Wykorzystanie kamer termowizyjnych w odbiorze chłodni i przechowalni

Wykorzystanie kamer termowizyjnych w odbiorze chłodni i przechowalni

Odbiór techniczny chłodni czy przechowalni wiąże się ze sprawdzeniem czy wymieniony obiekt posiada oczekiwane cechy techniczne, eksploatacyjne, higieniczne i inne, wymagane dla tego typu obiektów.

Z technicznego punktu widzenia chłodnie, zamrażalnie czy przechowalnie powinny mieć, między innymi, wymienione poniżej cechy:

• obudowy komór powinny być wystarczająco szczelne, w celu zabezpieczenia przed niekontrolowanym konwekcyjnym wnikaniem powietrza z zewnętrznego otoczenia, jak również przed wypływem powietrza z wnętrza komory na zewnątrz,
• ściany obudowy komór na całej swojej powierzchni powinny mieć wymagane własności w zakresie termoizolacyjności, bez obszarów o pogorszonych własnościach izolacyjnych (mostków termicznych),
• organizacja cyrkulacji powietrza we wnętrzu komory powinna zapewniać wymagany równomierny rozkład temperatury w komorze, w celu zagwarantowania schłodzenia wszystkich przechowywanych produktów do wymaganej temperatury,
• poszczególne wymienniki ciepła (parowacze i skraplacze) powinny być w miarę możliwości równomiernie zasilane mediami (czynnikiem obiegowym, powietrzem), w celu zapewnienia maksymalnej efektywności ich działania i tym samym minimalizacji zużycia energii elektrycznej do napędu sprężarek i wentylatorów.

Oprócz wymienionych powyżej cech chłodnie czy przechowalnie powinny jeszcze spełniać szereg innych warunków, jednakże te wymienione powyżej mogą być sprawdzone za pomocą kamery termowizyjnej. Prezentowane poniżej zastosowania techniki termowizyjnej należą do tak zwanej termografii jakościowej.

Badanie szczelności obudowy chłodni

Nieszczelność obudowy chłodni, przechowalni czy zamrażalni skutkuje samoistnym przepływem powietrza pomiędzy wnętrzem chłodni, a otoczeniem. Zjawisko samoistnego przepływu powietrza pomiędzy wymienionymi wyżej przestrzeniami wynika z występowania tak zwanego „efektu kominowego”, spowodowanego różnicą gęstości powietrza znajdującego się we wnętrzu chłodni oraz na zewnątrz. Ze względu na niską temperaturę, powietrze we wnętrzu chłodni ma większą gęstość niż powietrze na zewnątrz. W przypadku typowej sytuacji, gdy temperatura we wnętrzu komory chłodniczej wynosi -20^oC, natomiast na zewnątrz +10^oC, gęstość powierza znajdującego się w komorze chłodni jest o około 12% większa niż powietrza zewnętrznego. Jeżeli w obudowie chłodni występują jakiekolwiek nieszczelności to przez te nieszczelności będzie przepływać powietrze. Kierunki samoistnych przepływów będą następujące. Przez nieszczelności znajdujące się w górnej części chłodni powietrze z otoczenia (ciepłe) będzie wnikać do wnętrza, natomiast przez nieszczelności znajdujące się w dolnej części, zimne powietrze będzie wypływać na zewnątrz. W tym przypadku najbardziej szkodliwe są nieszczelności, znajdujące się w najwyższym i najniższym punkcie komory chłodniczej.

Wnikanie cieplejszego powietrza z otoczenia do wnętrza działającej chłodni spowoduje nagrzewanie się fragmentów wewnętrznej powierzchni obudowy w pobliżu nieszczelności. Obserwując wnętrze komory chłodni za pomocą kamery termowizyjnej, będzie można łatwo zlokalizować obszary, wykazujące wyższą temperaturę, czyli te miejsca, gdzie następuje wnikanie powietrza do wnętrza.

Przez nieszczelności znajdujące się w dolnej części obudowy będzie natomiast wypływać na zewnątrz zimne powietrze z wnętrza chłodni. Spowoduje to ochładzanie sąsiadujących z nieszczelnością obszarów powierzchni zewnętrznej. Obserwując zatem zewnętrzną powierzchnię obudowy, będzie można łatwo stwierdzić, gdzie występują obszary o obniżonej temperaturze w stosunku do całości powierzchni obudowy. W bezpośrednim sąsiedztwie tych obszarów będą zlokalizowane nieszczelności, przez które zimne powietrze będzie wypływać na zewnątrz. Przyczyną występowania zimnych obszarów na zewnętrznej powierzchni obudowy chłodni mogą być także wady w izolacji zimnochronnej obudowy chłodni, co zostanie omówione w następnym punkcie.

Wymienione wyżej typy nieszczelności bardzo często występują w postaci szczelin na styku drzwi chłodni – obudowa. Na rysunku 2. przedstawiono termogram drzwi chłodni. Wyraźnie widać, że przez nieszczelność, znajdującą się na dole drzwi wypływa zimne powietrze z wnętrza chłodni i powoduje ochładzanie się sąsiedniego obszaru. Jeśli temperatura ochłodzonych zewnętrznych powierzchni jest niższa od 0^oC następuje najpierw wykraplanie wilgoci znajdującej się w powietrzu, a następnie jej zamrożenie. Proces ten zachodzi w sposób ciągły, ponieważ w miejsce powietrza, z którego została wymrożona wilgoć dopływa nowe powietrze nasycone wilgocią. W konsekwencji, po pewnym czasie, może dojść do zamrożenia drzwi, jeśli przez dłuższy czas nie były one otwierane. Aby zapobiec temu zjawisku, często stosuje się podgrzewanie ościeżnic drzwiowych chłodni.

Obniżenie temperatury wzdłuż pionowych krawędzi drzwi może być spowodowane przez:

• wypływ zimnego powietrza z wnętrza chłodni na całej krawędzi, jeśli w komorze chłodni istnieje nieszczelność zlokalizowana powyżej drzwi,
• na ogół gorszą izolacyjnością cieplną na styku drzwi – ościeżnica drzwiowa, spowodowaną warunkami technicznymi ich zabudowy, która skutkuje ochładzaniem się obszarów ścian chłodni wzdłuż obwodu drzwi.

Wnikanie powietrza z zewnątrz do komory chłodni jest zjawiskiem negatywnym ponieważ powoduje:

• wzrost zużycia energii napędowej przez agregat chłodniczy, gdyż trzeba schładzać dodatkową ilość powietrza,
• wytrącanie się wilgoci i powstawanie szronu we wnętrzu chłodni.

Warunki wytrącania się wilgoci z powietrza wnikającego do chłodni przedstawiono na rysunku 3. Aby skorzystać z tego wykresu na osi poziomej należy znaleźć punkt, odpowiadający temperaturze powietrza w otoczeniu, a następnie przemieścić się pionowo w górę, do ukośnej linii odpowiadającej danej wilgotności względnej tego powietrza. Dla tak zlokalizowanego punktu należy odczytać na osi pionowej temperaturę punktu rosy. Temperatura punktu rosy jest temperaturą, przy której rozpoczyna się proces wykraplania wilgoci z powietrza, wnikającego do komory chłodni z otoczenia. W przypadku zamrażalni powstająca ciecz ulega zamrożeniu już we wnętrzu nieszczelności lub na wewnętrznej powierzchni komory chłodniczej. Wykres przedstawiony na rysunku 3. można również wykorzystać w diagnostyce budynków do badania, czy na wewnętrznej powierzchni ścian istnieje zagrożenie skraplania się pary wodnej. Dla typowych warunków w pomieszczeniach mieszkalnych, temperatura 20^oC oraz wilgotność względna powietrza 50%, temperatura punktu rosy wynosi nieco ponad 9^oC. Jeśli zatem w jakimkolwiek miejscu ściana będzie miała temperaturę niższą niż wymienione 9^oC, na tej powierzchni będzie zachodziło skraplanie się pary wodnej.

Autor: Tadeusz Kruczek