Gépház szellőzés és ipari gépház hűtési rendszerek

A szükséges légmennyiséget nem célszerű kizárólag a gépház térfogata vagy az óránkénti légcsere alapján meghatározni. A kompresszorok jelentős hőt adnak le, ezért a szellőzést elsősorban a tényleges hőterhelésre kell méretezni.

A szükséges légmennyiség közelítő számítása:

Q = P / (0,34 × ΔT)

ahol:

• Q a szükséges légmennyiség m³/h-ban;
• P a helyiségbe jutó hőteljesítmény wattban;
• ΔT a kifújt és a beszívott levegő megengedett hőmérséklet-különbsége °C-ban;
• 0,34 a levegő térfogati hőkapacitásának közelítő értéke Wh/(m³·K) egységben.

Egy 75 kW hőterhelésű gépházban, 10 °C megengedett hőmérséklet-emelkedés mellett:

Q = 75 000 / (0,34 × 10) ≈ 22 100 m³/h

A számításnál figyelembe kell venni:

• valamennyi egyidejűleg működő kompresszort;
• a szárítók és egyéb berendezések hőleadását;
• a villamos motorok veszteségét;
• a falakon és a tetőn keresztül érkező nyári hőterhelést;
• a kompresszor forró hűtőlevegőjének közvetlen kivezetését;
• a csatornák, rácsok és zsaluk nyomásveszteségét;
• a kompresszor égési vagy technológiai levegőigényét, ha van ilyen.

Mindig a berendezés gyártója által megadott hőleadási és hűtőlevegő-adataiból kell kiindulni.

A legtöbb ipari kompresszor számára a körülbelül 15–25 °C közötti, stabil környezeti hőmérséklet kedvező. A pontos megengedett tartományt azonban mindig a gyártói dokumentáció határozza meg. Sok berendezés hozzávetőleg 5–40 °C között működtethető, de a felső határ megközelítése tartós üzemre nem tekinthető ideálisnak.

A túl magas hőmérséklet:

• csökkentheti a kompresszor teljesítményét és hatásfokát;
• növelheti az olaj és az alkatrészek hőterhelését;
• túlmelegedési leállásokat okozhat;
• rövidítheti a villamos és elektronikus alkatrészek élettartamát;
• ronthatja a hűtveszárítók működését;
• növelheti a kondenzátum mennyiségét a sűrített levegős rendszerben.

A túl alacsony hőmérséklet kondenzációt, fagyást, kenési problémát és indítási nehézséget okozhat. A cél ezért nem egyszerűen a lehető leghidegebb gépház, hanem a gyártói tartományon belüli, egyenletes hőmérséklet.

A hőmérsékletet a kompresszor levegőbelépési pontjának közelében is mérni kell, nem kizárólag a helyiség falán elhelyezett termosztátnál.

Aktív hűtés akkor szükséges, ha megfelelően kialakított szellőzéssel sem tartható a gyártó által megengedett maximális környezeti hőmérséklet.

Ez különösen indokolt lehet, ha:

• a nyári külső levegő túl meleg;
• nagy teljesítményű gépek működnek kis helyiségben;
• a kompresszorok hűtőlevegője nem vezethető közvetlenül kültérre;
• a helyiségnek nincs megfelelő külső légkapcsolata;
• a gépházban hőérzékeny elektronika vagy frekvenciaváltó található;
• a beszívott külső levegő erősen poros, nedves vagy korrozív;
• technológiai okból állandó hőmérséklet szükséges;
• a kompresszor rendszeresen túlmelegedési riasztást ad.

Az aktív hűtés lehet komfortklíma helyett ipari légkondicionálás, hűtővizes hőcserélő vagy zárt rendszerű technológiai hűtés. A hűtőberendezést a teljes hőterhelésre kell méretezni. Egy 75 kW-os kompresszort nem lehet hagyományos, néhány kilowattos helyiségklímával megfelelően hűteni.

Energetikai szempontból elsőként a forró kompresszorlevegő közvetlen elvezetését, a megfelelő pótlólevegőt és a légáramlási rövidzár megszüntetését érdemes megoldani.

Igen. A kompresszor által felvett villamos energia túlnyomó része végül hővé alakul. Ennek jelentős hányada megfelelő hővisszanyerő rendszerrel hasznosítható.

Levegős hőhasznosítás

A kompresszor meleg hűtőlevegője légcsatornán keresztül felhasználható:

• műhelyek és raktárak fűtésére;
• szárításra;
• temperált technológiai levegő előállítására;
• hideg évszakban a csarnok fűtési terhelésének csökkentésére.

A rendszerhez nyári kültéri elvezetés, téli átkapcsolás, visszacsapó zsalu és megfelelő szabályozás szükséges. A meleg levegőt nem szabad úgy visszavezetni, hogy az ismét a kompresszor hűtőlevegő-bemenetéhez jusson.

Vízoldali hőhasznosítás

Olaj- vagy vízkörre kapcsolt hőcserélővel meleg víz állítható elő például:

• használati meleg víz előmelegítésére;
• fűtési rendszer támogatására;
• technológiai mosáshoz;
• kazán tápvizének előmelegítésére;
• alacsony hőmérsékletű technológiai folyamatokhoz.

A hasznosítható teljesítményt a kompresszor terhelési profilja, az éves üzemóra és a hőigény egyidejűsége határozza meg. Ivóvíz vagy használati meleg víz esetén megfelelő leválasztó hőcserélő és vízhigiéniai kialakítás szükséges.

A ventilátort nem kizárólag a névleges légszállítás alapján kell kiválasztani. A szükséges térfogatáramot a teljes rendszer nyomásvesztesége mellett kell biztosítania.

Axiálventilátor lehet megfelelő, ha:

• nagy légmennyiség szükséges;
• rövid a légút;
• nincs vagy csak kis ellenállású légcsatorna van;
• a rendszer kevés rácsot, zsalut és szűrőt tartalmaz.

Radiális vagy kevert áramlású ventilátor indokolt, ha:

• hosszabb légcsatorna készül;
• több könyök, zsalu vagy hangtompító található a rendszerben;
• szűrt levegőbevezetés szükséges;
• jelentősebb nyomásveszteséget kell leküzdeni;
• szabályozott és stabil légszállítás az elvárás.

A kiválasztás fő szempontjai:

• légmennyiség a tényleges munkaponton;
• rendelkezésre álló külső statikus nyomás;
• szállított levegő legnagyobb hőmérséklete;
• fordulatszám-szabályozhatóság;
• energiahatékonyság;
• zaj- és rezgésterhelés;
• motorvédettség és környezeti kivitel;
• karbantarthatóság;
• szükséges üzembiztonság és tartalék ventilátor.

A szabályozást célszerű gépházi hőmérséklethez és a működő kompresszorok számához igazítani. Frekvenciaváltós vagy EC-ventilátorral elkerülhető a folyamatos maximális légszállítás.

A hideg pótlólevegőt alacsonyan, a kompresszor levegőbemenetének közelében, a meleg levegőt pedig magasan vagy közvetlenül a kompresszor hűtőlevegő-kilépésétől kell elvezetni. A befúvó- és elszívónyílásokat úgy kell elhelyezni, hogy ne alakuljon ki légáramlási rövidzár.

A végleges kialakításhoz helyszíni hőterhelés-számítás, nyomásveszteség-méretezés és a kompresszorok gyártói adatainak ellenőrzése szükséges.