Projektowanie instalacji dla magazynów farmaceutycznych z wysokim składowaniem leków to proces, w którym liczy się precyzja i dobre zrozumienie fizyki budynku.
Błąd na etapie projektowania dystrybucji powietrza generuje martwe strefy. Dla obiektu farmaceutycznego oznacza to odchylenia w raporcie z mapowania temperatury i ryzyko utylizacji towaru wartego miliony. W branży farmaceutycznej ciężko szukać kompromisów technologicznych. Poniżej pokazuję, jak w praktyce utrzymaliśmy rygor walidacyjny w wymagającej 12-metrowej kubaturze.
Inwestor postawił wymagania w przestrzeni magazynu o wysokości 12 metrów przy gęstej zabudowie regałowej do 10 metrów- utrzymanie temperatury na poziomie +20°C (±3°C) oraz wilgotności poniżej 60% w całej przestrzeni składowania, niezależnie od pory roku, pogody i przy ciągłej dostawie świeżego powietrza.
Architektura obiektu kontra termodynamika
Przy takiej architekturze standardowe systemy wentylacyjne napotykają na naturalne ograniczenia. Ciepłe powietrze gromadzi się pod stropem (zjawisko stratyfikacji), a chłodniejsze opada. Gdy dodamy do tego barierę w postaci wysokich i gęsto rozstawionych regałów, strumień powietrza ma problem z dotarciem do posadzki. Zamiast równomiernej temperatury, mogą powstawać strefy niedogrzane lub obszary do których nawiew po prostu nie dociera. Dodatkowo nasz klimat, czyli wysoka nagłe ulewy powodujące skokowo wzrost wilgotności, czasowe upały latem i mrozy zimą, ryzykownie i nagle destabilizują parametry przy wymaganej wymianie powietrza.
Dla Dyrektora Technicznego i Inwestora oznacza to dwa problemy. Po pierwsze – ryzyko uzyskania negatywnego wyniku podczas mapowania hali i utratę wartości towaru. Po drugie – znaczące koszty eksploatacyjne (OPEX) wynikające z koniecznością uzyskania równomiernego rozkładu temperatury w całym przekroju hali.
Jak zoptymalizowaliśmy TCO i utrzymaliśmy parametry?
Podeszliśmy do tego wyzwania, koncentrując się na mechanice dystrybucji powietrza i dokładnej kontroli zysków oraz strat ciepła, zamiast sztucznie przewymiarowywać parametry urządzeń, co uderza w CAPEX.
1. Zmienna geometria dystrybucji powietrza
Aby przebić barierę, jaką tworzą gęsto rozstawione regały z towarem, zrezygnowaliśmy ze standardowych rozwiązań. Zastosowaliśmy nawiewniki wirowe ze zautomatyzowanymi siłownikami. Układ samodzielnie analizuje temperaturę nawiewu i dopasowuje kąt nachylenia łopatek.
W trybie chłodzenia: powietrze rozchodzi się horyzontalnie pod sufitem i łagodnie, grawitacyjnie opada na dno alejek.
W trybie ogrzewania: strumień ulega zagęszczeniu i z odpowiednią prędkością, pionowo w dół, dociera do przestrzeni między regałami.
2. Decentralizacja i głębokie osuszanie
Za dostarczanie świeżego powietrza odpowiadają w tym obiekcie centrale wentylacyjne o wydatku około 8 000 m3/h. Kontrolę nad samą temperaturą w poszczególnych strefach powierzyliśmy natomiast układom VRV z jednostkami kanałowymi.
Aby utrzymać wilgotność poniżej 60% przy napływie wilgotnego powietrza z zewnątrz, wdrożyliśmy tryb głębokiego osuszania. Powietrze przechodzi przez chłodnice, gdzie następuje wykroplenie wilgoci, a następnie trafia na nagrzewnice wodne, które podnoszą temperaturę do zadanej wartości +20°C. Całość spięta jest z siecią rozmieszczonych w kubaturze termohigrometrów.
zdj.1. Pomiar temperatury i wilgotności nawiewu
3. Destratyfikacja, czyli cięcie kosztów OPEX
Ciepło gromadzące się pod 12-metrowym dachem to energia, za którą Inwestor już zapłacił. Zainstalowaliśmy system destratyfikatorów, które bez przerwy zbijają poduszkę ciepłego powietrza z powrotem w dół, w strefę składowania leków. Taki zabieg wyrównuje gradient temperatury w całej kubaturze i zauważalnie zmniejsza zapotrzebowanie obiektu na moc grzewczą.
Wynik potwierdzony audytem
Zebrane po uruchomieniu dane potwierdziły skuteczność tych założeń. Zarejestrowane minima i maksima temperaturowe w najtrudniejszych do wentylowania strefach wyniosły od 19,1°C do 20,9°C. Wilgotność utrzymała się na stabilnym poziomie, bezpiecznie poniżej wyznaczonego progu 60%. Podczas rygorystycznego mapowania hali, przy pełnym obciążeniu towarem, system udowodnił swoją stabilność. Obiekt przeszedł mapowanie za pierwszym podejściem, bez uwag ze strony audytorów.
zdj.2. Pomiar parametrów w regałach
Weryfikacja projektu HVAC
Planujesz budowę magazynu farmaceutycznego lub obiektu wysokiego składowania o ścisłych wymaganiach temperaturowych?
Dobór właściwej mechaniki przepływu powietrza najlepiej przeanalizować już na etapie koncepcji, ułatwia to późniejsze audyty i obniża koszty utrzymania budynku.
Prześlij nam swój projekt. Zespół inżynieryjny Klima-Venta sprawdzi go pod kątem eliminacji martwych stref i efektywności energetycznej.