Reklama
 
 
 
Możliwości zastosowań techniki termowizyjnej w diagnostyce obiektów chłodniczych
Ocena użytkowników: / 1
SłabyŚwietny 
Data dodania: 29.04.2016

Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie potencjalnych obszarów zastosowań techniki termowizyjnej w diagnostyce obiektów chłodniczych. Artykuł ma charakter edukacyjny i jest adresowany zarówno do początkujących jak również bardziej zaawansowanych operatorów kamer termowizyjnych, a także użytkowników wymienionych obiektów chłodniczych celem pokazania potencjalnych możliwości zastosowań tej techniki do diagnostyki tego typu obiektów.

 

 

2016 4 72 1

 

 

Intensywny rozwój technologii produkcji detektorów używanych w kamerach termowizyjnych, stanowiących kluczową część kamery i decydującą o jej parametrach oraz cenie, spowodował istotne zwiększenie dostępności kamer termowizyjnych. Rozszerzone zostały również możliwości ich zastosowań zwiększających efektywność prac w diagnostyce obiektów cieplnych, chłodniczych, wodociągowych, kanalizacyjnych, elektrycznych i innych [1]. Przykładem może być kamera termowizyjna C2 mająca kształt i wielkość telefonu komórkowego, rys. 1, [2].

 

 

2016 4 73 1

Rys. 1. Nowoczesna, „kieszonkowa” kamera termowizyjna C2 FLIR

 

 

Najszersze zastosowanie kamery termowizyjne znajdą w obszarze tzw. termografii jakościowej, kiedy to nie dąży się do wyznaczenia dokładnych wartości temperatury badanych obiektów, a jedynie do stwierdzenia występowania różnic temperaturowych pomiędzy teoretycznie identycznymi obszarami czy obiektami, nadmiernych wartości temperatury czy nawet anomalii temperaturowych. Nie należy jednak wykluczać także termografii ilościowej, gdzie dąży się do wyznaczenia rzeczywistych wartości temperatury celem oceny stanu wybranego elementu instalacji czy ilościowej oceny skali występujących zjawisk cieplnych.

 

Generalnie wyróżnić można dwa obszary zastosowań w rozważanym temacie. Pierwszym z nich, jest badanie elementów instalacji chłodniczej, co przedstawiono w [3]. Drugi obszar zastosowań, to diagnostyka stanu komory chłodniczej, którą może być komora transportowa zainstalowana na pojeździe (samochodzie) lub komora stała (budynek) stanowiąca magazyn do przechowywania produktów. Przedmiotem niniejszego artykułu będzie wymieniony wyżej drugi obszar zastosowań. 

 

 

Nieszczelności komór chłodniczych

 

Typowymi usterkami komór chłodniczych są ich nieszczelności oraz „mostki cieplne” spowodowane lokalnym pogorszeniem lub brakiem izolacji cieplnej. Nieszczelności komór chłodniczych można zasadniczo podzielić na dwie grupy:

a) związane z zamierzonym wykonaniem otworów w przegrodach zewnętrznych takich jak: drzwi, wzierniki, otwory technologiczne służące przeprowadzeniu przewodów elektrycznych, rurowych i innych;

b) wynikające z uszkodzeń poszycia zewnętrznego lub izolacjiciepło-, zimnochronnej.

 

W pierwszym przypadku, istnienie tych otworów jest koniecznością i projektowo były przewidziane odpowiednie zabezpieczenia celem zapewnienia wymaganej szczelności, które zostały wykonane podczas procesu produkcyjnego. Jednak wskutek długotrwałej eksploatacji lub prac związanych z naprawą, wykonywanych niekiedy w warunkach braku dostatecznego zabezpieczenia technicznego, jakość tych uszczelnień może ulegać stopniowemu pogarszaniu.

 

Na rysunku 2 pokazano termogram drzwi do komory chłodniczej, gdzie na dole widoczne są strefy obniżonej temperatury spowodowane wypływem zimnego powietrza z badanej komory chłodniczej. Strefę obniżonej temperatury obserwuje się także wzdłuż pionowych krawędzi drzwi (rys. 2a.). Strefa ta zanika razem z rosnącą wysokością, ponieważ w górnej części będzie następować wnikanie powietrza z zewnątrz do wnętrza komory chłodniczej. Jest to typowy obraz termiczny wynikający z braku dostatecznej szczelności drzwi komory, spowodowany zużyciem lub uszkodzeniem uszczelnienia na styku drzwi–komora. Rozległość oraz najniższa wartość temperatury w obszarze strefy obniżonej temperatury świadczy o intensywności przepływów powietrza przez nieszczelności. Na rysunku 2b. pokazano rozkłady temperatury wzdłuż linii przekrojów temperaturowych LI01 i LI02. Przeciętna temperatura na powierzchni zewnętrznej ściany badanej komory wynosi 12÷13°C, natomiast w obszarze obniżonej temperatury osiąga poziom około 5°C (rys. 2b.). 

 

 

2016 4 72 2

2016 4 72 3

Rys. 2. Termogram drzwi wejściowych do chłodni: a) termogram z naniesionymi liniami przekrojów temperaturowych; b) rozkład temperatury wzdłuż linii przekroju LI01, LI02

 

 

Wewnętrzne lub zewnętrzne powierzchnie komór chłodniczych są pokryte blachami ze stali nierdzewnej lub z aluminium. Powierzchnie tych metali charakteryzują się wysoką refleksyjnością, wskutek czego od tej powierzchni może łatwo odbijać się promieniowanie zewnętrznych źródeł promieniowania. Przykładem może być obszar oznaczony punktem SP04, w którym wskazywana temperatura wynosi 39,6°C (rys 2a.). Jest to wartość nieprawdziwa, spowodowana odbiciem się światła żarówki oświetlenia umieszczonego przed wejściem do komory. Istnieją różne metody korekty wpływu promieniowania otoczenia na wynik pomiaru [4]. W tym przypadku najłatwiejszym sposobem będzie jednak wyłączenie oświetlenia lub zasłonięcie źródła emisji odpowiednim ekranem, przegrodą. Należy dodać, że samo wyłączenie oświetlenia nie eliminuje do końca efektu oglądanego odbicia. Należy poczekać, aż źródło emisji ulegnie ochłodzeniu do temperatury otoczenia.

 

Obraz oglądany na termogramie z rys. 2a. jest charakterystyczny w przypadku nieszczelności drzwi, okien i wzierników w komorach chłodniczych. Obraz ten charakteryzuje się tym, że obszar niskiej temperatury ma charakter rozmyty, zanikający w kierunku poziomym i w kierunku do góry. Dzieje się tak dlatego, że najbardziej intensywny wypływ zimnego powietrza z wnętrza komory występuje w punktach położonych najniżej. Przepływy te są wywołane różnicą ciśnienia statycznego pomiędzy wnętrzem komory i zewnętrznym otoczeniem. Dlatego przez najwyżej położone nieszczelności komory będzie zachodziło zasysanie powietrza do wnętrza. Z tego względu w górnych częściach komory nie będziemy z zewnątrz obserwować w sąsiedztwie drzwi i okien obszarów o obniżonej temperaturze. Efekt dopływu „ciepłego” powietrza do wnętrza komory będzie można natomiast zaobserwować we wnętrzu działającej komory chłodniczej. Nad potencjalną nieszczelnością pojawi się bowiem obszar o podwyższonej temperaturze w porównaniu z miejscami gdzie nie ma wpływu sąsiedztwa nieszczelności (rys. 3.).

 

 

2016 4 74 1

Rys. 3. Schematy wnikania powietrza przez nieszczelności i skutki termiczne obserwowalne kamerą termowizyjną: a) drzwi komory chłodniczej; b) wziernik, okienko, otwór technologiczny

 

 

Innym przykładem uszkodzenia wiążącego się z uszczelnieniem drzwi komór chłodniczych jest pogorszenie się właściwości izolacyjnych samej uszczelki. Zdarza się tak, że uszczelka zapewnia wymaganą szczelność natomiast posiada słabe właściwości ciepłochronne. Możemy to stwierdzić za pomocą kamery termowizyjnej, ponieważ z zewnątrz będzie obserwowalna podwyższona temperatura materiału uszczelniającego oraz w bliskiej okolicy styku uszczelki z powierzchniami drzwi i ściany. Obraz termograficzny w sąsiedztwie uszczelki będzie jednak inny niż w przypadku nieszczelności, ponieważ w tym przypadku będzie można zaobserwować strefę podwyższonej temperatury w przybliżeniu o stałej szerokości na całym obwodzie drzwi. Umiejętność prawidłowego określenia przyczyny stwierdzonej usterki (wady), na podstawie charakteru obrazu termograficznego, jest podstawową umiejętnością doświadczonego operatora kamery termowizyjnej.

 

Mostki cieplne

(...)

 

 

Uwagi końcowe

 

W artykule przedstawiono podstawowe zalecenia, komentarze i interpretacje termogramów dotyczących diagnostyki termowizyjnej komór chłodniczych. Dbałość o dobry stan izolacyjności cieplnej komór chłodni ma szczególne znaczenie zwłaszcza w przypadku komór o niskich temperaturach przestrzeni roboczej, w tym komór chłodniczo-mroźniczych i mroźniczych.

 

 

dr inż. Tadeusz KRUCZEK
Instytut Techniki Cieplnej,
Politechnika Śląska

 

 

LITERATURA

[1] Praca zbiorowa (red. MADURA H.): Pomiary termowizyjne w praktyce. Agenda Wydawnicza PAK, Warszawa, 2004.

[2] http://www.ects.pl/aktualnosci/n257_promocja-fl ir-c2

[3] KRUCZEK T.: Specyfi ka diagnostyki termowizyjnej obiegów chłodniczych i klimatyzacyjnych. Chłodnictwo & Klimatyzacja, nr 8, 2015, s. 2-4.

[4] KRUCZEK T.: Wyznaczanie radiacyjnej temperatury otoczenia przy pomiarach termowizyjnych w otwartej przestrzeni. PAK, Nr 11, 2009. s. 882-885.

[5] KRUCZEK T.: Conditions for the use of infrared camera diagnostics in energy auditing of the objects exposed to open air space at isothermal sky. Archives of Thermodynamics, vol. 36, nr 1, 2015, s. 67-82.

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

  • Pompy ciepła 2010

Reklama

 

 

  02 ss2  omii   kig 134x45 left  

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.