojedynczego stanowiska,
- TOPAZ mini 2 o wydajności 4400 m³/h, do obsługi wielu maszyn przez wspólną sieć kanałów,
- TOPAZ mini 3 o wydajności 6200 m³/h, również do wielu maszyn.
Wydajność nominalną zawsze trzeba zestawić z oporem konkretnej instalacji, bo dopiero wtedy wiadomo, ile powietrza trafi do maszyn.
Dla większych zakładów przeznaczone są modułowe filtry odpylające RUBIN do odciągu i filtracji pyłów oraz trocin, a także stacjonarne odpylacze wewnętrzne i zewnętrzne TOPAZ.
NAWARA od ponad 20 lat projektuje, produkuje, montuje i serwisuje kompletne systemy odpylania, od obliczeń przepływu po pomiary po uruchomieniu. Systemy można rozbudowywać po wdrożeniu. Przykładowe instalacje pokazujemy w dziale Realizacje.
Aby dobrać odciąg do swojego parku maszynowego, wystarczy przygotować listę maszyn z danymi z instrukcji i przesłać ją przez formularz kontaktowy.
Najczęstsze pytania
Ile m³/h potrzebuje odciąg do stolarni?
To zależy od maszyn pracujących jednocześnie. Przykładowo pilarka Hammer K2M z osłoną górną i wyrówniarko-grubościówka Hammer A2-26 wymagają razem ok. 1276 m³/h. Sama grubościówka SCM nova s 520 potrzebuje 1300 m³/h. Wynik trzeba jeszcze zestawić z oporem instalacji.
Jaka prędkość powietrza w rurach odciągu trocin?
Brytyjski HSE zaleca projektową minimalną prędkość transportową ok. 20 m/s dla wiórów i pyłu drzewnego, a ok. 15 m/s dla suchego, lekkiego pyłu. Zbyt niska prędkość sprzyja osadzaniu się materiału w przewodach.
Czy wystarczy odpylacz o wydajności równej sumie przepływów maszyn?
Nie. Deklarowana wydajność odpylacza zwykle nie uwzględnia oporów konkretnej instalacji. Trzeba sprawdzić, czy wentylator dostarczy wymagany przepływ przy wynikowym oporze kanałów, kolan, rozgałęzień i filtra, a po montażu potwierdzić to pomiarem.