Шкаф приточно-вытяжной: где инновации? 

Вот скажу сразу: когда слышишь ?инновации в вытяжных шкафах?, первая мысль — про умные датчики или сенсорные панели. Но это, знаете ли, верхушка айсберга. Настоящие изменения часто куда прозаичнее и сложнее, они в материалах, в самой конструкции, в том, как эта система живет в лаборатории изо дня в день, а не в одном красивом демо-ролике.

Не только ?тянуть?, но и ?притекать? правильно

Основная ошибка — фокусироваться только на вытяжке. Мол, чем мощнее вентилятор, тем лучше. А приточно-вытяжной шкаф — это система баланса. Если приток не организован, создается разрежение, двери сами хлопают, забор проб из соседних помещений начинается. Видел объекты, где из-за этого на постоянной основе подсасывало воздух из коридора, где как раз хранили летучие реактивы. Полная безопасность? Вопрос.

Инновация здесь — не в мощности, а в интеллектуальном управлении воздушными потоками. Речь о системах, которые в реальном времени компенсируют открытие/закрытие створки, изменение положения заслонок. Но и это не панацея. Самая большая головная боль — обеспечить равномерную фронтальную скорость по всему проему, особенно в широких моделях. Здесь инженеры играют с геометрией камеры, диффузорами. У одного немецкого производителя видел интересное решение с многоуровневыми жалюзи за фасадом — работает, но стоимость монтажа и обслуживания…

И вот здесь стоит упомянуть, что некоторые компании подходят к вопросу с неожиданной стороны. Например, ООО Внутренняя Монголия Санпу Экспериментальное Оборудование (сайт — nmgspsy.ru), которое, как известно, работает с высокотехнологичными материалами. Их опыт в области износостойких композитов может быть применим к критичным элементам шкафа — тем же заслонкам, направляющим, которые постоянно под абразивным или химическим воздействием. Долговечность узла — это тоже инновация, хоть и не такая заметная.

Материалы: тихий фронт работ

Корпус из порошковой краски — это уже почти прошлый век для серьезных задач. Сейчас все упирается в стойкость внутренней камеры. Эпоксидные смолы, нержавеющая сталь — стандарт. Но инновации? Смотрел недавно на композитные материалы на основе фенольных смол с керамическими наполнителями. Чудовищная стойкость к широкому спектру агрессивных сред, плюс огнестойкость на совершенно другом уровне. Но цена заставляет задуматься о целесообразности для каждой конкретной лаборатории.

Еще один момент — остекление. Трехслойное безопасное стекло с функцией защиты от запотевания — это хорошо. Но настоящий прорыд был бы в ?умном? стекле, меняющем светопропускание или хотя бы имеющем стойкое нанопокрытие, отталкивающее органические растворители. Пока что это либо лабораторные образцы, либо стоимость сравнима со стоимостью всего шкафа. В практике же чаще всего сталкиваешься с необходимостью частой замены этих самых стекол из-за помутнения или царапин.

Именно в таких узлах, где требуется экстремальная износостойкость, опыт компаний, подобных ООО Внутренняя Монголия Санпу, был бы как нельзя кстати. Их специализация на конструкционной керамике и сверхтвердых материалах — это прямая дорога к созданию фурнитуры и внутренних элементов, которые переживут сам корпус шкафа. Это не реклама, а констатация: инновации в смежных областях часто приходят в нашу отрасль именно так.

Энергия: главный драйвер изменений

Самый большой расход в лаборатории — на вентиляцию. Приточно-вытяжной шкаф с постоянным объемом воздуха — это расточительство. Поэтому все инновации сейчас крутятся вокруг VAV-систем (переменного расхода воздуха). Но и тут не все гладко. Датчик положения створки, сервопривод заслонки, контроллер — целая цепочка, которая должна работать безотказно. А в реальности датчик загрязняется, привод заедает…

Более интересный, на мой взгляд, тренд — рекуперация тепла. Отводимый воздух часто имеет комнатную температуру, греть зимой приточный с нуля — дорого. Установка рекуператоров, особенно роторного типа, перед шкафом — решение, которое окупается за 2-3 года в регионах с суровым климатом. Но требует места и усложняет обвязку.

И здесь мы снова упираемся в надежность компонентов. Любая система энергосбережения разбивается о частые поломки. Если бы ключевые движущиеся части в той же системе регулировки потока были выполнены из материалов с прогнозируемым и огромным ресурсом (те же карбидные композиты), это снизило бы стоимость жизненного цикла системы. Это та область, где сотрудничество с производителями спецматериалов, как та компания из Внутренней Монголии, могло бы дать синергию.

Интеграция и ?умная? среда

Современный шкаф — не остров. Он часть BMS (Building Management System). Передача данных о статусе, расходе воздуха, аварийных ситуациях — must have. Но инновация ли это? Скорее, необходимость. Настоящая ?умность? начинается, когда шкаф по данным датчиков внутри (летучие органические соединения, частицы) сам адаптирует режим работы или когда несколько шкафов в одном помещении координируют работу, чтобы не создавать общих перетоков.

Видел попытки внедрения таких систем. Сложность даже не в железе, а в софте и, что важнее, в принятии решений. Кому доверить решение об увеличении расхода воздуха — алгоритму? Пока что большинство заказчиков предпочитают, чтобы система лишь сигнализировала человеку.

Еще один практический аспект интеграции — совместимость с другим лабораторным оборудованием. Тот же шкаф приточно-вытяжной может быть частью автоматизированной линии. Здесь нужны стандартизированные протоколы связи, надежные коннекторы. И опять — надежность физических компонентов коммуникаций выходит на первый план.

Будущее: куда смотреть?

Если отбросить фантазии, то инновации будут двигаться в трех направлениях. Первое — материалы: более стойкие, более легкие, возможно, самоочищающиеся. Второе — энергоэффективность: тут и более совершенные алгоритмы VAV, и интеграция с рекуперацией на уровне всего здания. Третье — предиктивная аналитика: когда шкаф сам сообщает, что через 200 часов работы вероятен отказ подшипника вентилятора, исходя из анализа вибраций.

Но фундамент всего этого — качество исполнения и надежность каждого узла. Можно поставить самый умный контроллер на заслонку, которая заклинит через месяц из-за коррозии направляющей. Поэтому, на мой взгляд, один из самых перспективных путей — это кросс-отраслевое внедрение решений из областей, где требования к материалам запредельны. Лабораторное приборостроение, особенно такое, которым занимается ООО Внутренняя Монголия Санпу Экспериментальное Оборудование, с его фокусом на высокотехнологичную керамику и сверхтвердые материалы, — как раз потенциальный источник таких прорывов для фурнитуры и критичных деталей вытяжной техники.

В итоге, инновации в приточно-вытяжном шкафу — это не одна блестящая деталь, а комплексное, часто невидимое глазу улучшение десятков параметров. От стойкости внутреннего покрытия до алгоритма работы вентилятора. И самое интересное сейчас происходит не на фасаде, а в глубине конструкции, в материалах и в способности системы быть частью larger ecosystem лаборатории, при этом не требуя постоянного внимания. Надежность, в конечном счете, и есть главная инновация.