Воздушная завеса в промышленности

Качество — это делать что-либо правильно, даже когда никто не смотрит

Правильная инсталляция и наладка воздушных завес сокращает теплопотери через открытую дверь до 80%, создавая воздушный барьер, что позволяет значительно снизить затраты на энергоресурсы, затрачиваемые для поддержания требуемого микроклимата в помещениях как зимой, так и летом.  Данное высказывание равноценно как для коммерчески дверей, так и для промышленных ворот.

Для того, чтобы лучше представлять, о чем идет речь, обратимся к законам физики: когда открываются двери, проистекает теплопередача между двумя зонами, направленная на выравнивания перепада давления и температуры между двумя зонами— такое выравнивание носит называние естественная конвекция. Выглядит естественная конвекция следующим образом: через верхнюю часть промышленного или коммерческого дверного проема выходит теплый воздух, а через нижнюю будет проникать холодный воздух, т.е. происходит замещение / вытеснение теплого воздуха холодным. Чем большее разница между температурой в помещении и температурой уличного воздуха, тем большее количество наружного воздуха будет проникать, и возникают дополнительные затраты энергоресурсов на его подогрев. В летний сезон ситуация аналогична, лишь меняются зоны: холодная зона находиться в помещении, а теплая снаружи. Открытые двери—это теплопотери и увеличенные затраты на отопление и охлаждение, дискомфорт для сотрудников, создаваемый сквозняками, пыль и посторонние запахи с улицы ...

В промышленном секторе эксплуатация воздушной завесы  приобретает исключительную актуальность, ведь размеры дверного проема / ворот значительны, а частота и длительность их открытия может достигать нескольких часов. Это связано с необходимость обеспечить беспрепятственное движение спецтехники и работников для погрузочно-разгрузочных работ. Промышленные ворота, могут оставаться открытыми длительное время, а через открытые двери происходит замещение воздуха. Такой процесс, а именно не контролируемое воздухозамещение через открытые ворота, называют инфильтрация, а под воздействием разницы между давлением внутри и снаружи здания также возникает эксфильтрация. Перепад давления воздуха внутри здания и снаружи возникает из-за разной плотности воздуха теплого внутри помещения и холодного наружного воздуха (физический термин - гравитационная составляющая), а также за счет воздействия ветра (ветровая составляющая).

Эффективность промышленных воздушных завес будет зависеть от оптимизации ниже приведенных факторов.

• Скорость потока воздушной струи, создаваемая воздушной завесой, должна быть достаточной для того, чтобы перекрыть открытие промышленных дверей. Применение Эффект Коанда в промышленных воздушных завесах (рассмотрим ниже) дает увеличить эффективность воздушного потока, который создает воздушная завеса.
• Тип вентилятора (ов), используемый в воздушных завесах: мощность воздушной завесы зависит от вентиляторов, которые отвечают за нагнетание воздушной струи, когда струя имеет более высокое давление, то дальность ее становится больше.
• Объем воздуха: широкая струя завесы более эффективна.
• Угол наклона струи: регулируемые ламели на выпускном сопле в воздушных завесах для промышленных помещений, дают возможность установить необходимый  угол наклона воздушной струи, в зависимости от сезона,  что увеличит ее эффективность.
• Высота / ширина дверного проема: 100% перекрытия воздушной завесой открытия дверного пройма.
• Давление с наружи и внутри: когда в здании или помещении отрицательное давление т.е. из помещения удаляется воздуха больше, чем подается воздуха, иными словами не сбалансированное давление, приводит к заломлению воздушной струи. В таком случае, использование воздушной завесы будет не эффективным, потому что струю будет «затягивать» в помещение, и или для решения этой задач потребуется устанавливать более мощную завесу.

Тепловая воздушная завеса на ворота и промышленные двери. Какие существуют виды монтажа промышленных воздушных завес?

Промышленная завеса, как и коммерческая воздушная завеса, может быть смонтирована как вертикально, так и горизонтально. В случаях, когда дверной проем имеет размеры, превосходящие физическую длину завесы, для таких установок используются модульные блоки для больших промышленных дверей. Для обеспечения 100% перекрытия пройма и обеспечения непрерывности выдуваемой воздушной струи, можно использовать специальные соединители. Производитель Airtecnics предусмотрел возможность управления группой завес с использования одного контроллера.

Эффект Коанда – образуется за счёт зоны пониженного давления у поверхности (струя прилипает к поверхности и движется по ней), что увеличивает дальность воздушной струи приблизительно в 1,2 раза. Таким образом воздушные завесы, у которых струя настилается на параллельную струю, имеет большую дальность, чем воздушная струя, не настилающая при одинаковых условиях. Эффект Коанда применен в промышленных воздушных завесах серии MАXWELL от Airtecnics для перекрытия больших промышленных проемов.

Рисунок 1 промышленная завеса с эффектом Коанда

Какие бывают виды теплообменников в промышленных воздушных завесах?

Воздушная завеса для промышленных ворот может быть с разными типами теплообменников, а именно: водяным, электрическим, фреоновым или быть без нагрева. Выбор типа теплообменника для воздушной завесы обусловлен, в основном, только экономической составляющей. Следует отметить, что воздушная завеса без нагрева, с достаточной мощностью воздушной струи, значительно сокращает энергозатраты, при этом создает необходимый воздушный барьер. Завеса без нагрева - холодная завеса-затрачивает электроэнергию, только на работу вентиляторов, без тэнов.

Важно, выбирая промышленную воздушную завесу, учитывать вид отрасли и место, где будет установлено оборудование. К примеру, воздушная завеса над воротами помещений с повышенной влажностью, должна обладать повышенным IP, а корпус изготовлен из материала, соответствующего условиям эксплуатации.
Пищевая промышленность имеет особые требования, для помещений, зданий и предприятий необходимо, чтобы были выдержаны строгие правила гигиены окружающей среды, предписанные нормами СанПиН. Отступление и не соблюдение норм грозит нежелательными последствиями и ставит под угрозу безопасность произведенной готовой продукции и здоровье населения. Насекомые, привлекаемые светом, запахом и т.д. на пищевых производствах не редкость, а насекомые и грызуны -это один из основных видов разносчиков инфекций. Испорченная готовая продукция или сырье наносит экономический ущерб, и подрывает репутацию предприятия. Поэтому для предохранения от проникновения насекомых на пищевые производства предпринимаются меры по защите дверных проемов. Воздушная завеса, имеющая высокую скорость потока, имеет полезный "побочный эффект": защита от проникновения в помещение мух и других летающих насекомых. Этот очень важный эффект и насущная необходимость для всех производств пищевой промышленности и предприятий общественного питания, помещений, в которых применяются строгие правила гигиены окружающей среды и соблюдаются СанПиН нормы. Существуют требования к оборудованию, которое применяют в пищевой и медицинской промышленности, такие как стандарты FDA или USFDA управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (англ. Food and Drug Administration, FDA, USFDA). Воздушные завесы, применяемые для борьбы с насекомыми в пищевой промышленности, должны соответствовать или превосходить требования и стандарты здравоохранения и санитарных служб.

Приведем требования, применяемые к воздушной завесе для пищевой промышленности:

• Необходимо перекрыть весь дверной проем и даже слегка превзойти его так, так чтобы не было незащищенных промежутков, которые позволили бы насекомым проникать в здание /помещение
• Ширина струи воздушной завесы должна быть 5-12 см и иметь min скорость 8 метров в секунду, не выше 1 метр над полом.
• Воздушная завеса должна иметь регулируемые ламели. Угол около 15 - 20° от вертикали, как правило, оптимален. Наиболее эффективная установка воздушной завесы для защиты от летающих насекомых на внешней стороне двери, поток воздуха должен быть направлен от защищаемой зоны (угол ламелей отрегулирован).

Рисунок 2 воздушная завеса для пищевой промышленности для защиты от насекомых

Особенным видом промышленных воздушны завес, представляют собой завесы для холодильных и морозильных камер, т.к. в такого рода помещениях поддержания температурного режима особенно важно.

Казалось бы, открытие холодильных или морозильных камер всегда краткое. При открытии дверей работают законы физики, которые мы рассматривали выше, происходит вытеснение холодного воздуха теплым, а разница между температурами внутри морозильной камеры и наружным воздухом очень велика.

Почему же таким особенным видом являются воздушные завесы для холодильных и морозильных камер? Все очень просто, когда происходит воздухозамещение температура в холодильной или морозильной камере повышается температура внутри. Холодильное оборудование начинает более интенсивное холодить или иными словами «нагнетать» заданную температуру в камера - это затраты, которые не видны, но это еще и выработка работочасов, которая приводит к уменьшению его срока эксплуатации. А стоимость холодильного оборудования совсем не дешевая. Также перепады температуры внутри холодного помещения могут приводить к обмерзанию холодильных агрегатов, и может способствовать снижению срока годности товара, или разморозки продукции, или ее порче.

Рисунок 3 Двери морозильной камеры. Воздушная завеса выключена.

Рисунок 4 Двери морозильной камеры. Воздушная завеса работает, создает воздушный барьер, разделяя две температурные зоны.

Период окупаемости воздушной завесы без нагрева, установленной на дверях для защиты холодильных и морозильных камер, короткий, за счет снижения затрат на доохлаждения воздуха.

Вывод: использование в холодильных и морозильных камерах воздушной завесы, дает следующие преимущества:

короткий срок окупаемости, сокращение теплопотерь, сохранение срока службы холодильного оборудования т.к оно не работает на своем максимальном пределе, предотвращение образования, так называемой, снежной «шубы», тумана и льда, а также уменьшение риска несчастных случаев.

Рассмотрим расчет теплопритока при открытии дверей. Теплоприток при открытии дверей определяется по формуле: q4 = k·F·10-3 [кВт], где k - удельный приток теплоты от открытия дверей; F – площадь камеры. k = 12 Вт/м2 – камеры заморозки, k = 14 Вт/м2 – камеры охлаждения, k = 38 Вт/м2 – камеры хранения.

q4 = 12·156,4·10-3 = 1,88 кВт

4часа*1,88=7,52квт в день.

Рисунок 5 Воздушная завеса на двери  морозильной камеры

Холодильные цеха или винные помещения, где обязательно подержания определенного температурного режима для соблюдения условий хранения продуктов, товара, и размещены они в общем помещении магазина, торгового зала .Для таких случаев, где холодная зона примыкает к теплым зонам, есть решение установка воздушных завес, с комбинацией воздушных струй разной температуры: со стороны холодной зоны-холодная струя, со стороны посетителей-теплая, чтобы не создавать дискомфорт посетителям и служащим, а между холодной и теплой струями-нейтральная, которая не допускает смешивания струй и увеличения дальности струй (эффект Коанда).

Воздушная завеса серии TRIOJET это система комбинации 3х струй с различными температурами и разными скоростями. Она комбинирует в себе две серии воздушных завес: Duojet (имеет теплую и нейтральную струю) и Kool (холодная завеса). В результате отсутствует дискомфорт для служащих и посетителей в теплой зоне и обеспечивается сохранение температурного режима в холодном помещении.

Рисунок 6 Система воздушных завес Triojet

Нужно помнить, что существуют множество различных решений для защиты промышленных проемов и больших коммерческих дверных групп. Воздушный дисбаланс также появляется в результате расположенных напротив входной группы лестничных переходов, эскалаторов. В данной ситуации, течение воздуха будет подчинённо законам физики – естественной конвекции, инфильтрации, рассмотренные выше. Такая ситуация является достаточно непростой, и стандартное решение с помощью воздушной завесы не решит данный вопрос. И связано это с тем, что воздушную струю будет подтягивать во внутрь помещения. Решение может выглядеть следующим образом, инсталлируются вертикальные воздушные завесы по обе стороны входной группы одна напротив другой. В результате получаем замкнутый воздушный контур: выпускное сопло одной завесы расположено напротив воздухозаборного сопла второй завесы, в результате струя одной воздушной завесы подхватывается другой, создавая замкнутый контур тем самым получается эффективная зона разделения у дверного проема состоящая из воздушного кольца.

Рисунок 7 Система воздушных завес Dam twin

Вложение денег в улучшение технологического процесса это не бесполезные затраты. Изменения вводятся не ради изменений, а для повышения эффективности производства.

Культура использования качественного оборудования и производственная культура тесно связаны между собой и их взаимодействие влияет на: себестоимость и качество производимой продукции / товара, на комфорт коллег и сотрудников, на снижение эксплуатационных затрат, за счет снижения затрат на энергоресурсы, а также использование энергоэффективного оборудования снижает выбросы СО2.

Выбирая и потом делая покупку инженерного оборудования, важно обратить внимание на сколько будут снижены эксплуатационные затраты. Оборудование, которое было корректно подобрано и установлено ВСЕГДА приводит к снижению затрат на энергоресурсы, миссия воздушных завес — это уменьшения теплопотерь через открытые двери и сохраннее комфортных условий в помещении.

Знаменитый пионер автомобильной промышленности Генри Форд еще сто лет назад сказал: «Когда сама мысль о бесполезных затратах на материалы, оборудование или человеческий труд будет вызывать ужас, тогда мы получим недорогую продукцию и высокую прибыль.  Коротко говоря, вещь - это то, что она делает, а не то, что она должна была делать».