Ogrzewanie hal produkcyjnych i magazynowych oraz wentylacja

Ogrzewanie hal produkcyjnych i magazynowych – na co zwrócić uwagę?

Projektując ogrzewanie hal produkcyjnych i magazynowych w optymalny sposób należy uwzględnić nie tylko potrzeby cieplne budynku, ale również przewidzieć zorganizowane i przypadkowe ruchy powietrza. W halach ciepłe powietrze ucieka go góry – a zimnie napływa do strefy roboczej. Zwiększone zapotrzebowanie na ciepło często wynika z nadmiernej wentylacji spowodowanej przez częste otwieranie drzwi i bram, a także braku kurtyn powietrznych. W celu poprawnego doboru systemu ogrzewania do potrzeb, projektant powinien wziąć pod uwagę m.in. następujące kwestie:

• sposób użytkowania obiektu, typ wykonywanej produkcji,
• wysokość obiektu oraz sposoby magazynowania towarów,
• możliwości podziału na strefy grzewcze,
• dodatkowe wymagania technologii produkcji.

Komfort cieplny w hali

Systemy ogrzewania hal produkcyjnych i magazynowych muszą zagwarantować właściwe warunki do pracy poprzez zapewnienie odpowiedniego komfortu cieplnego w obiekcie przy możliwie niskich kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych. O komforcie cieplnym decyduje wiele parametrów, a najważniejsze z nich to temperatura powietrza, pionowy gradient temperatury, prędkość przepływu powietrza oraz jego wilgotność i czystość.

Ogrzewanie hal produkcyjnych i magazynowych grzejnikami

Ogrzewanie hal produkcyjnych i magazynowych często było realizowane z wykorzystaniem grzejników o różnej konstrukcji, które oddają ciepło na drodze konwekcji. Zaletą tego rozwiązania jest fakt, że ciepłe powietrze unoszące się do góry wzdłuż okien tworzy kurtynę powietrzną, chroniącą przed zimnem. Ogrzewanie systemem konwekcyjnym dużych hal, nadmiernie przeszklonych i słabo izolowanych, wiąże się jednak z dużymi stratami ciepła powodowanymi przez stratyfikację powietrza wewnątrz pomieszczeń (ciepłe powietrze unosi się i gromadzi w strefie pod dachem). Dodatkowo, wodne ogrzewanie grzejnikowe ma bardzo mały wpływ na strefy robocze, znajdujące się wewnątrz hali. Bardzo wolno reaguje również na zmiany warunków wewnętrznych w obiekcie przez co nie przynosi pożądanych efektów przy okresowym wyłączaniu systemu w celu zmniejszenia ogrzewania w okresach, w których hala nie jest użytkowana.

Efektywne wykorzystanie stratyfikacji powietrza w ogrzewaniu hal produkcyjnych i magazynowych

W wysokich obiektach naturalnym zjawiskiem jest wspomniana wcześniej stratyfikacja powietrza, tzn. tworzenie się warstw powietrza o coraz wyższej temperaturze wraz ze wzrostem wysokości od podłogi do stropodachu. Jeżeli w strefie przebywania ludzi, czyli do wysokości ok. 2–3 metrów zostanie osiągnięty komfort cieplny, to pod dachem, np. na wysokości 8 metrów temperatura może być wyższa nawet o kilka stopni.

W wysokich obiektach o otwartych przestrzeniach, takich jak hale przemysłowe ogrzane powietrze będzie naturalnie przemieszczało się w górę i zalegało w strefach pod dachem. Odwrócenie ruchu ciepłego powietrza spod dachu hali i skierowanie go do strefy przebywania ludzi może zmniejszyć zużycie energii na ogrzewanie nawet o kilkanaście procent. Aby osiągnąć taki efekt zarówno w scentralizowanych, jak i zdecentralizowanych systemach wentylacyjnych stosuje się destryfikatory powietrza, które eliminują stratyfikację temperatur, ograniczając przy tym do minimum straty ciepła przez dach. Są to urządzenie składające się z silnika, wentylatora w obudowie oraz kierownic strug powietrza lub dysz kierunkowych. Destryfikatory montuje się pod sufitem lub w dachu, a sterowany nawiew zapewnia optymalną dystrybucję powietrza zależnie od warunków eksploatacyjnych i zapobiega przeciągom w miejscach przebywania ludzi.

W przypadku zdecentralizowanych jednostek grzewczo-wentylacyjnych powietrze o wyższej temperaturze gromadzące się pod dachem hali może zostać wykorzystane do wstępnego podgrzania świeżego powietrza zewnętrznego. Dzięki zjawisku stratyfikacji powietrza i użyciu wysokosprawnego wymiennika ciepła umożliwiają one odzysk ciepła.

System scentralizowany czy zdecentralizowany?

Systemy ogrzewania hal produkcyjnych i magazynowych powinny charakteryzować się niską bezwładnością cieplną, aby emitowane przez urządzenia ciepło było odczuwalne niemal natychmiast, bez tzw. czasu rozruchu występującego w rozwiązaniach wodnych. Najpopularniejszymi systemami do ogrzewania obiektów wielkokubaturowych są:

• nagrzewnice wodne, gazowe i olejowe,
• promienniki podczerwieni (gazowe, olejowe, elektryczne),
• podstropowe promienniki płytowe (belki),
• aparaty grzewczo-wentylacyjne,
• układy mieszane łączące dwa lub więcej rozwiązań.

Zdecentralizowana wentylacja mechaniczna, zlokalizowana w pojedynczych punktach hali zapewnia ekonomiczne ogrzewanie i wysoki komfort cieplny w obiektach wielkopowierzchniowych. Eliminuje się w ten sposób konieczność rozprowadzenia świeżego powietrza za pomocą kanałów wentylacyjnych, które nie tylko zajmują dużo miejsca, ale dodatkowo obciążają konstrukcję hali. Ponadto ich montaż może kolidować z suwnicami, w które często wyposażone są hale produkcyjne.

Systemy scentralizowane znacznie częściej są narażone na błędy wynikające ze zwiększonej energochłonności, niewłaściwego doboru kanałów wentylacyjnych, sposobu ich montażu oraz często występujących na budowie kolizji. W szczególności w halach produkcyjnych kanały wentylacyjne narażone są na większy kontakt z zanieczyszczeniami, dlatego muszą być okresowo czyszczone i kontrolowane, w przeciwnym razie opory przepływu spowodują podwyższone zużycie energii przez wentylatory.

Co ważne, w przypadku konserwacji czy serwisu w systemach zdecentralizowanych wyłącza się jedynie pojedyncze urządzenia (pozostałe nadal pracują). W rozwiązaniach scentralizowanych konieczne jest wyłączenie całego systemu, co zazwyczaj skutkuje również przestojem w procesach produkcyjnych.

Podsumowanie

Wybór odpowiedniego systemu ogrzewania hal produkcyjnych i magazynowych, a także sterowania powinno być wynikiem merytorycznej analizy, obejmującej zarówno aspekty komfortu cieplnego, jak i kosztów inwestycyjnych oraz eksploatacyjnych. Ogrzewanie i wentylacja są zawsze ze sobą powiązane, dlatego ich optymalny dobór zapewnia nawet 40% oszczędności kosztów ponoszonych na ogrzewanie oraz wymianę powietrza w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań systemowych.

www.hoval.pl