В цехах Юго-Восточной Азии, Южной Азии и прибрежных районов Ближнего Востока круглогодичная температура окружающей среды составляет 30～40℃, относительная влажность — 70～90%. В таких условиях оборудование для криогенной заморозки жидким азотом продолжает работать по проектным параметрам, но вокруг оборудования возникает ряд проблем: конденсат на поверхности корпуса, повышенная температура внутри электрошкафа, вода на наружных стенках криогенных трубопроводов, скользкий пол. Всё это решается на месте, при условии что на этапе размещения учтены жаркие и влажные условия эксплуатации.
Пять участков, требующих внимания в жарких и влажных условиях
| Участок | Явление | Направление решения |
|---|---|---|
| Конденсат на наружной поверхности корпуса | Температура поверхности ниже точки росы, вода стекает и капает | Теплоизоляция в полном объёме, исключение открытых металлических участков, при необходимости — меры против конденсации |
| Охлаждение электрошкафа | Температура внутри шкафа выше допустимой для компонентов | Отдельное охлаждение или кондиционер, воздухозаборник вне влажной зоны |
| Наружные стенки криогенных трубопроводов | Иней и капель в местах повреждения изоляции | Вакуумно-изолированные трубопроводы с полной обмоткой, герметизация стыков |
| Вентиляция цеха | Азот и влага отводятся недостаточно, духота | Расход воздуха по объёму выделяемого азота, организация приточно-вытяжного потока |
| Пол и проходы | Скопление конденсата, скользкость | Уклон для дренажа и точки сбора воды, противоскользящее покрытие проходов |
Как образуется конденсат и как с ним работать
Критерий конденсации — сравнение температуры поверхности и точки росы. При температуре цеха 35℃ и относительной влажности 80% точка росы составляет примерно 31℃; если наружная поверхность корпуса ниже этой температуры, водяной пар из воздуха конденсируется на поверхности. При работе криогенного шкафа внутри температура составляет -80℃ до -120℃ и подобное, внутренний объём отделён от наружного теплоизоляцией, поэтому температура поверхности зависит от качества теплоизоляции, а не от того, насколько холодно внутри.
Конкретные меры:
- Целостность теплоизоляции: теплоизоляция корпуса выполняется по проектной толщине, стыки без смещения; после монтажа проверяется отсутствие мостиков холода.
- Сокращение открытых металлических участков: дверная рама, петли, ручки — эти металлические элементы, напрямую связанные с внутренней конструкцией, являются зонами повышенного риска конденсации, для них выполняется термоизоляция.
- Уплотнение дверей: криогенные уплотнительные кольца сохраняют эластичность при низких температурах, снижая утечку холода через щели двери; утечка холода напрямую приводит к локальному инею.
- Локальный обдув: в зонах сильной конденсации возможен локальный обдув для повышения температуры поверхности выше точки росы.
Конструкция теплоизоляции корпуса и уплотнения дверей — см. серию криогенных шкафов жидкого азота.
Охлаждение электрошкафа: слабое место в жаркой среде
В электрошкафу находятся преобразователи частоты, контакторы, контроллеры и подобные компоненты, допустимая температура окружающей среды для них обычно имеет верхний предел. При температуре цеха 38℃ температура внутри шкафа будет выше, длительная работа сокращает срок службы компонентов и может вызвать срабатывание защиты от перегрева.
Порядок действий:
- Сначала определяется фактическая температура внутри шкафа (не температура цеха), замер производится в период работы на полной нагрузке;
- Выбор способа охлаждения: увеличение площади рассеивания, установка отдельного вентилятора или применение шкафного кондиционера;
- Воздухозаборник вне зон концентрации пара, воды для мойки и пыли;
- Регулярная очистка от пыли — засорение воздуховода напрямую выводит охлаждение из строя.
Долговременное влияние температуры окружающей среды на электрические компоненты рассматривается вместе с вопросами выбора напряжения и частоты — см. Выбор оборудования для быстрой заморозки при различиях напряжения и частоты на экспортных рынках.
Вентиляция и воздушные потоки в цехе
Жаркий и влажный цех сам по себе душный, а добавляющийся при заморозке холодный азот при недостаточном отводе накапливается в рабочей зоне. Расход вытяжки рассчитывается по объёму выделяемого азота исходя из количества жидкого азота на партию, а не подбирается вслепую по объёму цеха.
- Приточное отверстие размещается с холодной стороны цеха, вытяжное — вблизи верхней части оборудования и зоны накопления азота;
- В туннельных линиях на входе и выходе продукции устанавливаются отводы отходящего газа для снижения утечки холода с обоих концов;
- Вытяжка и общецеховая вентиляция проектируются раздельно во избежание конкуренции за расход воздуха.
Мониторинг концентрации азота и блокировки — см. Вентиляция и мониторинг концентрации кислорода в криогенных шкафах жидкого азота.
Размещение на объекте и график поставки
В жарких и влажных условиях есть ещё два момента, которые легко упустить:
- Временное хранение и монтаж: если оборудование по прибытии хранится под открытым небом, увлажнение теплоизоляционных материалов корпуса повлияет на последующие характеристики; по прибытии желательно разместить в помещении или укрыть от дождя.
- Время пусконаладки: пусконаладку желательно планировать на период относительно низкой температуры в цехе (утренняя смена или ночная смена) — это удобнее для наблюдения за конденсацией и охлаждением, показания также более представительны.
Процесс от отгрузки до объекта и подготовка к монтажу — см. Морская упаковка и подготовка к монтажу на объекте для оборудования быстрой заморозки.
Часто задаваемые вопросы
Значительно ли возрастает расход жидкого азота в жаркой среде?
Да. При высокой температуре цеха теплоприток через корпус и трубопроводы увеличивается, а при открывании дверей вносится дополнительное тепло с влажным воздухом; эта часть компенсируется дополнительным расходом жидкого азота. Величина прироста зависит от качества теплоизоляции, частоты открывания дверей, массы партии — базовую линию можно определить только при пробном запуске для конкретного предприятия, единый коэффициент привести нельзя.
Может ли конденсат повредить оборудование?
Сам по себе конденсат напрямую не повреждает оборудование, но длительное стекание воды вызывает коррозию металлических деталей, увлажнение электрошкафа, скользкость пола. При выполнении описанных выше мер в нормальных условиях эксплуатации конденсацию можно удерживать в приемлемых пределах.
Можно ли мыть оборудование водой под давлением при высокой влажности в цехе?
На пищевых производствах часто применяется мойка водой под высоким давлением, но оборудование для быстрой заморозки находится под напряжением, имеет теплоизоляцию и криогенные трубопроводы — перед мойкой необходимо отключить питание и избегать электрошкафа, воздуховодов и стыков теплоизоляции. Конкретные зоны, допустимые для мойки, определяются согласно инструкции на оборудование и действующим санитарным нормам.
По какому принципу рассчитывается расход вытяжки?
По объёму выделяемого азота, пересчитанному из количества жидкого азота на партию, с добавлением запаса по кратности воздухообмена. В жарких и влажных условиях рекомендуется закладывать больший запас, поскольку плотность воздуха ниже и эффективность воздухообмена снижается.
Если ваш проект находится в жарком и влажном регионе, направьте местоположение, диапазон температуры и влажности в цехе, продукт и размер партии — мы дадим рекомендации по комплектации и размещению с учётом условий объекта: связаться с Kunning Cryo
Соотношение конденсации и точки росы в тексте является общефизическим понятием, диапазоны температуры и влажности цеха описывают типичные условия региона; решения по теплоизоляции, уплотнению дверей и вентиляции взяты из технической документации криогенных шкафов жидкого азота Kunning Cryo, данные по каждой модели определяются соответствующими техническими параметрами.