Be- und Entlüftung in Krematorien

Transkript

1 Be- und Entlüftung in Krematorien IFE Gesellschaft mbh Trogerstr München Techn. Entwicklung Planung Gutachten

2 Zu heiß?

3 Gliederung Gesetze / Normen Technische Aufgabenstellung Wärmequelle Ofen, Wärmeabgabe Ofen Be- und Entlüftung in Beispiel-Situationen Konklusion

4 Vorschriften zur Be- und Entlüftung 27.BimschV Verordnung über Anlagen zur Feuerbestattung VDI 3891 Emissionsminderung Einäscherungsanlagen Berufsgenossenschaft VSG 4.7 Friedhöfe und Krematorien VSG 2.1 Arbeitsstätten, bauliche Anlagen und Einrichtungen ArbeitsstättenVO

5 Fundstellen VDI 3891 Arbeitsplätze in Krematorien und deren Bestandteilen müssen so angelegt sein, dass sie ausreichend be- und entlüftet werden. Die Mitarbeiter dürfen mit den Stäuben aus den Kremationsrückständennicht in gesundheitsgefährdender Weise inberührung kommen. Ein Arbeitsplatz ist ausreichend be- und entlüftet, wenn eine Luftwechselzahl Z5 erreicht wird. Die Wärmebelastung darf 26 C nicht überschreiten. VSG 2.1 (VSG 4.7 verwies auf VSG 2.1) Sicherstellung dass: bei Verwendung von Klimaanlagen oder mechanischen Belüftungseinrichtungen Versicherte keinem störenden Luftzug ausgesetzt sind. Üblicherweise kann davon ausgegangen werden, dass bis zu einer Temperatur von 20 C bei einer Luftgeschwindigkeit unter 0,2 m/s keine Zugluft auftritt.

6 Ziel-Konflikt Arbeitsplatz Anlage Luftgeschwindigkeit: < 0.2 m/s 5 facher Luftwechsel > 0.5 m/s

7 Wärmequelle Ofen 26 C C

8 Wandtemperaturen Brennraum C Stein/Isolierung 44TS 35T CERABLOK GMP 150 Luft Temperatur [1000 C ] Distanz Innenwand [mm] Lufttemperatur: 33 C Oberflächentemperatur: 58 C

9 Wandtemperaturen (2) Einfluss Wärme-Speicherverhalten Temperatur [ C ] 44TS 35T CERABLOK GMP 150 Distanz Innenwand [mm] Zeit [min] Voraussetzung: Luftgeschwindigkeit > 0.5 m/s Lufttemperatur: 33 C Oberflächentemperatur: 58 C

10 Voraussetzungen des Wärmeübertrags Luft-Geschwindigkeit v Luft z.b T=25 C Oberflächen- Temperatur ist Funktion von v warmer Körper zb. T=80 C Q: übertragene Wärmemenge Α:Wärmeübergangskoeffizient A: Fläche T1, T2: Temperaturen Δt: Zeitintervall

11 Wie groß muss v sein? Vorheriges Beispiel: TLuft = 33 C / T Oberfläche = 58 C Wärmestrom 273 W/m² alpha = 10.7 W/ m² /K Eines ist klar: alpha darf nicht kleiner sein, sonst würde T oberfläche ansteigen Ofen zu heiß v muß so groß sein, dass alpha > 10.7

12 v für alpha = 10.7 V [m/s] DIN EN ISO 6946 alpha Praktiker - Formel 2+12 v Fazit: Die Luftströmung an der Ofenoberfläche muß m/s betragen

13 Was passiert bei v=0? Unter sonst gleichen Bedingungen: Statt 58 C Oberflächentemperatur 145 C!

14 Beispiel 1 Raumvolumen 1'130 m³

15 Beispiel 1 / Ansicht 2 Zuluft: 4'940 m³/h 4.4 facher Luftwechsel

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18 z.t. im Ofenbereich Strömungsgeschwindigkeiten < 0.1 m/s

19 Zuluftströmung erreicht nicht die Öfen

20 Hier: Darstellung Temperatur Zulufttemperatur hier und im Folgenden: 27 C

21 Niveau 2 bringt keine Entspannung

22 Der Schnitt zeigt dass die Ofenrückwand im Windschatten liegt saugen hilft nicht V < 0.1 m/s

23 Noch einmal v : Zwischen den Öfen steht die Luft

24 Oberflächentemperaturen >100 C zu erwarten

25 Beispiel 2: Zuluft 3'240 m³/h Volumen: 424 m³ Luftwechsel 3'240/424 = 7,6 fach

26 Anströmung 1 im Temperaturbild Anwärmung findet statt

27 Anströmung 2 im Temperaturbild

28 Detail

29 Bereiche hoher Luftgeschwindigkeit umgeben Ofen

30 ohne Ofen V > 0.5 m/s

31 Temperatur-Bild: T < 35 C

32 Schnitt kritische Fläche Trotzdem gibt es noch Problembereiche

33 Schnitt kritische Fläche Trotzdem gibt es noch Problembereiche

34 T ca. 60 C

35 Lufttemperaturen bis max. 37 C

36 weitere Aspekte Im Krematorium gibt es unterschiedliche Lastfälle, die bei genauer Betrachtung wichtig sind: während der Kremation am Ende der Kremation Sommer/Winter Kaltluftzuströmung Kaltbereiche Korrosion..

37 Konklusion Für die Oberflächentemperatur entscheidend ist die Luftgeschwindigkeit in Wandnähe Technischer Zielwert: v > 0.5 m/s Die Luftwechsel-Zahl ist (nahezu) bedeutungslos! Beispiel für die Anwendung moderner Simulationstechniken in der Planung Hier: exakte Strömungsberechnungen inkl. Turbulenz Ausblick: Verbrennungsberechnung Ofen, Allg. Simulationen in der Verfahrenstechnik, zu Schadensfällen