Jak efektywnie chłodzić hale za pomocą zdecentralizowanych urządzeń wentylacyjnych?

◄ Powrót do wszystkich postów
Wraz z rosnącymi wymaganiami dotyczącymi komfortu, udział systemów wentylacji z chłodzeniem również rośnie: dziś ponad połowa wszystkich urządzeń jest wyposażona w chłodnice. Tendencja do wentylacji komfortowej kontynuowana jest również w dużych halach (m.in. halach targowych, halach wielofunkcyjnych, arenach sportowych, halach produkcyjnych i magazynowych). Nowy innowacyjny sposób wykorzystuje urządzenia recyrkulacyjne do chłodzenia różnego rodzaju hal. W jaki sposób i na jakich warunkach jest to możliwe, opisaliśmy poniżej.

Dlaczego chłodzenie?

3 naważniejsze powody, wykorzystywania chłodzenia w obiektach wielkokubaturowych takich jak hale przemysłowe:

Produkcja
Niekiedy proces produkcyjny wymaga, aby temperatura na hali była utrzymywana na stałym poziomie. By zapewnić jej regulację konieczny jest do tego proces chłodzenia. Oznacza to, że jeśli proces technologiczny wymaga utrzymania temperatury 15°C na hali, a ta wzrosłaby chociaż o 1°C niezbędne jest ochłodzenie hali do wymaganych warunków temperaturowych.

Wydajność pracy
W wysokich temperaturach spada wydajność pracy personelu (rys.1), oraz zwiększona zostaje częstotliwość wypadków (m.in. omdlenia). Często pada pytanie pod względem ekonomicznym – czy chłodzenie przestrzeni ma sens? Wniosek: Im niższe koszty, tym większe prawdopodobieństwo zastosowania.
Spadek wydajności pracy

Rys. 1: Spadek wydajności pracy wraz ze wzrostem temperatury.

Komfort
Wszyscy na co dzień korzystamy z systemów klimatyzacji np. w samochodach. W związku z tym zrozumiała jest chęć pracy w warunkach komfortowych, w tym również na hali przemysłowej. Z drugiej strony, inwestycje są konieczne. Kompromis pomiędzy tym, co jest pożądane, a poniesionymi kosztami ma sens jeśli zastosujemy urządzenia recyrkulacyjne do chłodzenia różnego rodzaju hal.

Chłodzenie za pomocą urządzeń recyrkulacyjnych

Każdy system grzewczy może być również wykorzystywany do chłodzenia, jeśli zamiast czynnika grzewczego dostarcza czynnik chłodzący (na przykład wodę lodową). By to było możliwe następujące elementy muszą być spełnione i / lub wzięte pod uwagę:

Free cooling
Dzięki sekcji mieszania pod zespołem grzewczym,  możliwe jest wtłoczenie świeżego chłodnego powietrza do hali, a tym samym zapewnienia chłodzenia (jeśli temperatura powietrza zewnętrznego jest niższa niż temperatura powietrza wewnątrz hali). Wydajność chłodzenia zależy od temperatury świeżego powietrza, co oznacza, że może występować jako dodatek do zmniejszenia kosztów operacyjnych (rys. 2).
wolne chłodzenie
System 2- lub  4-rurowy
Zaletą systemu 4- rurowego (oddzielnie nagrzewnica, oddzielnie chłodnica), są zoptymalizowane wymiary każdej z nagrzewnic i chłodnic, niestety przekłada się to na wyższe koszty. Dlatego też w halach przemysłowych dominuje system 2-rurowy. Kiedy powietrze jest schładzane, granica nasycenia pary wodnej może zostać osiągnięta i następuje jej wykroplenie. Skropliny muszą być zgromadzone i odprowadzone; jeśli dojdzie do przecieku skutkiem będą znaczne uszkodzenia maszyn lub przestoje w produkcji. Zbieranie skroplin na urządzeniach z poziomym przepływem powietrza jest stosunkowo łatwe przy użyciu separatorów skroplin. Jeśli urządzenie nie zostanie odpowiednio zaizolowane od wewnątrz to para wodna, która powstaje, w wyniku schładzania powietrza w chłodnicy może wykroplić się na zewnętrznej części urządzenia. Należy również unikać mostków cieplnych.
system wentylacji
Dystrybucja powietrza
Jak już wspomniano, urządzenia recyrkulacyjne zastosowane w wysokich halach są zwykle rozmieszczone w taki sposób, by strumień powietrza przechodził pionowo w dół (rys. 4). Rozwiązanie to powoduje wiele zalet:
  • Nie występują żadne przeszkody przy zasobach produkcyjnych, np. przy suwnicach
  • Nie jest wymagane dodatkowe miejsce dla jednostki wentylacyjnej jak również nie ma potrzeby zainstalowania dodatkowych destryfikatorów
  • Nie występują swobodne przeciągi powietrza
  • Objawia się niska temperatura stratyfikacji
  • Spadek kosztów eksploatacyjnych
Chłodzenie hali2
Jeśli wystąpią problemy - możliwe rozwiązania lub przynajmniej ich zminimalizowanie odbywa się za pomocą:

Regulowanego rozdzielacza powietrza (w miarę możliwości automatycznie) - przepływ powietrza może być ustawiony jako wolny od przeciągów w zależności od temperatury powietrza nawiewanego; Wymaga to dużej indukcji.

Dla efektywnego chłodzenia, moduły powinny być instalowane tak nisko jak to możliwe, by powierzchnia chłodzona była zredukowana.

Zgodnie z ogólną zasadą, różne temperatury powietrza nawiewanego (ogrzewanie i chłodzenie) wymagają kompromisu w odniesieniu do kierunku przepływu powietrza.

Regulacja to podstawa

Dobrze przemyślana regulacja może poprawić wygodę i zwiększyć efektywność ekonomiczną:
Niezależnie od zastosowania 2-punktowej lub płynnej regulacji  chodzi o kwestie komfortu i kosztów eksploatacyjnych; tolerancja wartości docelowej jest również istotna.

Ważne jest, że docelowa wartość może ulec zmianie w zależności od czasu działania.

Sens ekonomiczny to pogrupowanie kilku jednostek w strefy regulacyjne, aby lepiej wykorzystać energię uwalnianą w pomieszczeniu, np. maszyn.

Podsumowanie

Chłodzenie dużych powierzchni, w szczególności hal przemysłowych, powinno odbywać się niskim kosztem; stosowanie zdecentralizowanych urządzeń - które są niezbędne - do chłodzenia jest więc dobrym pomysłem. W porównaniu do systemów wentylacji z jednostkami centralnymi, nie są wymagane żadne kanały (nawet zaizolowane w przypadku chłodzenia). System zdecentralizowany jest zdecydowanie najlepszym rozwiązaniem oraz oferuje najwyższą elastyczność. Odnosi się to zarówno do opcji rozbudowy w dowolnym czasie  oraz do regulacji i rodzaju jednostek (mocy wyjściowej). 

 
Artykuł okazał się interesujący? Podziel się nim ze znajomymi i udostępnij!
Autor
Opracowanie własne Hoval Polska