Reklama
 
 
 
Kurtyna powietrzna w chłodni Analiza oszczędności energii w eksploatacji komory chłodniczej z zastosowaniem kurtyny powietrznej w otworze drzwiowym
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Data dodania: 09.07.2016

Podczas eksploatacji komór chłodniczych lub mroźniczych z niezabezpieczonymi otworami drzwiowymi zaobserwować można duże straty energii wynikające z wymiany powietrza poprzez otwarte drzwi pomiędzy chłodnią a otoczeniem. Jedną z metod ograniczenia tego zjawiska jest montaż kurtyny paskowej, jednak dużo większe efekty możemy osiągnąć montując kurtynę powietrzną.

 

 

Kolejny już raz autor tego artykułu pisze, że dążenie do jak najmniejszego i najbardziej sprawnego zużycia energii przez urządzenia chłodnicze lub pompy ciepła jest aktualnym trendem, lub wręcz obowiązkiem. Zużycie należy ograniczać a energię odzyskiwać. Jest o tym napisane także w innych artykułach w niniejszym czasopiśmie. Niema więc potrzeby na rozległy wstęp lub uzasadnienia tego trendu.

 

 

2016 06 76 1

Rys. 1. Przemysłowa kurtyna powietrzna z ogrzewaniem do dużych mroźni i wysokich otworów drzwiowych

 

 

Jako inżynier specjalizujący się w projektowaniu i audytowaniu instalacji chłodniczych, także pod kątem oszczędności, energii mogę rozróżnić dwa sposoby na jej uzyskanie:

  • zmniejszenie zużycia energii włożonej w proces chłodniczy:
    • sprawniejsze instalacje chłodnicze lub pompy ciepła (wyższe COP/COPh/EER),
    • zmniejszenie zysków ciepła pochodzących od towaru lub z innych źródeł; 
  • odzysk energii już pobranej do realizacji procesu chłodniczego:
    • ogrzewanie c.o., c.w.u., procesów technologicznych,
    • pompy ciepła,
    • wytwarzanie energii elektrycznej (np. ORC – przyszłość).

 

Podczas realizacji inwestycji naturalnie stara się uwzględnić obydwa wymienione wyżej podejścia. W większości sytuacji klient może wykorzystać ciepło odpadowe odzyskane bezpośrednio (w zależności od czynnika od 35°C do 95°C) lub poprzez pompę ciepła. Jest to możliwe w znacznie większej liczbie przypadków niż aktualnie się realizuje. Jednak nadal w części obiektów takich możliwości lub potrzeb nie ma. Jedyną metodą na zmniejszenie rachunku końcowego za energię jest zmniejszenie zużycia energii pobranej.

 

 

2016 06 76 2

Rys. 2. Kurtyna powietrzna bez ogrzewania do mniejszych otworów drzwiowych do mroźni i komór plusowych

 

 

W takim wypadku należy zminimalizować wszystkie zyski ciepła, które wylicza wzór poniżej:

 

Q = Qd + Qw + Ql + Qv + Qah +Qma +Qmc +Qs

 

gdzie:

Qd – ciepło przenikające przez przegrody,

Qw – ciepło od chłodzonego towaru,

Ql – ciepło od powietrza wnikającego do komory przez otwarte drzwi,

Qv – ciepło pracy wentylatora,

Qah – ciepło pochodzące z odszraniania,

Qma – ciepło pochodzące od oświetlenia, maszyn i innych urządzeń w komorze,

Qmc – ciepło wydzielane przez ludzi, 

Qs – zapas mocy.

 

Szczególnie ciekawym zagadnieniem o dużym potencjale oszczędności jest strumień ciepła wynikający z wymiany powietrza poprzez otwarte drzwi pomiędzy chłodnią a otoczeniem (chłodzonym lub nie). W celu ograniczenia tego zjawiska pierwszym krokiem jest montaż kurtyny paskowej, która jednak bardzo szybko się zużywa, szczególnie szybko w miejscach, gdzie ruch jest duży – czyli wymiana powietrza jest znaczna. Kolejnym krokiem jest montaż kurtyny powietrznej. Dobra kurtyna do drzwi może wydawać się dużą inwestycją – klient więc często nie decyduje się na zakup. Jest to poważny błąd.

 

W dalszej części artykułu skupimy się nie na rozważaniach jakie cechy powinna posiadać odpowiednio zaprojektowana i wykonana kurtyna powietrzna, ale na bilansie energetycznym i wynikających z tego wynikach finansowych – czyli tym co najważniejsze dla inwestora.

 

W drzwiach bez kurtyny powietrznej przepływ powietrza przedstawia schemat pokazany na rys. 3. (wartości kW przykładowe). 

 

 

2016 06 78 1

Rys. 3. Schemat rozkładu powietrza w świetle otowru drzwiowego do mroźni

 

 

Jak wiemy z doświadczenia ciepłe i wilgotne powietrze wnika do wewnątrz komory, zaś zimne z niej ucieka. Przy odpowiednim oszacowaniu ilości (masy) infi ltrującego powietrza na podstawie wykresu Molier’a można łatwo określić dodatkowy strumień ciepła, który musi odebrać urządzenie chłodnicze. Jest to ciepło wynikające z różnicy temperatury i wilgotności powietrza wewnątrz i na zewnątrz komory.

 

Na sumaryczny, przykładowy strumień ciepła 120 kW (+15°C (70%)/-20°C (100%)) jak przedstawiono powyżej składa się 75 kW na schłodzenie powietrza oraz 45 kW na ciepło zmiany stanu pary wodnej (woda ta osadza się na chłodnicach oraz wokół otworu drzwiowego).

 

 

Czy warto zainwestować?

 

(...)

 

Przykład 1

 

(...)

 

Przykład 2

 

(...)

 

Przykład 3

 

(...)

 

Podsumowanie

 

Urządzenia, dla których policzono czas zwrotu z inwestycji, są maszynami najwyższej klasy. Dla mroźni wysokiego składowania, gdzie wysokie drzwi otwarte są wiele godzin, kosztują one powyżej 40 000 euro. Niemniej jednak powyższe wykresy wyraźnie pokazują, że jest to bardzo opłacalna i nieskomplikowana w realizacji inwestycja.

 

Niekiedy w celu zmniejszenia wymiany ciepła i polepszenia warunków pracy przed mroźniami buduje się przedsionki. Badania pokazują, że kurtyna powietrzna daje lepszą izolację klimatu niż nie chłodzony przedsionek. Wbrew pozorom wykorzystanie również odzysku ciepła do ogrzania powietrza w środkowej strudze kurtyny powietrznej nie zmniejsza znacząco czasu zwrotu inwestycji dla wilgotności względnej powietrza zewnętrznego mniejszej niż 50% (+15°C).

 

Reasumując kurtyna powietrzna może być znacznym kosztem inwestycyjnym, jednak możliwe do uzyskania oszczędności (sprawdzone w realizacjach) są tak duże, że czas zwrotu jest bardzo szybki – niekiedy trudny do uzyskania w przypadku innych rozwiązań oszczędzających energię. Warto podkreślić również, że kurtyna powietrzna jest tym bardziej rentowna im gorsze są warunki na zewnątrz komory, czyli parametry powietrza, które bez niej wnikałoby do wewnątrz i im dłużej musi ona pracować. Kurtyna powstrzymuje około 80% strat ciepła wynikające z infi ltracji powietrza – pozostałe 20% infi ltrującego strumienia nadal działa szkodliwe na pracę systemu.

 

 

mgr inż. Maurycy SZWAJKAJZER
właściciel Enreco Sp. z o.o. sp. komandytowa

 

PODOBNE ARTYKUŁY:

Reklama

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Pompy ciepła 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

Reklama

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.