Izolacja termiczna urządzeń klimatyzacyjnych

Biuletyn Producenta Pieczarek
4/2010
Dr inŜ. Michał Michałkiewicz
ELMAK Zakład Automatyki
Izolacja termiczna urządzeń klimatyzacyjnych
Po raz kolejny, i z pewnością nie ostatni, pojawia się temat kosztów produkcji
związanych z energią. Tym razem sprawa dotyczy głównie tej części instalacji
klimatyzacyjnej, która znajduje się w korytarzu. Zdecydowana większość pieczarkarni
wyposaŜona jest w centrale klimatyzacyjne zbudowane z „gołej” blachy. Przez znaczną część
cyklu uprawowego ( np. niemal cały okres plonowania) temperatura powietrza w hali
i w korytarzu róŜni się niewiele, dzięki czemu wymiana ciepła nie jest intensywna. Z tego
powodu straty są umiarkowane i stosowanie izolacji termicznej byłoby nieuzasadnione.
Inaczej sytuacja wygląda, gdy intensywnie chłodzimy lub ogrzewamy.
Najbardziej intensywne ogrzewanie ma miejsce w czasie dezynfekcji termicznej.
Stosowana zwykle para nasycona o ciśnieniu 0.5-1,0 bara ma temperaturę ok. 110-115oC
i jest kierowana bezpośrednio do hali uprawowej. Tam ciepło zawarte w parze przekazywane
jest, w głównej części, do kompostu i powietrza. Nieuniknione straty wynikają z kontaktu
podgrzanego powietrza ze ścianami, wrotami za/wyładunkowymi i dachem. Powietrze z hali
pod wpływem działania wentylatora wraca przez kanał recyrkulacyjny do komory mieszania
i przechodzi dalej kolejno przez wszystkie elementy centrali klimatyzacyjnej. Dobre
przewodnictwo cieplne materiałów, z których zbudowana jest centrala (aluminium, miedź,
stal) powoduje, Ŝe powierzchnia centrali i kanałów wentylacyjnych osiąga temperaturę
niewiele niŜszą od temperatury powietrza w hali. Oznacza to, Ŝe przez kilkanaście godzin
centrala rozgrzana do temperatury ok. 70oC poprzez 10-15m2 swojej powierzchni zewnętrznej
traci ciepło.
Na rysunku poniŜej przedstawiono obraz termograficzny fragmentu centrali
(w widoku z góry) w czasie gotowania. Na znacznej części obudowy centrali temperatura
przekracza 65oC, a w niektórych punktach sięga 69oC. W tym samym czasie temperatura
powietrza mierzona w korytarzu wynosiła 15oC. Obszar o temperaturze dwudziestukilku
stopni w lewej części „zdjęcia” to ściana hali, w której odbywa się gotowanie. W górnej
części widoczne jest korytko instalacji elektrycznej, wykonane z perforowanej blachy,
którego temperatura równieŜ jest podwyŜszona z powodu kontaktu z centralą.
Rys.1. Obudowa centrali klimatyzacyjnej w czasie „gotowania” hali
Rys.2. Fragment instalacji parowej z zaworem regulacyjnym
Często miejscem, gdzie występują straty ciepła jest instalacja parowa. Temperatura
medium przekracza 100oC i taką temperaturę osiągają powierzchnie rurociągów.
W przypadku braku albo uszkodzenia izolacji (rys.2) wymiana ciepła z otoczeniem jest
intensywna. Nierzadko zdarza się, Ŝe powłoka izolacyjna wyglądająca na właściwą ma
wewnętrzne, niewidoczne gołym okiem uszkodzenia. Zdarza się, Ŝe w braku specjalnego
podestu umoŜliwiającego dostęp do urządzeń centrali klimatyzacyjnej, obsługa przechodzi
po zaizolowanych rurociągach. Skutkiem bywa uszkodzenie otuliny i utrata izolacyjności,
takŜe w miejscach, gdzie zewnętrzna powłoka jest nienaruszona. Uszkodzenia takie łatwo
dają się zlokalizować na obrazach wykonanych w podczerwieni ( patrz. Rys.2).
Z racji zbliŜającego się sezonu zimowego warto zwrócić uwagę na wrota załadunkowe
z Ŝaluzją nadciśnieniową. W czasie gotowania w hali nie występuje nadciśnienie a łopatki
Ŝaluzji zamykają się pod własnym cięŜarem. Wprawdzie przepływ powietrza jest znikomy,
jednak Ŝaluzja, nawet zamknięta, nie stanowi znaczącej przeszkody dla przepływu ciepła.
W warunkach zimowych Ŝaluzja, podobnie jak wrota czy stropodach, poddawana jest
o
o
o
działaniu róŜnicy temperatur sięgającej 90 C (+70 C wewnątrz i -20 C na zewnątrz),
a „izolację” stanowi cienki, i w czasie gotowania mokry, filtr włókninowy. Być moŜe
naleŜałoby doraźnie, na czas dezynfekcji termicznej, zastosować jakiś rodzaj maty lub płyty
izolacyjnej zamykającej otwór Ŝaluzji, pamiętając o jej usunięciu przed rozpoczęciem
chłodzenia przy pomocy świeŜego powietrza.
Rys.3. śaluzja nadciśnieniowa przed rozpoczęciem schładzania hali
Obraz na rysunku 3. pokazuje, Ŝe obszar poniŜej Ŝaluzji ma wyraźnie wyŜszą
temperaturę niŜ pozostała powierzchnia wrót. Prawdopodobnie jest to spowodowane
zawilgoceniem materiału wypełniającego płytę i pogorszeniem jego właściwości
izolacyjnych.
Nie tylko straty ale i zyski ciepła mogą być przyczyną liczących się kosztów,
mierzonych nie tylko wydatkami na energię, ale i jakością grzybów. Powietrze zza chłodnicy,
przechodząc przez wentylator i kanały systemu klimatyzacji ogrzewa się o ok. 1-2oC. JeŜeli
mamy nadaktywny kompost lub temperatura zewnętrzna jest bardzo wysoka, wtedy często
zmuszeni jesteśmy do maksymalnego wykorzystania układu chłodzenia, a gdy to nie
wystarcza trzeba sięgnąć po nadzwyczajne środki: obniŜenie poniŜej wartości nominalnej
temperatury czynnika chłodniczego lub zwiększenie wydatku wentylatora. W pierwszym
przypadku „chłód” pozyskujemy kosztem obniŜenia sprawności agregatu chłodniczego,
a więc droŜej w, drugim zwiększa się ponad dopuszczaną prędkość powietrza nad półkami.
Częściowym rozwiązaniem moŜe być izolacja urządzeń i przewodów powietrza w celu
ograniczenia zysków ciepła.