W cyklu artykułów zostanie przedstawiona dokumentacja termowizyjna najczęściej popełnianych przy budowie komór chłodniczych błędów, które łatwo zlokalizować w komorze chłodniczej lub mroźniczej za pomocą kamery termowizyjnej.

Autor artykułu na co dzień wykorzystuje technikę termowizyjną do badania nadwozi chłodniczych przeznaczonych do transportu żywności łatwopsującej się. Jednak kamera termowizyjna i umiejętności są czasami wykorzystywane do badania komór stacjonarnych. W stosunku do badanych częściej nadwozi chłodniczych, komory chłodnicze stacjonarne mają nieporównywalnie większe rozmiary i są wyposażone w różne urządzenia związane ze specyfiką przechowywanej żywności oraz instalacje związane z pracą ludzi. Specjalistyczne wyposażenie komór powoduje utrudnienia w dostępie do badanych przegród z izolacją zimnochronną. Najczęściej badania w komorach są realizowane w momencie, gdy właściciel stwierdzi, że coś „nie gra” – a to się niestety okazuje dopiero po uruchomieniu instalacji i oddaniu obiektu chłodniczego do eksploatacji.

Kolejnym utrudnieniem jest fakt, że uruchomione komory mają różną temperaturę wewnątrz i są narażone na różne wartości temperatury zewnętrznej, nie mówiąc o czynnikach zakłócających jak: słońce, wiatr, deszcz, śnieg. Dlatego w odróżnieniu od badań nadwozi chłodniczych, przeprowadzanych w warunkach normatywnych, opisanych umową ATP (+7,5°C i 1÷2 m/s z jednej strony przegrody oraz +32,5°C i 1÷2 m/s z drugiej strony przegrody), poprawna interpretacja wyników badań komór stacjonarnych wymaga od obserwatora wykazania dużo większej staranności w dokumentowaniu warunków otoczenia dokonywanych pomiarów i odnoszenia uzyskanych wyników pomiarów do warunków badań.

Wykorzystanie termowizji w chłodnictwie

Termowizja jest to technika pomiaru promieniowania elektromagnetycznego o długościach fali 3÷5 μm (termowizja średniofalowa) lub 8÷13 μm (termowizja długofalowa), emitowanego przez ciała w temperaturze wyższej niż -273,16°C (0 K), czyli w praktyce każdego ciała. Na podstawie promieniowania podczerwonego oraz wielu parametrów (emisyjności badanej powierzchni, odległości kamery od badanego obiektu, temperatury i wilgotności powietrza, transmisji powietrza, źródeł zakłócających opisanych pozorną temperaturą odbitą), komputer kamery wylicza temperaturę powierzchni, a po przydzieleniu poszczególnym temperaturom barw z palety kolorów, tworzy najczęściej barwny obraz, będący mapą temperatury powierzchni. Obraz temperatury powierzchni wraz z nastawami kontrolera kamery termowizyjnej jest zapisywany na karcie pamięci. Zapisane na karcie pamięci obrazy mogą zostać przegrane do komputera i na nim podlegać dalszej analizie. Oprogramowanie dołączone do kamery termowizyjnej lub oddzielnie dokupione pozwala na przeprowadzanie analizy, przygotowanie materiału dokumentacyjnego do prezentacji wyników badań lub sporządzenie raportu wyników badań.

Kamera termowizyjna jest idealnym narzędziem do identyfikacji i lokalizacji mostków ciepła, między innymi w obudowach zimnochronnych komór chłodniczych. Mostki ciepła to fragmenty przegród budowlanych, charakteryzujących się gorszymi własnościami izolacyjnymi niż zasadnicza część przegrody. Termowizja nie jest techniką pozwalającą „zajrzeć” w głąb pod powierzchnię ściany, sufitu, podłogi lub złącza. Technika termowizyjna nie ma nic wspólnego z techniką rentgenowską. Termowizja pozwala jednak zobaczyć na powierzchni skutek błędów ukrytych w ścianie, w złączach płyt, na połączeniach ścian z sufitem i innych. Skutkiem przerwania ciągłości izolacji jest wzrost temperatury po stronie chłodnej przegrody lub spadek temperatury powierzchni po stronie ciepłej przegrody, rozdzielającej strefy o różnej temperaturze (i wilgotności).

Na podstawie obserwowanego i zarejestrowanego przez kamerę termowizyjną skutku – wzrostu lub spadku temperatury (w zależności od strony prowadzenia obserwacji), nie można ze stu procentową pewnością określić przyczyn wadliwego funkcjonowania izolacji zimnochronnej komory. Jednak przy znajomości rozwiązań konstrukcyjnych danego fragmentu przegrody, w oparciu o doświadczenie obserwatora, z dużą dozą prawdopodobieństwa można wskazać przyczyny obserwowanych anomalii na powierzchni lub zawęzić je do najbardziej prawdopodobnych.

W sytuacjach, gdy jest niezbędne wskazanie przyczyn wadliwego działania izolacji ze stu procentową pewnością, należy się posłużyć innymi metodami badawczymi z demontażem i odsłonięciem wnętrza przegrody, ale to już nie są badania nieniszczące.

Zadaniem izolacji zimnochronnej jest ograniczenie, do technicznie i ekonomicznie uzasadnionego minimum, wymiany ciepła między strefami o różnej temperaturze (i wilgotności). Komora chłodnicza, a tym bardziej mroźnicza jest skomplikowanym obiektem technicznym, który spełnia zadanie skutecznego ograniczania wymiany ciepła między strefami o różnej temperaturze (i wilgotności), gdy wszystkie elementy składowe obiektu są poprawnie zaprojektowane, wykonane z odpowiednich materiałów i w poprawny sposób zmontowane.

Przy dążeniu do minimalizacji kosztów inwestycji, inwestor często podejmuje decyzje o wyborze ekipy monterskiej, na podstawie ceny montażu. Jest to niebezpieczne i ryzykowne postępowanie. Sprawdzona ekipa monterska, wykonująca swoją pracę poprawnie, zgodnie ze sztuką budowlaną, korzysta z wieloletniego doświadczenia, jest wyposażona w urządzenia i narzędzia, niezbędne do poprawnego wykonania swojej pracy. Wykwalifikowana i renomowana ekipa nie pozwoli sobie na korzystanie z niesprawdzonych materiałów konstrukcyjnych i montażowych. Największą wadą sprawdzonej, rzetelnie wykonującej swoją pracę ekipy montażowej jest cena. Niestety, za jakość trzeba zapłacić.

Stąd u niektórych inwestorów pokusa znalezienia ekipy, która za mniejsze pieniądze zbuduje obiekt. Niższe kwalifikacje pracowników, tańsze – gorsze materiały konstrukcyjne i montażowe, wcześniej czy później odbiją się negatywnie na jakości wybudowanego obiektu. Niestety nie można się łudzić, że za mniejsze pieniądze uzyska się usługę montażu porównywalną co do jakości, z pracą ekipy sprawdzonej.

W takich przypadkach nadzór inwestorski nad prowadzeniem robót budowlanych staje się szczególnie istotny. Drobiazgowa kontrola na etapie budowy może zmniejszyć ilość błędów popełnionych w czasie budowy komory chłodniczej.

Obiekt przed oddaniem do eksploatacji przechodzi kontrole odbiorcze. Ponieważ komora chłodnicza jest skomplikowanym obiektem, kontrole odbiorcze do łatwych nie należą. W kolejnych punktach oraz artykułach zostaną przedstawione przykłady najczęściej popełnianych błędów konstrukcyjnych i montażowych związanych z izolacją zimnochronną komory chłodniczej, do wykrycia których użyto techniki termowizyjnej.

Wady komór chłodniczych

(...)

Wady konstrukcyjne komór chłodniczych

(...)

Wnioski

Technika termowizyjna jest bardzo skutecznym narzędziem do poszukiwania mostków ciepła w obudowach zimno i ciepłochronnych. Kamera termowizyjna umożliwia badania terenowe obiektów. Jedynym warunkiem wykonywania badań termowizyjnych jest konieczność obciążenia cieplnego izolacji zimnochronnych, czyli wytworzenia różnicy temperatury między stronami przegrody podlegającej badaniu. Nie da się wykonać badań termowizyjnych obiektu, w którym układy chłodnicze nie zostaną uruchomione i nie wytworzą warunków odmiennych od otoczenia obiektu (optimum to różnica 25°C między wnętrzem a otoczeniem obiektu).

Badania termowizyjne są trudne do wykonywania, gdyż istnieje dużo czynników, które mogą zakłócić proces badania (warunki atmosferyczne: słońce, wiatr, opady atmosferyczne). Idealne warunki dla badań termowizyjnych to pochmurny dzień z minimalnymi wahaniami temperatury między dniem i nocą, bez opadów i bez wiatru. Ze względu na wpływ warunków atmosferycznych na dokładność badania, łatwiej wykonać wiarygodne badania termowizyjne wewnątrz obiektu.

W przedstawionym obiekcie stwierdzono dużo błędów – zdaniem autora – konstrukcyjnych, związanych z wytycznymi, wyartykułowanymi przez właściciela pod adresem projektanta. Poprawne zaprojektowanie obiektu chłodniczego wymaga sporego doświadczenia od projektanta, a gdy inwestor narzuci wymagania inne od standardowych (konstrukcja nośna wewnątrz obiektu, brak tropiku i inne) można być pewnym, że kamera termowizyjna wcześniej czy później będzie potrzebna do zlokalizowania przyczyn większych strat chłodu niż zakładał projekt.

dr inż. Tomasz ROCHATKA
Politechnika Poznańska

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w Chłodnictwie i Klimatyzacji nr 10/2013