Новый подход к складским сооружениям может сэкономить миллионы на энергии

Относительная влажность 50% достаточна для хранения большинства материалов, включая чугунные и стальные изделия, изделия из древесины, электрические детали и большую часть химико-технических изделий, и т.д. Коррозия, изменение размеров и другие виды воздействия влаги могут быть предупреждены в случае, если относительная влажность поддерживается постоянной и равной 50%.

Одной из основных причин развития различных видов биоповреждений строительных конструкций складов и терминалов, биоповреждений упаковочных материалов (коробок, ящиков и т.д.) являются конденсационные процессы.

Конденсат может образовываться как на поверхности стен, так и внутри паропроницаемых материалов (кирпич, цемент картон и т.д.). В паропроницаемых частях стены водяные пары всегда стремятся переместиться из зоны высокого в зону пониженного парциального давления водяного пара. Это перемещение тем интенсивнее, чем больше температурный перепад и чем больше влажность воздуха. Если температура паропроницаемой поверхности опускается до температуры конденсации пара, (точки росы), то пар конденсируется не только на поверхности стены, но и внутри нее. Конденсация пара на поверхности тем выше, чем выше парциальное давление пара и ниже температура поверхности. Из за воздействия влаги внутри стены, материалов могут развиваться различные виды плесневых грибов, которые с течением времени могут появиться на поверхности стен. В то же время существует и другой процесс. На поверхности конструкций могут развиваться до 37-50 различных видов грибов и микроорганизмов, подавляющее число которых является активными биодеструкторами разрушающими бетон, картон, металлическую упаковку (черная плесень) далее проникает влага, за ней грибы и т.д. Биогенная и химическая коррозия резко усиливается с увеличением влажности. Пусковой механизм любого разрушения — это высокая влажность.

При низкой относительной влажности значительно замедляется или останавливается активность биодеструкторов разрушающих материалы и конструкций. Влага является наиболее важным фактором окружающей среды при хранении продукции и сырья. Если относительная влажность является высокой, железо и сталь коррозируют, ткани плесневеют, а в электронном оборудовании возникают функциональные неполадки. Относительная влажность, которая никогда не превышает 50%, является наилучшей гарантией для хранимых грузов и материалов от повреждений, вызываемых окружающей средой.

Если относительная влажность является сравнительно низкой, то температура играет лишь второстепенную роль. Вот почему склад с воздухом с относительной влажностью менее 50%, превосходит обогреваемый склад с точки зрения условий хранения. Влажность воздуха может поддерживаться на постоянном уровне независимо от колебаний температуры. В результате отпадает необходимость в защите материалов от коррозии каким-либо иным способом. Дополнительным преимуществом является то, что качество хранимых материалов лучше по сравнению с качеством материалов хранимых в обогреваемом складе.

С точки зрения расхода энергии эксплуатация склада с осушенным воздухом на 60-75% дешевле изолированного обогреваемого склада. Капиталовложения в осушитель для неизолированного холодного склада составляют не более 50% расходов на изоляцию и нагревательную установку для обычного обогреваемого склада.

Это означает, что экономии можно добиться как с самого начала строительства за счет снижения капиталовложений, так и, в общем, благодаря снижению эксплуатационных расходов и выбраковки продукции. В результате склад с осушенным воздухом представляет экономически более привлекательную альтернативу обычному обогреваемому складу. Метод сухого воздуха уже давно используется для хранения военного оборудования. В последние годы этот метод получает все большее распространение и в других областях. Фирма «Сталь Лаваль Турбин АБ» в Финспонге хранит все изделия, необходимые для производства турбин, в не обогреваемом складе с объемом 24000 м3. Здание изготовлено из гофрированного стального листа с неизолированными стенами. Фирма «Вольво» в Гётеборге и Улофстрёме, а также фирма «Рено» во Франции использует метод сухого воздуха для своих складов кузовного листа и деталей, которые должны быть защищены при хранении, до того как они поступят в производственный процесс.

Завод фирмы «Вольво» в Турсланде хранит, например, свой прессованный кузовной лист в промежуточном складе между прессовым цехом и цехом сборки кузовов. Материал находится на складе в пределах 2-6 недель в зависимости от способа производства. В производственном складе должен быть обеспечен контроль относительной влажности во избежание риска повреждения листа.

Для нахождения наилучшего решения, связанного с хранением прессованной стали, фирма исследовала различные варианты хранения. Были проведены эксперименты с обогреваемыми заводскими помещениями, холодным складом из пластмассы с осушенным воздухом и неизолированным обогреваемым складом из пластмассы.

Как видно из данных, приведенных в таблице, склад из пластмассы оказался более привлекательным решением с точки зрения экономичности конструкции по сравнению с обычным зданием. В результате склад из пластмассы был выбран в качестве главного варианта на первоначальной стадии. Затем вопрос состоял в том, какой склад выбрать — изолированный и обогреваемый или неизолированный и с осушенным воздухом.

В небольшом существующем здании из пластмассы были выполнены испытания. Цель — накопление опытных данных по воздействию среды на металлический лист в холодном складе с осушенным воздухом, а также изучение условий труда. В помещении был установлен осушитель и определенное число типичных деталей из листового металла. Вилочные погрузчики были оборудованы обогревателями кабины. Температура и относительная влажность регистрировались при периодических проверках деталей из листового металла. Испытания продолжались с января до августа. Осушитель был установлен на поддержание относительной влажности — 40% и склад оборудован воздушными завесами в проемах.
Осушитель воздуха

Результаты испытаний показывают, что склад с осушенным воздухом является наилучшим решением при всех обстоятельствах.

Наиболее экономичное решение — это холодный склад с осушенным воздухом, который обеспечивает гибкий и удобный метод решения проблем, связанных с воздухом с относительной влажностью свыше 50% и, особенно в летнее время, когда влажность воздуха высокая. Вариант, связанный с обогревом склада, требует повышения температуры воздуха на 7?С по сравнению с температурой наружного воздуха — другими словами, часто выше 30?С в летнее время — для снижения относительной влажности до 50%.

В расчеты, выполненные фирмой «Вольво», были включены расходы на обогреваемые кабины погрузчиков, магнитные петли и воздушные завесы. Все результаты показали, что наиболее экономичным решением является холодный склад с осушенным воздухом, и что при этом также обеспечиваются удовлетворительные условия труда.

Завод фирмы «Вольво» в Турсланде построил холодный склад с объемом 90 000 м?, разделенный на три помещения, в каждом из которых установлен осушитель.

Склад из пластмассы
с осушенным воздухом
Обогреваемый склад
Параметры
  ?
  ?
Капиталовложения
  630.000
  2.430.000
Проценты. 10% в год
  63.000
  243.000
Амортизация,
10 и 20 лет соотв.
63.000 121.500
Отопление
  -
  40.500
Осушение
  13.050
  -
Годовые расходы
  139.050
  405.000

Табл.1 Сравнительные данные для помещения с осушенным воздухом, построенного из пластмассы и обогреваемого склада завода «Вольво» в Турслан.

     Как видно из данных приведенных в таблице, капиталовложения в здания, сооруженные фирмой «Вольво» для изучения различных вариантов, были самыми низкими для склада из пластмассы с осушенным воздухом. Каркас несущей нагрузку в зданиях из пластмассы, не нуждается в поверхностной обработке и здесь также отсутствует необходимость в потолке для защиты от капель конденсата, поскольку относительная влажность регулируется с помощью осушителя воздуха и в результате обеспечивается защита от коррозии и других повреждений, вызванных влагой.

Для фирмы «Вольво» вариант с использованием складского помещения из пластмассы с осушенным воздухом означал ежегодную экономию, составляющую около 210.000 евро по сравнению с обогреваемым складом и, кроме того, привел к улучшению качества хранимых материалов.

Фирма «Рено» в Дуэ в северной Франции два года назад столкнулась с проблемой, вызванной тем, что фирма располагала обогреваемым промежуточным складом для листового металла для дверей, крыш и крышек люков автомобильных кузовов, и в этом складе листовой металл сильно подвергался коррозии. По расчетам фирмы «Рено» убыток составлял 240 -500 тыс. ? в год. Поскольку это положение считалось катастрофическим, было решено как можно быстрее найти решение проблемы. Один из строительных подрядчиков, вовлеченный в дело по решению данной проблемы, выполнил оценку различных систем и затем рекомендовал склад с использованием метода сухого воздуха. Склад с общим объемом 50000 м? размещен в старом здании со стенами из листового металла, которые частично изолированы. Крыша изготовлена из неизолированного гофрированного металлического листа.

Осушитель воздуха

Общие капиталовложения на установку осушителя и прокладку воздуховодов составляли около 150 тыс. ?.

Таким образом, фирма «Рено» полностью решила проблемы коррозии.

В общем, было показано, что капиталовложения в осушительную систему для склада с сухим воздухом приблизительно на 50% ниже капиталовложений в термоизоляцию и обогревательную установку для обычного обогреваемого склада. Разница в стоимости энергии также значительна. С точки зрения расходов энергии, склад с осушенным воздухом на 60 — 75% дешевле, чем обогреваемый склад.

В результате поддержание высокой температуры в складе часто является ненужной тратой дорогой энергии, так как большинство материалов сохраняются лучше в сухом, а не нагретом воздухе.

Сорбционное осушение позволяет создавать оптимальные условия хранения при минимальных затратах на капитальное строительство и энергию.