Фригодизайн энергосберегающее холодильное оборудование

Wiki

 
Все страницы (12)
Документы PDF (0)
Компрессоры (0)
Масла (2)
Страницы без категории (2)
Хладоносители (1)
Холодильные камеры (2)

ПРОБЛЕМЫ ОБОГРЕВА ПОЛА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ КАМЕР И СКЛАДОВ

Опасное вспучивание поверхности пола в низкотемпературных холодильных камерах вследствие выхода из строя системы подогрева пола устраняется путем использования горизонтальных и вертикальных нагревателей оригинальной конструкции. Такие нагреватели были практически использованы в конструкции пола низкотемпературного холодильного склада площадью свыше 100000 м2 . Об этом и пойдет речь в этой статье.

Вспучивание пола низкотемпературных холодильных камер не является редкой картиной. Такое можно наблюдать, когда пол промерзает на глубину от 20 до 80 см. Такие деформации пола являются очень опасными, поскольку деформация может распространиться на несущие стены, что в свою очередь, может привести к разрушению стен холодильной камеры.
Задача тепловой изоляции пола состоит в том, чтобы препятствовать промерзанию грунта под полом. Всем строителям и владельцам низкотемпературных холодильных складов хорошо известна эта проблема.
Одной из немецких фирм для новых низкотемпературных холодильных камер были предложены технические решения, позволяющие повысить эффективность и безопасность тепловой изоляции пола.
В основе этих решений лежали результаты расчета трехмерного нестационарного поля температур основания низкотемпературной холодильной камеры. Для малых холодильных камер тепловая изоляция пола выбирается такой толщины, которая позволяет держать положительной температуру на поверхности грунта под полом. С тепловой точки зрения это означает, что тепловой поток от земли больше, чем тепловой поток от поверхности земли к воздуху в холодильной камере. Для низкотемпературных холодильных камер больших размеров тепла от земли уже не хватает, чтобы поддерживать температуру поверхности почвы выше 0°С , поэтому в земле под полом прокладывают нагревательные элементы, которые вместе с теплом от земли подогревают грунт под полом.
В существующих в настоящее время низкотемпературных холодильных камерах , пол которых изолирован от земли тепловой изоляцией, подогрев грунта осуществляется с помощью матов с электрическими нагревателями, проложенных между тепловой изоляцией и поверхностью земли. Основная проблема такой конструкции заключается в том, что в случае выхода из строя, например, перегорания, электрического нагревателя, его невозможно заменить. А это может привести в последствии к промерзанию грунта под полом и растрескиванию конструкции пола. Для реконструкции системы термостатирования полов низкотемпературных холодильных камер в Германии были разработаны и запатентованы системы, с помощью которых можно обогревать пол холодильной камеры в тех участках, где основная система подогревы вышла из строя. Это горизонтальная и вертикальная системы центрального обогрева теплоизоляционной конструкции пола. При этом для прокладки дополнительных нагревательных элементов не требуется вскрывать пол и остальные гидроизоляционные и теплоизолирующие слои. Практическая реализация предложенной системы для ремонта уже проложенной системы обогрева полов низкотемпературных холодильных камер осуществлена на суммарной площади свыше 100 000м2.
Ниже приведены результаты, полученные при длительной эксплуатации такой системы обогрева c вертикально установленными нагревательными элементами, смонтированными при ремонте системы подогрева полов на низкотемпературном холодильном складе фирмы Gebrueder Gausepohl в г. Диссене.
Состояние холодильного склада в Диссене перед ремонтом
Низкотемпературный холодильный склад в Диссене был построен в 1976 году на площади около 800м2. В 1994 году очевидным стал его капитальный ремонт, поскольку расположенные под тепловой изоляцией пола нагревательные элементы стали быстро выходить из строя. Причина выхода до конца точно не установлена, но возможно произошло ресурсное старение кабеля. Вследствие выхода из строя электрической системы подогрева пола втечение года земля под полом промерзла на глубину около 5м. Следствием промерзания почвы явилось вспучивание поверхности пола на максимальную высоту 26см.
Решение по ремонту системы обогрева пола
Для ремонта системы подогрева работы было выбрано время, когда примерно на две недели эксплуатация склада была прекращена для проведения профилактических работ. Было принято решение использовать для ремонта системы подогрева вертикальные нагревательные элементы. Для определения расстояния между ними был проведен расчет трехмерных полей температур пола, изоляции и земли под ней. На основании полученных результатов была выбрана длина нагревательного элемента и расстояние между ними. Всего было установлено 30 вертикальных нагревательных элементов одинаковой конструкции.
Работа нагревателей
Регулирование степени нагрева осуществляется автоматически в зависимости от температуры с помощью датчика температуры. В начальной фазе была поставлена задача медленной оттайки земли под тепловой изоляцией пола. Это было необходимо для того, чтобы растаявшая вода могла уйти в землю. Если осуществить процесс оттайки быстро, то появившаяся вода не успеет уйти вглубь земли, при этом поверхность земли под тепловой изоляцией станет мягкой, и может появиться опасность возникновения трещин в полу. Режим ежедневного включения нагревательных элементов определялся по результатам расчетов и задавался с помощью реле времени.
После двухлетней эксплуатации быпа проведена проверка рельефа пола. В это время температура поверхности земли под тепловой изоляцией составляла:
- температурный датчик TF1 ( низкотемпературный склад ) - +3,7°С
- температурный датчик TF2 (морозильник )- +4,1°С.
Данные измерений остаточной высоты вспучивания пола, полученные 01.02.00, показывают, что установленная система подогрева пола и режим ее работы позволили практически устранить этот дефект. Кроме того тщательное обследование несущих конструкций здания данного склада показало, что выбранный режим медленного оттаивания грунта под тепловой изоляцией позволил практически избежать каких либо дефектов в этих конструкциях. Измерения, проведенные 16.10.96 показали, что остаточное вспучивание пола составило около 2,5 см, что соответствует примерно 10% от максимальногой высоты вспучивания. Эти данные хорошо согласуются с данными, полученными при устранении аналогичных дефектов на других низкотемпературных холодильных камерах. Это остаточное вспучивание можно объяснить нарушением структуры почвы вследствие образования льда в замерзшей земле.
Следующие измерения высоты вспучивания пола данного низкотемпературного склада были проведены 1 февраля 2000 года. При этом было установлено, что по сравнению с измерениями, проведенными 16 октября 1996 года, никаких изменений в профиле пола не произошло. Отсюда можно сделать вывод, что даже при многолетней эксплуатации низкотемпературных холодильных камер в земле под полом остаются те нарушения ее первоначально структуры, вызванные замерзанием, которые затем устранить практически невозможно. По заключению технических специалистов, обслуживающих такие склады, величина остаточного вспучивания около 10% ( или 2,5 см) не мешает работе склада и передвижению по нему транспортных средств. А это подтверждает эффективность данной методики восстановления системы подогрева пола.
Что касается функционирования отремонтированной системы подогрева пола, то здесь следует отметить, что из 30-ти вертикальных нагревательных элементов после 6 лет эксплуатации ни один не вышел из строя. При этом необходимо отметить, что при такой конструкции системы обогрева пола ее работоспособность легко контролировать, а в случае необходимости все элементы системы можно довольно просто заменить. Это относится, в первую очередь, к вертикальным нагревательным элементам, которые просто вынимаются из капсулы и меняются на новые.
Аспекты оптимальной конструкции пола низкотемпературных холодильных камер
Большинство функционирующих в настоящее время низкотемпературных холодильных камер имеют пол, изолированный от земли слоем пенополистирола, толщиной около 20 см. А под этим теплоизоляционным слоем устанавливаются нагревательные элементы, которые, как уже упоминалось выше, в случае выхода из строя заменить невозможно. Поэтому для современных низкотемпературных холодильных камер рекомендуется увеличить толщину изоляции с 20 см до 40см, при использовании в качестве тепловой изоляции пенополистирол. При такой толщине изоляции малые холодильные камеры в регионах с теплым климатом можно использовать без системы подогрева, поскольку тепло в достаточном количестве будет проникать из глубины земли и с боковых сторон периметра холодильной камеры.
Тепловые расчеты показывают, что во многих случаях с небольшими холодильными камерами достаточно будет установить нагреватели в центральной часть пола холодильной камеры, а остальная площадь пола будет обогреваться окружающим теплом. Конечно, начальные инвестиционные затраты, связанные с увеличением толщины изоляции возрастут, однако они могут быть быстро компенсированы за счет снижения в последующем эксплуатационных затрат. Во-первых, увеличение толщины тепловой изоляции пола снизит тепловые потери, а это даст возможность уменьшить нагрузку на холодильную установку, т.е. можно выбрать холодильную установку меньшей производительности. Во-вторых, уменьшаются затраты энергии на обогрев пола, поскольку обогревается только центральная часть пола.
Проведенные технико-экономические расчеты показывают, что срок окупаемости затрат на увеличенную толщину тепловой изоляции (за счет снижения в последующем энергопотребления), для низкотемпературных холодильных камер высотой до 6 метров составляет не более 2 лет, а высотой около 10 метров менее 4 лет.
Выполнение указанных рекомендаций позволит при сооружении малых низкотемпературных холодильных камер полностью отказаться от использования системы подогрева пола, поскольку тепло от земли будет подходить с боковых сторон пола к его центру и в некоторых случаях этого тепла достаточно, чтобы земля не замерзла.
Примечание переводчика
Автор этой статьи, запатентовав, свой способ обогрева полов низкотемпературных холодильных камер , начиная с 1992 года активно его пропагандирует в специализированных журналах, таких как “Kaelte und Klimatechnik”, “International jornal of refrigeration”,”KI Luft-und Kaeltetechnik”. Необходимо отметить, что несмотря на свою простоту , данный способ обогрева полов требует тщательного расчета нестационарного трехмерного поля температур в конструкции пола и тепловой изоляции для каждой конккретной местности с учетом минимальных температур в зимнее время, площади пола холодильной камеры. При этом, насколько можно понять из его работ, он исходит из положения, что в зимний период земля не промерзает. Поэтому ряд его рекомендаций можно использовать либо в районах с теплым климатом, либо при установке низкотемпературной холодильной камеры внутри отапливаемого здания. При этом в зависимости от времени года мощность нагревателей должна меняться, чтобы снизить энергетические потери. В России аналогичная проблема была решена в конце 1980-х годов в лаборатории тепловых режимов Центрального научно-исследовательского института машиностроения - головной организации космической промышленности, где был создан пакет прикладных программ, который в настоящее время используется многими предприятиями для расчета трехмерных нестационарных полей теплоизолированных конструкций, в том числе и для решения таких задач, как подогрев грунта в тепличных хозяйствах.

1


Холодильное оборудование торговой марки ФРИГОДИЗАЙН®

Климатические камеры

Холодильное оборудование для охлаждения овощей и фруктов

Холодильные камеры

Холодильные склады

Холодильные системы для винного погреба

Холодильное оборудование для пищевой промышленности

Холодильные установки подготовки попутного нефтяного газа

Холодильное оборудование в контейнерном исполнении

Установки и системы термостатирования


Контакты

+7(495) 787-26-63
8-800-505-05-42
бесплатные звонки по России

Наши поставщики



Компрессоры Fusheng


Голосование

Наши вакансии

Начинающий специалист инженер-холодильного оборудования (стажёр)

подробнее

Инженер-холодильщик

подробнее

Контакты

8-800-505-05-42
бесплатные звонки по России