Ефективне кондиціювання виробничих приміщень з підвищеним тепловим навантаженням

У складі виробничих підприємств нерідко зустрічаються приміщення з підвищеним тепловим навантаженням. Це можуть бути різні сушильні камери, технологічні печі для нагрівання або сушіння продукції, стерилізатори, ділянки розливу напоїв та ін. Як правило, в таких приміщеннях виникають проблеми, що пов'язані з підвищеною температурою повітря: значення температури можуть перевищувати +40…+50°С не тільки влітку, але і в холодний період року. Це, в свою чергу, може призвести до порушення технологічного циклу виробництва, збоїв в електроніці та автоматики управління технологічним обладнанням.

Між тим, кожен економний замовник хоче домогтися певних параметрів у виробничих приміщеннях при мінімальних капітальних та експлуатаційних витратах, що дозволяють мінімізувати кількість недешевих енергетичних ресурсів.

В якості прикладу у статті розглянута технологічна ділянка по виробництву різних компонентів для вафель. Наведене рішення дозволяє знизити навантаження на систему охолодження. Нами було запропоновано рішення, що дозволяє знизити навантаження на систему охолодження за рахунок використання води з свердловини для технологічного процесу. Слід зазначити, що аналогічні рішення досить часто застосовують у Європі. У зв'язку з цим запропонована технологія може бути рекомендована для масового застосування у нас в країні.

На багатьох підприємствах потрібна вода, і найчастіше вона надходить із власної свердловини, при цьому температура води може бути нижче +8…+9°С. Таким чином, якусь частину холодильного навантаження можна переключити на воду для технологічного процесу. Це заощаджує кошти замовника на придбання холодильного обладнання і його експлуатацію – а це дорога електроенергія. Так ми і вчинили для даної технологічної зони. Були ретельно прораховані надлишки тепла і виділення вологи від технологічних ліній і обладнання, побудовані I–d діаграми процесів зміни тепло-вологісного стану повітря. Далі була обрана установка з секціями фільтрації, рециркуляції та охолодження у літньому режимі.

Принципова схема такого підходу показана на рис. 1. Установка розташовується на покрівлі, прямо над зоною кухні, і працює круглий рік. У холодний період року частина витяжного повітря повертається і підмішується до припливу, а в літньому режимі, коли температура на вулиці піднімається вище +16°С, установка працює повністю на свіжому повітрі. Подача свіжого повітря в приміщення проводиться у нижню зону для ефективного витіснення теплого відпрацьованого повітря вгору, де воно і забирається витяжними пристроями. На схемі показаний градієнт температури, то, яким чином змінюється температура в приміщенні за висотою. Точка 1,8 м по висоті – це робоча зона, температура тут знаходиться на рівні +25,4°С, і саме цим показником ми задавалися, коли приступали до виконання завдання та погоджували цю температуру з замовником. Варто відзначити деякі особливості. Одна з них – зимовий режим експлуатації, коли відбувається змішання теплого вологого витяжного повітря з холодним припливним і найбільш вірогідна поява туману і інею. У таких умовах необхідні надійні фільтри. Крім того, так як мова йде про приготування компонентів для виробництва харчових продуктів, необхідно забезпечити необхідну чистоту середовища на виробництві. Тому були вибрані фільтри типу Hi-Flo з довгими кишенями із скловолоконного матеріалу класу F7, що забезпечують ефективність уловлювання часток 0,4 мкм на всьому протязі терміну служби фільтрів не нижче 70%. Крім того, ці фільтри забезпечують чистоту вузлів і комплектуючих самої установки підготовки повітря; зокрема, не доведеться мити водяний охолоджувач. Воду зі свердловини для подачи в охолоджувач потрібно подавати в теплий період року і зливати при підготовці до холодного періоду року з продувкою водяного контуру охолоджувача. Це рішення дозволяє відмовитися від проміжного теплообмінника і проблем, що пов'язани з використанням гліколів.

Рис. 1. Принципова схема вентиляції.

На рис. 2 наведена I–d діаграма для зимового режиму експлуатації, на рис. 3 – для літнього.

Рис. 3. I–d діаграма для літнього режиму експлуатації системи вентиляції:

Система автоматичного регулювання стежить за температурою в приміщенні, у залежності від уставки температури робочої зони управляє положенням заслінок секції рециркуляції і додатково для літнього режиму роботи управляє регулюванням водяного клапану для отримання необхідної холодильної потужності охолоджувача.

На рис. 4 показаний зовнішній вигляд установки на покрівлі. Повітроводи, що розташовані між установкою і входом через покрівлю у приміщення, ізолюються теплоізоляцією товщиною 80…100 мм. Тип ізоляції, її товщина, покрив мають значення при обчисленні втрат тепла і зниженні температури як припливного повітря від вентилятору до входу в тепле приміщення, так і витяжного повітря від покрівлі до витяжного вентилятору. Крім того, необхідно ретельно прорахувати втрати тепла через корпус установки. Дані на I–d діаграмі наведено у зимовий час (з деяким розумним резервом) при зниженні температур по шляху припливу приблизно на 2°С, стільки ж втрачається в цілому на витяжній ділянці.

Рис. 4. Зовнішній вигляд установки.

Завдяки розглянутим рішенням, основне споживання енергоресурсів припадає на роботу двигунів вентиляторів, що забезпечує значну економію електроенергії в порівнянні з нагріванням свіжого припливного повітря взимку, а також охолодженням влітку з використанням холодильних машин.

Треба сказати, що останнім часом у зв'язку з різким підвищенням тарифів на електроенергію (і з очікуванням його ще більшого збільшення) ми відзначаємо збільшення кількості звернень в офіси компанії «Планета Клімату» із запитами про зниження експлуатаційних витрат на системи кондиціонування, вентиляції та опалення. І в більшості випадків нам вдається знайти рішення, які задовольняють запитам замовників за параметрами енергозбереження. У найближчих статтях ми ще розповімо про найбільш цікаві рішення, які були знайдені фахівцями компанії «Планета Клімату» і були нами впроваджені на промислових об'єктах.

Правила використання матеріалів сайту