W jaki sposób klimat w przemyśle staje się zależny od gazu?
Jak prawidłowo ogrzewać hale? Które aspekty należy uwzględnić, aby móc realizować klimatyzację w zakresie niskotemperaturowym przy użyciu pompy ciepłabez ryzyka przeciągów? Na te i inne pytania można odpowiedzieć za pomocą przykładowego obliczenia i symulacji przeprowadzanych przez centrum badawczo-rozwojowe firmy Kampmann.
Z góry możemy jednak powiedzieć: Zalecamy zastosowanie aparatów grzewczo-wentylacyjnych powietrza. Stanowią one nowoczesne rozwiązanie techniczne i sprawdzają się w szerokim zakresie zastosowań. Aby właściwie rozplanować i zaprojektować halę, ważne jest, aby znać z wyprzedzeniem jej dokładne zastosowanie, wielkość i uwarunkowania klimatyczne. System powinien posiadać specyfikacje, które umożliwią ogrzewanie, chłodzenie i wentylację w sposób spełniający potrzeby oraz wymagania użytkowników oraz wymogi dotyczące wydajności i komfortu.
Dopasowanie układu systemu wyposażenia technicznego do sposobu korzystania z hali
Różne sposoby eksploatacji hal
Hala spełniająca wyłącznie funkcje magazynowe o stałej temperaturze 5°C wymaga innego projektu niż hala, w której przebywać mają ludzie. W tym przypadku zastosowanie ma dyrektywa dotycząca stanowisk pracy, która wymaga, aby temperatura w obszarach przebywania osób wynosiła w miarę możliwości 17–20°C. W hali produkcyjnej o dużym obciążeniu cieplnym konieczne jest chłodzenie, ponieważ dyrektywa dotycząca stanowisk pracy wymaga, aby maksymalna temperatura powietrza w pomieszczeniach roboczych nie przekraczała 26°C. Hale w branży logistycznej posiadają ponadto duże bramy, które w niektórych przypadkach są przeważnie zamknięte, a w innych – regularnie otwierane w celu umożliwienia transportu towarów. W takiej sytuacji zalecane jest zastosowanie bramowych kurtyn powietrznych, które przekładają się na znacznie niższy stopień infiltracji i przeciwdziałają wydostawaniu się klimatyzowanego powietrza przez bramę.
Nagrzewnice powietrza wyróżniają się wydajną i cichą pracą.
Ogrzewanie hal w zakresie niskotemperaturowym
Podczas konkretnego projektowania hali inwestor oraz projektant muszą ustalić liczne kryteria, które muszą zostać uwzględnione. Mogą to być m.in.:
- Geometria hali
- Wewnętrzne termiczne źródła lub upusty
- Pojemność cieplna
- Izolacja
- Wykorzystanie energii regeneracyjnej
- Minimalizacja emisji CO2
- Koszty inwestycji i eksploatacji
Model hali z przykładowym układem generatora wody lodowej i pompy ciepła z aparatami grzewczo-wentylacyjnymi KaClima: 50 m x 25 m x 8 m (dł. x szer. x wys.)
Obciążenie grzewcze ustala się według nomy wg DIN V 18599 oraz DIN EN 12831-1. Dla pomieszczeń w strefie przebywania ludzi można ustawić wartość zadaną temperatury wynoszącą przykładowo 18°C. Podczas ustalania temperatury w pomieszczeniu nie wolno jednak ignorować stratyfikacji temperatury, ponieważ doświadczenie pokazuje, że im mniejsza cyrkulacja powietrza, tym bardziej temperatura wzrasta wraz z wysokością hali.
Właściwy rozkład i obieg powietrza w hali ogrzewanej w zakresie niskotermperaturowym przy użyciu aparatów grzewczo-wentylacyjnych lub pompy ciepła pozwala zapobiegać powstawaniu zastoin powietrza pod sufitem. Zastosowanie kilku mniejszych urządzeń zapewnia korzystniejszy rozkład temperatury, niższą prędkość powietrza, a także mniejszy hałas. Zapewnia to bardziej komfortową atmosferę w pomieszczeniu bez przeciągów, także w obszarach przebywania osób.
W przypadku obciążenia grzewczego 50 kW w celu osiągnięcia temperatury 18°C nasza przykładowa hala wymagałaby 6 aparatów grzewczo-wentylacyjnych o jednostkowej mocy 8,8 kW.
Przykład optymalnej specyfikacji dla hali w zakresie niskotemperaturowym
Symulacja numeryczna rozkładu temperatury w hali
Za pomocą symulacji numerycznych można tworzyć duże i złożone systemy klimatyzacyjne, aby udzielić konkretnych odpowiedzi na pytania klientów w oparciu o analizę.
Numeryczna symulacja zakresu niskotemperaturowego dla przykładowej hali
(Ilustracja rozkładu temperatury – profil i przekrój)
W przypadku tej symulacja temperatura powietrza zewnętrznego wynosi -12°C. Test wykonano z użyciem aparatów grzewczo-wentylacyjnych i pomp ciepła. W naszych modelach bramy hali zostały pominięte w obliczeniach i symulacji. Należy wziąć pod uwagę, że systemy bramowych kurtyn powietrznych znacząco zmniejszają stopień infiltracji, tzn. wnikanie zimnego powietrza, w okresie grzewczym.
Symulacja wykonana dla przykładowej hali wskazuje, że: Nawet przy temperaturze powietrza zewnętrznego -12°C aparaty grzewczo-wentylacyjne w zakresie niskotemperaturowym mogą zapewnić temperaturę w hali powyżej 18°C.
Symulacja ryzyka przeciągu w obszarach przebywania ludzi
Symulacja pozwala bliżej przyjrzeć się poczuciu komfortu w obszarze przebywania ludzi. Poniższy przekrój pokazuje, że nawet w przypadku temperatury wylotowej poniżej 40°C, tj. temperatury niższej od ludzkiego ciała, w dużych częściach hali nie występują problemy z poczuciem komfortu w rozumieniu normy DIN EN ISO 7730. Lekkie przeciągi powstają tylko w obszarze nieco poniżej aparatu grzewczo-wentylacyjnego. Są one jednak pomijalne, ponieważ decydujące znaczenie ma tylko obszar przebywania ludzi.
Badanie ryzyka przeciągu w obszarach przebywania ludzi poprzez symulację
(Ilustracja prędkości powietrza w profilu i przekroju)
Wyniki symulacji: Brak ryzyka przeciągu w obszarze przebywania ludzi.
Czy halę można także chłodzić nagrzewnicami powietrza?
Nagrzewnica powietrza TOP C
Jeżeli punktem wyjściowym planowania jest hala o dużym obciążeniu termicznym, konieczne jest chłodzenie. Jest to ważne na przykład w technologii procesów, aby zagwarantowany był prawidłowy przebieg produkcji. Wszystkie osoby pracujące w hali powinny przebywać w przyjemnej i komfortowej temperaturze. Rozwiązaniem jest wybór odpowiedniego urządzenia oraz właściwych temperatur systemowych.
Podczas projektowania należy też zwrócić uwagę na prowadzenie powietrza. Zimne powietrze „opada” spod stropu na dół. Tym sposobem powstają ciepłe i zimne strefy – zwłaszcza te zimne często postrzegane są przez pracowników jako zbyt chłodne lub generujące przeciągi. Rozwiązaniem jest aparat grzewczo-wentylacyjny TOP C. To uniwersalne urządzenie do ogrzewania i chłodzenia różnego rodzaju hal magazynowych, produkcyjnych i handlowych. Urządzenie jest wyposażone w wannę kondensatu i skonfigurowane tak, aby także zimne powietrze było wprowadzane poziomo do hali. Także aparat grzewczo-wentylacyjny Ultra ma funkcję chłodzenia i został opracowany jako urządzenie sufitowe do ogrzewania, chłodzenia i wentylacji w ekskluzywnych obiektach wielkopowierzchniowych.
Nagrzewnice powietrza to rozwiązanie przyszłościowe
Obecnie niezwykle ważne jest wykorzystanie potencjału w zakresie oszczędności energii. Zastosowanie nagrzewnic powietrza jest doskonałe do tego celu. Nagrzewnice działają na bazie wody i nie wykorzystują gazu w przeciwieństwie do np. promienników nisko- lub wysokotemperaturowych, które są bezpośrednio zasilane gazem. Zwłaszcza zastosowanie nagrzewnic powietrza w połączeniu z pompą ciepła jest korzystne z ekologicznego punktu widzenia, ponieważ w pompie potrzebne są tylko niewielkie ilości czynnika chłodzącego, a energia elektryczna w coraz większym stopniu pochodzi z produkcji ekologicznej.
Generatory wody lodowej i pompy ciepła KaClima mogą zaopatrywać nagrzewnice powietrza w ciepłą i zimną wodę pompowaną.
Chcesz postawić na przyszłościowe pompy ciepła i potrzebujesz porady na temat prawidłowego zaprojektowania technicznego wyposażenia budynku w połączeniu z nagrzewnicami powietrza? Odpowiedzi na te i inne pytania uzyskasz od swojego partnera kontaktowego.