Изоляция и конструкции холодильных камер

Популярное изложение технологий создания холодильных камер на примерах

Содержание:

Изоляция холодильных камер

Под изоляцией холодильной камеры понимается изоляция от теплопритоков во внутрь камеры и пароизоляция внутреннего объема камеры. Если камеру не изолировать, то теплопритоки через ограждающие конструкции будут очень велики. Поэтому для не теплоизолированных камер необходимы очень мощные и очень дорогие холодильные машины, которые потребляют очень много электроэнергии. Качественная теплоизоляция позволяет использовать в камерах холодильные машины меньшей мощности (и стоимости), и позволяет постоянно экономить электричество.

Идеально изолированная камера, по сути, есть термос. Если камера изолирована с дефектами - то это уже термос с дырками. Дефекты термоизоляции называются мостиками холода (тепловыми мостиками). По этим мостикам тепло проникает в холодильную камеру и заставляет холодильную машину выполнять лишнюю работу, на которую тратится ресурс холодильной машины и множество киловатт/часов электроэнергии.

Теплоизоляция холодильных камер заключается в создании теплоизолирующего слоя, вокруг объема камеры. Теплоизолирующий слой может выполняться из различных материалов: минеральной ваты, пенополистирола (пенопласта), пенополиуретана (ППУ) и др.

Важнейшей характеристикой изолятора является коэффициент теплопроводности - λ (Вт/(м·* град. Цельсия):

Чем больше коэффициент теплопроводности, тем толще потребуется слой теплоизолятора, и наоборот. Например, слой обычного пенополиуретана толщиной в 100 мм, по теплоизоляции, эквивалентен:

  • слою пенополистирола толщиной 130 мм
  • слою минеральной ваты толщиной 170 мм

Эти данные верны для сухих материалов. В условиях холодильной камеры (для влажных материалов) разница в толщине будет гораздо больше.

Простейший способ изоляции капитальных камер

Простейшим способом изоляции является непосредственное нанесение листового теплоизолятора на ограждающие конструкции будущей камеры. Почти каждому предпринимателю, впервые сталкивающемуся с задачей построения холодильной камеры, приходит в голову именно такой способ. Идея проста - полуподвальное помещение обшить пенопластом:

Простейший способ изоляции капитальных камер

1. Ограждающая конструкция

2. Внешний слой пароизоляции

3. Пенопласт

4. Штукатурка по сетке

5. Армированная стяжка

 

Выбирается помещение, подходящее под холодильную камеру. На стены, пол и потолок этого помещения наносят слой пароизоляции - пергамин, толь и т.д., или просто все покрывают слоем гудронной мастики. Далее, все стены, пол и потолок закрывают листами пенопласта или плитами (или матами) из минеральной ваты. Пенопласт или вату укладывают в два слоя, внахлест. Дверной проем изолируют монтажной пеной. Кстати, на слой теплоизоляции необходимо нанести слой внутренней пароизоляции камеры (особенно это важно, если в качестве изолятора используется минеральная вата).

По окончании изоляционных работ все стены и потолок штукатурят по сетке, а по полу настилают армированную бетонную стяжку, на которую укладывают керамическую плитку. Готовые стены и потолок - красят. Остается только навесить теплоизолированную дверь и все: камера готова.

 

Простейший способ изоляции холодильных камер имеет свои преимущества и свои недостатки:

 

Преимущества:

1. Доступность материалов - все материалы можно найти быстро и по сходной цене;

2. Простота работы - всю работу могут выполнить обычные плотники и штукатуры;

 

Недостатки:

1. Холодильные камеры получаются капитальными.  Капитальную камеру невозможно перевезти на другое место. В такой камере невозможно выполнить ремонт теплоизоляции или пароизоляции. При переезде или при необходимости ремонта камеру необходимо будет строить заново.

2. Камера не герметична: в пароизоляционном слое обязательно будут разрывы, а между плитами теплоизолятора обязательно будут щели. Поэтому внутри изоляционного слоя всегда будет находиться воздух - вот они: мостики холода. Водяные пары, содержащиеся в этом воздухе будут замерзать при работе камеры и оттаивать во время оттаивания камеры, при этом, регулярно образующаяся наледь, постепенно будет увеличивать разрывы и щели в изоляционном слое.

Со временем, количество и площадь мостиков холода в камере, будет непрерывно увеличиваться, а нагрузка на холодильную машину, будет, соответственно, увеличиваться. Бороться с этим невозможно. Остается только через несколько лет работы все ломать и строить камеру заново.

3. Намокание теплоизолятора. Влажный воздух, содержащийся внутри изоляционного слоя, непременно будет увлажнять теплоизолятор. Минеральная вата состоит из волокон, поэтому она намокнет очень быстро. Пенопласт состоит, в основном, из закрытых пор. Однако и он намокает через поврежденные поры. Из-за наледи, количество разрушенных пор пенопласта неуклонно будет увеличивается.

4. Простая геометрия камеры. Простейший способ изоляции камеры является простым и доступным лишь при условии, что все поверхности ограждающих конструкций являются плоскими и ровными. Если на потолке или на стенах помещения камеры имеются неровности: ребра жесткости, выступающие балки, или если внутри камеры расположены опорные колонны и т.д., то обшивка камер плитным теплоизолятором существенно усложняется: увеличивается количество и длина резов изолятора, увеличивается потребный объем изолятора и увеличивается количество труда. В итоге, простейший способ изоляции камер становится затратным, а количество возможных мостиков холода существенно увеличивается.

 

Вывод:

Холодильные камеры, изолированные описанным выше способом имеют ограниченную область применения: температура в камере должна быть всегда выше 0 град. Цельсия, а хранимые продукты должны быть в герметичной упаковке, препятствующей выходу влаги из продукта. Использование описанных камер для низкотемпературного хранения неупакованных продуктов и, тем более, для замораживания продуктов разрушит изоляцию камеры.

Профессиональный способ изоляции капитальных камер

Не редко используется профессиональный способ создания капитальной камеры – посредством напыления слоя пенополиуретана (ППУ) непосредственно на ограждающие конструкции камеры.

Профессиональный способ изоляции капитальных камер - нанесение ППУ

 

1. Ограждающая конструкция

2. ППУ

3. Штукатурка

4. Армированная стяжка

 

В помещение, предназначенное для создания холодильной камеры, приглашаются специалисты - изолировщики, со своими пеногенераторами ППУ.

На очищенные поверхности стен, потолков и пола напыляется смесь компонентов ППУ. Компоненты ППУ вступают с друг другом в химическую реакцию, вспениваются, и плотно прилипают (адгезируют) к обработанным поверхностям. В итоге, по всем поверхностям холодильной камеры, создается слой ППУ, герметично и прочно прилипший к ограждающим конструкциям. После механической обработки (обрезка неровностей) этот слой ППУ красят, белят или штукатурят – не важно.

Важно другое:

  • полученный изоляционный слой является прекрасным теплоизолятором и обладает надлежащими пароизоляционными свойствами, т.е. дополнительной пароизоляции не потребуется;
  • полностью отсутствуют мостики холода, даже при самой сложной геометрии камер – все герметично;
  • высокая скорость работ – даже очень большую камеру можно "запенить" ППУ за одну или две смены. При вспенивании ППУ сильно нагревается, так что "пенить" камеры можно и зимой.

Вывод:

Холодильные камеры, изолированные описанным выше способом не имеют ограничений по области использования. Единственным их недостатком является капитальность камер.

Сборные камеры и сэндвич-панели

Множество предпринимателей делают свой бизнес на арендованных площадях. В этих условиях, создание капитальных холодильных камер является экономически не выгодным. Наоборот, экономически выгодным является создание сборно-разборных камер, которые можно смонтировать в подходящем помещении, и, при необходимости, перевезти их в любое другое подходящее помещение.

сэндвич-панель

В настоящее время сборные холодильные камеры создают из сэндвич-панелей. Сэндвич-панели – это трехслойные термоизолированные панели: внешние слои - оцинкованная и окрашенная сталь, внутренний слой - термоизолятор: минеральная вата, пенопласт, пенополиуретан. На кромках сэндвич-панелей сформированы замки (паз - гребень), для соединения панелей в шпунт.

Различают обычные строительные панели, предназначенные для строительства стен производственных зданий - стеновые сэндвич панели, и специальные сэндвич панели, предназначенные для строительства сборных холодильных камер - холодильные сэндвич панели. Холодильные панели различают по способу соединения между собой: соединение шип-паз ("ласточкин хвост") - например камеры POLAIR и соединение панелей посредством эксцентриковых замков - например камеры ASTRA.

Сборные камеры из стеновых строительных панелей на металлическом каркасе

Строительные панели с изоляцией из ППУ стоят гораздо дешевле, чем холодильные сэндвич-панели, а коэффициент теплопроводности у них почти одинаковый. Поэтому многим заказчикам приходит в голову очевидная идея - построить холодильную камеру из строительных панелей - и недорого и теплоизоляция хорошая. Разберемся, что будет на самом деле.

 

Каркас камеры

Строительные панели обязательно должны крепиться к несущим конструкциям. Чтобы построить холодильную камеру из стеновых панелей необходимо вначале построить прочный стальной каркас. Каркас должен быть с высокой точностью, т.к. не прямоугольность сторон каркаса обязательно будет приводить к щелям между панелями.

Крепление стеновых строительных сэндвич панелей на металлический каркас

 

Стыковка панелей

1. Сэндвич панель

2. Балка каркаса

6. Мастика, герметик

8. Самосверлящий шуруп

 

Пол камеры

Стеновые сэндвич панели совсем не предназначены для устройства пола камеры. Если пол камеры сложить из стеновых сэндвич панелей, то сверху придется укладывать армированную бетонную стяжку. В любом случае камера получается не разборной.

 

Угловое соединение панелей

Угловое соединение сэндвич панелей на каркасе

 

Угловая стыковка сэндвич панелей

1. Сэндвич панель

2. Балка каркаса

3. Уплотнительная лента

4. Нащельник

5. Монтажная пена

6. Мастика, герметик

7. Самосверлящий шуруп

8. Самосверлящий шуруп

Размеры панелей

Строительные панели изготавливают на непрерывной линии под низким давлением. Вследствие этого, строительные стеновые сэндвич панели даже по ГОСТу могут иметь разброс своих геометрических размеров в единицы миллиметров.

На практике может быть и  так:

стык строительных сэндвич панелей

Да и о какой точности можно рассуждать, есть при угловом стыке панелей замки у них требуется отпиливать ножовкой (вручную!).

Не прямоугольность панелей складывается с не прямоугольностью каркаса, и, в итоге, потребуется много герметика и монтажной пены, чтобы закрыть все щели между сэндвич-панелями.

Запененная щель между строительными сэндвич панелями

По окончании монтажа камеры, все запененные щели деликатно закрывают нащельниками, наверное, чтобы не расстраивать заказчика.

 

Мостики холода

Шурупы, которыми панели крепятся к каркасу являются прекрасными мостиками холода. Но это еще не все: никакие герметики и монтажные пены не смогут обеспечить полную герметичность стыка панелей: всегда найдется место для прохождения влажного воздуха (не сразу, так со временем). Водяные пары, содержащиеся в этом воздухе, будут замерзать при работе камеры и оттаивать во время оттаивания камеры, при этом, регулярно образующаяся наледь, постепенно будет уменьшать герметичность стыка.

Со временем, количество и площадь мостиков холода в камере, будет непрерывно увеличиваться, а нагрузка на холодильную машину, будет, соответственно, увеличиваться. Бороться с этим невозможно. Остается только через несколько лет работы все ломать и строить камеру заново.

 

Вывод:

Холодильные камеры, изолированные описанным выше способом имеют ограниченную область применения: температура в камере должна быть всегда выше 0 град. Цельсия, а хранимые продукты должны быть в герметичной упаковке, препятствующей выходу влаги из продукта. Использование описанных камер для низкотемпературного хранения неупакованных продуктов и, тем более, для замораживания продуктов разрушит конструкцию камеры.

Сборные камеры из стеновых строительных панелей без металлического каркаса

Для удешевления, камеры собирают и вовсе без каркаса - при помощи нащельников и уголков. Герметизация "обеспечивается" монтажной пеной и герметиком.

Сборные камеры из стеновых строительных панелей без металлического каркаса

 

1. Сэндвич-панели, толщиной 80 или 100 мм

2. Самосверлящий шуруп

3. Нащельник, шириной 60 мм

4. Монтажная пена

5. Герметик

6. Уголок - нащельник, 120 х 40 мм

 

Такая конструкция холодильных камер имеет все недостатки и ограничения, описанные выше для холодильных камер, построенных на основе каркаса. Более того, бескаркасный способ сборки камер имеет свои собственные недостатки:

невысокая жесткость конструкций - камеры "дышат", любой удар телегой с товаром по стене и камера вполне может развалиться;

невозможность собирать камер большой длины или камер большой площади - длинные потолочные панели попросту начинают прогибаться под собственным весом;

о герметичности камер даже нечего и думать - через несколько месяцев эксплуатации шатающиеся панели выкрошат пену из стыков, герметик сгниет, поэтому каждый стык каждой панели станет прекрасным мостиком холода.

Вывод

Конструкции из строительных сэндвич панелей, собранные без каркаса при помощи уголков и нащельников, по сути холодильными камерами не являются. Называть эти конструкции холодильными камерами - является обманом.

Сборные камеры из холодильных сэндвич-панелей на соединении "шип - паз"

Разберемся в устройстве таких камер на примере замковых холодильных камер POLAIR. Холодильные сэндвич-панели POLAIR изготавливаются на стендовых прессах под высоким давлением. Внутри панелей находится качественный ППУ с однородной плотностью, с коэффициентом теплопроводности 0,022 Вт/(м·* град. Цельсия).

холодильные сэндвич-панели на соединении "шип - паз"

Кромки панелей POLAIR обрамлены пластиковым ПВХ профилем, необходимым для соединения панелей типа "шип - паз". Когда панели вставляют друг в друга, профили защелкиваются в замок и надежно сцепляются между собой. Для соединения панелей между собой используют молоток и деревянный брусок.

Насколько просто сбить панели между собой, настолько трудно их разъединить при разборке камеры. Пластиковому профилю гораздо легче сломаться или оторваться от ППУ, чем разъединиться. Что бы не заявляли производители таких сэндвич панелей, разобрать их камеру без повреждения практически не возможно.

Профили, состыковывающие сэндвич панели, сконструированы по типу "папа" и "мама". На профиле "папа" предусматривается два паза, для закладки ленточного уплотнителя, который входит в комплект поставки. Изготовитель рекомендует обрабатывать этот ленточный уплотнитель герметиком, для повышения герметичности камеры.

На практике, ленточный уплотнитель не используют, т.к. в этом случае соединить панели между собой ("защелкнуть") практически невозможно. Стыкуемые панели проще запенить монтажной пеной.

В итоге, сам ПВХ профиль и пространство между ним является мостиком холода, а камеры получаются не разборными.

стыковка сэндвич-панелей на соединении "шип - паз"
стыковка сэндвич-панелей на соединении "шип - паз"

Стеновые сэндвич панели сбиваются между собой достаточно просто, соединения получаются прочные и практически неразъемные.

Для угловой стыковки стеновых панелей поставляются специальные угловые столбики с ППУ внутри, обрамленные защелкивающимся профилем.

стыковка сэндвич-панелей на соединении "шип - паз"

Половые и потолочные сэндвич панели по периметру так же снабжены пластиковым профилем, позволяющим защелкивать в них стеновые панели.

 

Вывод:

Камеры из холодильных сэндвич-панелей, соединяемых в "шип - паз" при помощи пластикового профиля являются простейшими конструкциями для холодильных камер с температурой более 0 град. Цельсия.

По сути, камеры являются не разборными - где их собрали, там они и будут стоять. Единственным достоинством таких камер является их невысокая стоимость.

Сборные камеры из холодильных сэндвич-панелей

Разберемся в устройстве таких камер на примере замковых холодильных камер ASTRA:

Множество предпринимателей делают свой бизнес на арендованных площадях. В этих условиях, создание капитальных холодильных камер является экономически не выгодным. Наоборот, экономически выгодным является создание сборно-разборных камер, которые можно смонтировать в подходящем помещении, и, при необходимости, перевезти их в любое другое походящее помещение.

Сборные камеры из холодильных сэндвич-панелей

Стены камер собираются из стеновых и угловых стеновых сэндвич-панелей (вертикальная раскладка). Пол и потолок камеры собираются из половых и потолочных панелей, а так же карнизных панелей. 

 На месте дверей камеры устанавливаются дверные порталы из сэндвич панелей:

дверные порталы холодильных камер из сэндвич панелей

Пара фотографий холодильных сэндвич панелей:

 

Стыковка замковых сэндвич панелей

По кромкам панелей расположен глубокий лабиринтный профиль из ППУ – утопление 22 мм – в форме пазов и гребней. Каждая стеновая панель по периметру имеет паз и лишь на одной стороне – гребень. Половые и потолочные панели по горизонтали имеют пазы и гребни, по вертикали они снабжены только гребнями. В пазах и гребнях панелей установлены эксцентриковые замки, полностью залитые ППУ

 

Прямой стык замковых сэндвич панелей для холодильной камеры

 

Схема:

Прямой стык замковых сэндвич панелей для холодильной камеры

 

Пример прямой стыковки на фотографии: 

Прямой стык замковых сэндвич панелей для холодильной камеры

 

Угловой стык замковых сэндвич панелей для холодильной камеры

 

Схема:

Угловой стык замковых сэндвич панелей для холодильной камеры

 

Пример на фотографии:

Угловой стык замковых сэндвич панелей для холодильной камеры

 

Процесс сборки холодильной камеры из замковых сэндвич панелей

Сборка камеры представляет собой простое соединение готовых панелей и стягивание их при помощи обычного шестигранного ключа.

 

Процесс сборки холодильной камеры из замковых сэндвич панелей

Точность изготовления панелей, плотное примыкание панелей друг к другу, конструкция стыков облицовки позволяют собирать прочные конструкции камер. Несущий каркас, монтажная пена, герметик, самонарезающие винты и нащельники – ничего это не требуется.

 

Эксцентриковые замки настолько плотно стягивают панели между собой, что мостиков холода попросту не образуется. Правильно собранная камера ASTRA представляет собой полный термос настолько, насколько это возможно.

 

Эксцентриковый замок для сэндвич панелей

Эксцентриковый замок для сэндвич панелей

 

Как работает эксцентриковый замок:

Как работает эксцентриковый замок

Панели ASTRA выпускаются разной ширины и длины, что позволяет получить большую и подробную сетку размеров камер объемом от 2,4 до 241 м3, с шагом по длине и ширине в 300 мм, с высотами от 2 до 6 м, при толщине панелей от 80 до 160 мм.

 

Вывод:

Холодильные камеры из сэндвич панелей ASTRA имеют неограниченную область применения, и, по нашему мнению, являются одними из самых лучших камер, производимых в России.