Обігрів підлоги холодильних камер, ковзанок

В промислових холодильниках, де температура може сягати мінус 30 °С, холод поширюється через огороджувальні конструкції. Пара і вода, які знаходяться в ґрунті під фундаментом - замерзають, змінюють геометричні розміри та сприяють руйнуванню фундаменту. 

На льодових стадіонах із штучним льодом немає таких низьких температур, але і вони можуть бути зруйновані промерзанням грунту.

Питому потужність для захисту грунту від промерзання не роблять меньше 15 Вт/м², а відстань між нагрівальними кабелями (крок укладання) складає від 30 до 50 см. Тепловтрати (холодовтрати) вниз залежать від теплопередачі підлоги, температури грунту, яка забезпечить відсутність промерзання (зазвичай 2...3 °С) і температури всередині холодного приміщення, або льоду ковзанки. Для визначення теплових втрат скористаємося наступною формулою:

q = K x Δt x 1,3 (Вт/м²)

де:

К =  λ/d  - коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м² ·°С)

λ - теплопровідність ізоляції, Вт/(м ·°С)

d - товщина теплоізоляції, м

Δt - різниця між температурами всередині і зовні, °С

1,3 - коефіцієнт запасу (+ 30%)

ПРИКЛАД:

Промисловий холодильник має розрахункову температуру всередині - 30 °С, температура основи (ґрунта) під фундаментом становить +3 °С. Товщина теплоізоляції 0,2 м, теплопровідність ізоляції - 0,021 Вт/(м ·°С).

РОЗВ’ЯЗАННЯ:

K = 0,021/0,2 = 0,105 Вт/(м² · °С)

q = 0,105 x 33 x 1,3 = 4,50 Вт/м²

ВІДПОВІДЬ: 

Для захисту ґрунту під промисловим холодильником від замерзання потрібно встановити нагрівальний кабель по всій опалювальній площині з питомою потужністю 5,84 Вт/м².

Розрахункові значення питомої потужністі та нормованого опору теплопередачі підлоги холодильної камери наведені у таблиці:

КОНСТРУКЦІЯ  ПІДЛОГИ ХОЛОДИЛЬНОЇ КАМЕРИ

Система обігріву передбачається під усіма приміщеннями першого поверху або підвалу з мінусовими температурами внутрішнього середовища, включаючи вестибюлі, коридори, ліфтові шахти що примикають до них. 

Система обігріву виконується з окремих секцій нагрівального кабелю, що мають самостійні системи автоматичного регулювання температури грунту. Кожну секцію рекомендується проектувати під однією камерою або під групою камер з подібними температурними режимами.

Для надійної та економічної роботи системи електрообігріву слід використовувати автоматичне регулювання температури грунту в діапазоні 2-3 °С, здійснюване електронними термостатами з виносними датчиками температури. Термостати з датчиками температури встановлюють для кожної секції. Прилади контролю і вимірювання температури повинні забезпечувати точність вимірювань ± 0,5 °С.

З метою забезпечення надійної роботи обігріву ґрунту впродовж всього терміну експлуатації промислового холодильнику T_ef який, згідно з ДБН В.1.1.2-14-2009 становить не меньше 50 років, рекомендується крім основного - робочого кабелю, встановити додатковий - резервний кабель. Робота робочого і резервного кабелів повинна бути незалежною. 

В якості нагрівача використовують екрановані нагрівальні кабелі, які укладають на залізобетонну плиту або бетонну підготовку товщиною не менше 80 мм з бетону класу не нижче В15 з подальшим влаштуванням цементно-піщаної стяжки або шару сухого піску товщиною не менше діаметра кабелю плюс 20 мм.

Під опорними елементами в холодному приміщенні, стінами та поруч з ними, питома потужність обігріву повинна бути вищою, оскільки тепловтрати через неізольовані бетонні та сталеві конструкції особливо високі. 

Укладання кабелю, що гріє, слід проводити змійкою з дотриманням наступних правил:

• не допускається перетин кабелю в одній площині;
• радіус заокруглення кабелю в місцях його повороту повинен бути не менше його 6 зовнішніх діаметрів;
• крок розкладки нагрівального кабелю вибирається з умови забезпечення необхідної електричної потужності і з конструктивних умов в межах 0,3 ... 0,5 м;
• відстань від нагрівача до металевих конструкцій і електропроводок загального призначення не менше 200 мм, а до незахищених дерев’яних елементів - не менше 50 мм;

ПІДСТИЛЬНИЙ ШАР 

Нежорсткі  підстилаючи  шари  (з  асфальтобетону;  кам’яних  матеріалів  підібраного  складу, шлакових матеріалів, з щебеневих і гравійних матеріалів, грунтів і місцевих матеріалів) можуть застосовуватися за умови обов’язкового їх механічного ущільнення.

У підлогах, які в процесі експлуатації можуть піддаватися впливам агресивних рідин, речовин тваринного походження і органічних розчинників будь-якої інтенсивності або води, нейтральних розчинів, масел і емульсій з них середньої та великої інтенсивності, повинен передбачатися жорсткий підстильний шар - бетонний, залізобетонний чи сталефібробетон.

ГРУНТ ПІД ПІДСТИЛЬНИМ ШАРОМ

Грунт під підлогою має забезпечувати сприйняття експлуатаційних навантажень, що передаються через підстильний шар, виходячи з умов міцності і максимального зниження величини вертикальних деформацій поверхні підлоги.

З метою недопущення перевищення граничних вертикальних деформацій ґрунтових основ під підлоги слід передбачати заходи щодо виключення або зменшення шкідливого впливу природних і експлуатаційних факторів, усунення несприятливих властивостей грунту:

• укладання спеціальних штучних шарів і прошарків (гідроізолюючих, капіляророзривних, термоізоляційних, протизамулюючих, армуючих і ін.);
• поліпшення будівельних властивостей грунтів основи (ущільнення трамбуванням, попереднім замочуванням просідаючих грунтів, повну або часткову заміну грунтів з незадовільними властивостями і ін.) на глибину, яка визначається розрахунком за умови зниження можливої   вертикальної деформації підстави до допустимого значення;
• зміцнення ґрунтів за допомогою геосинтетичних матеріалів;
• обробка ґрунтів мінеральним в’яжучим (напр.: портландцементом).

Не допускається застосовувати в якості основи під підлогою торф, чорнозем та інші рослинні грунти, а також слабкі грунти з модулем деформації менше 5 МПа. При наявності в основі під підлогою даних грунтів необхідно провести їх заміну на малостискаєми грунти на товщину що визначається розрахунком. Насипні ґрунти і природні грунти з порушеною структурою повинні бути попередньо ущільнені.

ПЕРЕРІЗ ПІДЛОГИ МОРОЗИЛЬНОЇ КАМЕРИ