Как да проектираме гъвкава климатизация за логистични халета?

◄ Обратно към статиите

Проектантите и архитектите имат за задача да разработят лесно приспособими логистични халета, чието простраство за съхранение лесно да бъде разширено или намалено, а също така и да могат да се използват за най-различни цели. 

Поради постоянното развитие на потребителския пазар и електронната търговия, все повече и повече компании имат нуждата да увеличат своите складове, което сравнително допринася и за развитието на бизнеса. Малките складове с лесни за съхранение стоки са в състояние да се справят с инфрачервената светлина или излъчващи топлина нагреватели, както и директните затоплящи въздуха системи. За големите складове обаче, са по-подходящи децентрализираните решения за климатизация и вентилация, като те са идеално пригодени за стоки, към които са необходими специални условия за съхранение като храни, лекарства, електронни компоненти и продукти.

fig_1.jpg
Фиг.1:Пазарът на логистични сгради продължава да расте. За инвеститорите все по-важна роля играе възможността за гъвкаво преразпределение на складовете. В резултат на това, отоплителните системи също трябва да притежават гъвкавост, която да отговаря на изискванията на потребителите.

Експертите в този сектор са станали по-предпазливи с подовото отопление, което е голяма част от отоплителната система. Авторите на Factbook "Zukunft Hallenheizung" (Перспективи на отоплението при големите пространства), публикувано от Figawa – Bundesvereinigung der Firmen im Gas- und Wasserfach e.V. – Technisch wissenschaftliche Vereinigung, Köln, (Асоциация на фирмите в газообразни горива и вода e.V. - техническа научна асоциация, Кьолн) описва подовото отопление като твърде бавно спрямо нуждите на динамичната складова логистика. Също така, равномерното разпределение на подовите серпентини може да ограничи начините, по които да се използва пространството, подовото отопление ограничава местата, където машинни и стелажни системи могат да бъдат монтирани и фиксирани. Факт е, че по-късно може да стане проблемно, ако се преорганизира помещението или навлезнат транспортни средства.  

Заради съвремениите тенденции в логистичните халета и законодателната рамка (EnEV and EEWärmeG), според Hoval най-доброто средносрочно и дългосрочно решение за инвеститорите, собствениците и ползвателите е комбинацията на централно генериране на топлина и децентрализирано  отопление и вентилация, с възможност за контрол по отделни зони.

warehouse.jpg
Фиг. 2:Функционалният модел на Hoval  „голямо пространство за отопление“ е решение с един топлинен източник и децентрализирани климатични покривни апарати.

Чрез този модулен дизайн, скалируемата система може да се адаптира към почти всякакъв размер хале. Неговата структура не само опростява планирането и процеса на подаване на офертите, но и скъсява в пъти изпълнението на проекта, тъй като почти всички стъпки по време на планиране и монтиране на продукта са стандартизирани и цялото решение идва от един доставчик, а дори директно от производител.

Решението за залата се състои от следните основни модули:

  • Сдвоен котел Hoval UltraGas 
  • Контролен модул
  • Рециркулационен топловъздушен покривен апарат TopVent  с патентована система Air-Injector за равномерно разпределение на топлината в целия обем на халето. Стратификацията (температурата на наслояване)  е само 1 С на всеки 10 м височина - стойност, която е недостижима от повечето други отоплителни системи.  
topvent-4.png
Фиг. 3:  Децентрализираните рециркулационни апарати могат да бъдат интегрирани оптимално в инфраструктурата на помещението, без да се превръща в пречка за стелажи, трасета на кранове и захранващите кабели.  

Едно от предимствата на модулното решене с топлинен източник за централно отопление и децентрализирани рециркулационни покривни апарати е, че потребителите могат да избират между няколко различни енергийни източници. Алтернативи на природния газ, който е най-честият източник на топлина в големите помещения са термопомпи, пелети, дървени стърготини или слънчева енергия, или интегрирането на тези енергийни източници с конвенционалните системи. В допълнение, функцията Smart Grid позволява прикачването на линейно-свързаните енергийни иззточници (природен газ, електричество, топлоенергия) с регенеративни енергийни източници (пелети, дървени стърготини, слънчева топлина) и възможност за свързване на два топло/студо източника в една система. В резултат на това, потребителите могат да се възползват от разликите в цените на енергийните доставки (вятърна, фотоволтаична електроцентрала)  и може да се създаде предпоставка за преговори за по-благоприятни цени на свързаните източници. Поради разрастването на възобновяемите енергийни източници и променливото естество на тази доставка, Hoval вижда производство на топлинна енергия от два източника като нарастваща важност в бъдеще. 

Случай от практиката: Логистични халета за хранителни продукти

Търговец на едро за хранителни стоки иска да разшири своята логистична  мрежа. Предизвикателството е да се систематизира топлина, вентилация и контролни функционални модули до степен, където планирането, провеждането на търгове и изпълнението на проекта може да се реализира  в един много кратък период от време. В конкретния случай, логистичният център за разпределение (145 м. дължина, 125 м. ширина, 12 м. височина) е предназначен за кратко време на изпълнение. Топлинните загуби са 910 kW или 4.2 W/m3. Изискването е халето е да се раздели на четири зони за контрол на стайна температура и да се управляват и контролират поотделно на базата на количеството за съхранение и времето за изпълнение. Опитът е показал, че енергийните спестявания могат да достигнат от 10 % до 20 %, чрез операция, основана на нуждите на контролни зони като функция на времето за изпълнение и качеството на съхранение.

Топлинният източник е сдвоен газов кондензен котел UltraGas 900D с номинална топлинна мощност от 2 x 450 kW. Двата котела със стандартна ефективност от 109% се управляват така, че котлите да работят на базата на модулиране. В кондензните котли, ефективността на котела при частичен товар е по-висока, отколкото при пълно натоварване; следователно, като цяло повишава ефективността с около 2%, когато котлите работят паралелно  на база модулиране. Допълнително увеличение на ефективността се постига с помощта на разделно високо- и  нискотемпературно връщане. Това добавя други  9% процентни пункта към ефективността на котела.  Отделно от стандартния модул на "UltraGas", алтернативните методи за генериране на топлина са нафтовия котел  UltraOil, термопомпа Belaria или Thermalia, котел на пелети BioLyt и соларна енергия с колектори UltraSol.

По-малко апарати поради висока ефективност

В основата на модула „отопление на голямо пространство“ решението е децентрализирания рециркулационен апарат TopVent DHV-9/C, разработен за употреба в помещения с монтажни височини от 4 до 25 м. Тази система без въздуховоди значително опростява инсталацията, без да засяга инфраструктурата на халето (кранове, стелажи и конвейерни системи, захранващи линии и др.). Липсата на въздуховоди  намалява и необходимостта да се спазват мерките за спазването на Хигиенната директива VDI 6022  и изискванията за мощност за подаване на въздух също са намалени.

В описания тук проект са заложени, 29 апарата TopVent  за ефективна вентилация в помещението. Дебитът на въздуха за един апарат е 8700 m3/h и максималната отоплителна мощност е 137 kW. Благодарение на интегрирания "Air-Injector" (автоматичен дистрибутор с регулиране на  въздушния поток), обхвата на въздушния поток може да бъде прецизно регулиран  спрямо монтажната височина и стелажната инфраструктура.

cobmo-2.png
Фиг. 4: Air-Injector регулира въздушния поток спрямо пространствената конфигурация в близост до него със специалена микропроцесорна контролна система.

В сравнение с конвенционалните  топловъздушни апарати, решението от Hoval изисква по-малък брой апарати  и по-малко количество рециркулиран въздух за пространство с един и същи размер,поради по-ефективното разпределение на въздуха. Това намалява инвестиционните и инсталационните разходи.

Патентованият Air-Injector се състои от дюза с управляеми лопатки, чрез които се регулира и насочва въздушния поток, ката че да има максимален възможен обхват на покритие. Чрез ефектът на завихряне въздушния поток се увеличава ъгъла на разсейване (индукция). Формата на Air-Injector наподобява обърната гъба, с тънък стълб и голяма шапка. Тази геометрия постига оптимални условия за въздушния поток, като предлага високо ниво на комфорт в работните зонни дори при максимална височина на монтиране – 25 м. При този тип подаване на въздух, температурната стратификация е намалена до приблизително 1С на всеки 10 метра монтажната височина.

Air-Injector също така създава по-равномерно разпределение на температурата в залата, като се избягва образуването топлинни въздушни джобове под покрива, феномен типичен за високите пространства.

Контрол на подавания въздух с микропроцесорна контролна система

Складовете и логистичните халета трябва да бъдат гъвкави и да позволяват разнообразни преустройства. Това е в сила и за наети помещения използването, на които е оформено на база логистичните стратегии и икономически влияния. Затова Hoval е разработил контролна система, която може да контролира отделни зони на базата на децентрализираната  отоплителна система. Този подход дава възможност съобразена с потребностите, времето и базовата температурата  на отопление, вентилацията и охлаждането на различни райони в халето и по този начин се постигат енергийни спестявания. Независмо от зоната, в която е контролера, всяко устройство и неговия Air-Injector може да бъде индивидуално и самостоятелно задействано чрез контролера с помощта на микропроцесорната контролна система. Функцията за контрол, която извършва изчисляването диапазона на въздушния поток като отчита температурната разлика между подавания въздух и стайната температура на окупираните райони, вариращи от скоростта на доставяне на въздушния поток и съответно от ъгъла на подаване. Така се избягват теченията. Ако се окаже необходимо разширяване на халето, модулната концепция за контрол лесно може да се разшири.

Със своята модулна и скалируема система и иновативен дизайн, решението на  Hoval за отопление на големи пространства  предлага максимална гъвкавост за всички видове помещения. Този случай от практиката, описва развитието на това решение, което може да се адаптира към настоящите и бъдещите логистични нужди на клиента. Тази модулна система се планира и монтира бързо и също така бързо влиза в упореба. 

decentralizirana-sistema-ot-hoval

Fig. 5. С решението от Hoval проектантът е способен да представи цялостно решение за отоплението, вентилацията и концепцията за контрол на всички отоплителни нужди на големи пространства. Това спестява време и разходи. 

Също така подобрява рентабилността за инвеститорите. В допълнение: Чрез създаването на контролни зони в мащабна отоплителна система може ефективно да отговори на различните коефициенти за различната степен на използване на халето и различните видове помещения и стоки, които се превозват.

С опцията за топлоснабдяване от два източника, изготвянето на конвенционалните и регенеративни енергийни източници, решението от Hoval може да реагира гъвкаво на евентуални бъдещи концепции за доставка на енергии с функцията Smart Grid и на поставените закони във връзка с възобновяемите енергийни източници. 

Данни и факти: Логистичните халета за хранителни стоки

Размери (L/W/H)                                     145/125/12m

Стайна температура                              Приблиз. 15°C

Външна температура                             -12°C

Време на отопление                              24 часа/ден (~ 240 дни годишно)

Топлинни загуби                                    910 kW

Специфични топлинни загуби              Приблиз. 4.2 W/m3

Общи енергийни разходи                      71,915.00 €/година

(базова цена, 2010:                               Топлина 50 €/MWh
                                                                Енергия 84 €/MWh)

Специфични годишни разходи за енергия:

Складово помещение                           3.97 €/m²

Обем на залата                                    0.33 €/m³

Отопление

Годишна консумация на топлинна енергия (VDI2068)    
                                                              прибл. 1,176 MWh/a

Годишни топлинни разходи               58,800.00 €

Електричество

Год. разходи за ел. енергия за 240 дни прибл. 156 MWh

Год. разходи за ел. енергия              13,115.00 €

Инвестиционни разходи (цена на краен потребител в Германия)

Механична инсталация                     7,200.00 €

Хидравлична инсталация                25,500.00 €

Електрическа инсталация               17,500.00 €

UltraGas котел                                  61,000.00 €

Общи инвестиционни разходи       198,200.00 €

Специфични инвестиционни разходи

Складово помещение                     10.93 €/m²

Обем на залата                               0.91 €/m³



Ако сте харесали този случай от практиката, моля споделете!

автор
Loris Basso