Systemy chłodzenia pracujące w układzie zamkniętym

SYSTEMY CHŁODZENIA
Al Fosco
FRIGEL NORTH AMERICA
Systemy chłodzenia pracujące
w układzie zamkniętym
Właściwe wybory
dla zapewnienia najlepszej rentowności inwestycji
Systemy chłodzenia pracujące w układzie zamkniętym
i wykorzystujące suche chłodnie wentylatorowe
(tzw. dry coolery) stają się coraz bardziej popularne.
Coraz większa liczba producentów oferuje tego typu
rozwiązania kosztem tradycyjnych systemów opartych
na otwartych układach chłodzenia i tzw. chłodniach
wyparnych (deszczownie).
Aby zapewnić najlepszą rentowność inwestycji,
można wprowadzić następujące usprawnienia
związane np. z zastosowaniem lepszej jakości
wody, z redukcją kosztów zużycia energii
elektrycznej czy ze zwiększoną
trwałością urządzeń.
Chłodzenie procesowe w układzie
zamkniętym: przypomnienie
W przypadku systemu pracującego w układzie zamkniętym, woda technologiczna nie
jest narażona na kontakt z zewnętrznym powietrzem otoczenia, które może spowodować
zanieczyszczenie lub odparowanie, jak to ma
miejsce w przypadku otwartej wieży chłodniczej. Zamiast tego, systemy ciągle wykorzystują tą samą wodę bez odparowywania.
Zaletą systemu z układem zamkniętym są często znaczne oszczędności wody, a tym samym
zmniejszenie kosztów eksploatacji. Eliminuje
on również problemy związane z obecnością
szczepów bakterii w powietrzu, np. Legionella. Inne zalety w porównaniu z tradycyjną
wieżą chłodniczą to niższe koszty uzdatniania
wody i konserwacji systemu chłodzenia.
Wszystkie systemy pracujące w układzie zamkniętym wykorzystują powietrze z otoczenia i mgłę wodną do chłodzenia wody technologicznej krążącej w obiegu w instalacji.
Jednakże, stosowana w tym celu procedura
różni się w zależności od systemu. Niektóre
instalacje rozpylają mgłę na zamknięty wymiennik ciepła, zaś inne rozpylają ją na otwarty wymiennik. Inny proces wykorzystuje oddzielną komorę adiabatyczną, która chłodzi
wchodzące powietrze, zanim dojdzie ono do
wymiennika ciepła. Elementy pomocnicze we
wszystkich typach systemów obejmują różne
wersje pomp technologicznych, kolektorów,
zbiorników oraz systemów filtracyjnych.
10
Większość producentów wykorzystuje systemy pracujące w układzie zamkniętym do
dostarczania wody chłodzącej o maksymalnej temperaturze w zakresie między 3235°C. Systemy te są zwykle stosowane przy projektowaniu nowej instalacji lub renowacji istniejącego obiektu.
System chłodzenia w układzie zamkniętym jest szczególnie interesującym rozwiązaniem dla firm, gdzie zaopatrzenie w wodę jest ograniczone oraz dla przedsiębiorstw,
które chcą wyjść naprzeciw rozwiązaniom proekologicznym.
Konstrukcja systemu 101
Na konstrukcję systemu pracującego w układzie zamkniętym i jego działanie wpływa
szereg czynników. Najważniejszym zadaniem jest odpowiednie przewymiarowanie
systemu. Praca zaczyna się od dokładnej analizy wymaganego obciążenia chłodniczego, a także temperatury procesu, jaka ma być utrzymywana.
Ogólną praktyczną zasadą dla systemu jest zapewnienie większej wydajności niż wymagana o ok. 20-30%, co jest wskazane biorąc pod uwagę późniejsze problemy pojawiające się wraz z przegrzaniem sprzętu. Obliczenia powinny również uwzględniać
fakt, że woda nigdy nie jest czysta. Nawet bardzo mała warstwa zanieczyszczeń na elementach systemu takich, jak wymiennik ciepła, może ograniczyć wydajność systemu.
Innym czynnikiem jest położenie geograficzne firmy, ponieważ działanie systemu jest
zależne od warunków otoczenia. Przy takich samych parametrach, łatwiej jest systemowi zlokalizowanemu w Chicago spełnić te same wymagania dotyczące chłodzenia,
co równoważnemu systemowi w Nowym Orleanie, gdzie wilgotność i dłuższe okresy
wysokich temperatur wymagają większej wydajności chłodzenia.
W trakcie fazy projektowania powinno się również brać pod uwagę plany na przyszłość. Bez względu na to, czy rozbudowa instalacji ma bliższą czy dalszą perspektywę,
projekt systemu powinien przewidywać potencjalne zapotrzebowanie na większą wydajność chłodzenia tak, aby w takiej sytuacji wszystko przebiegało płynnie.
W istniejącym planie należy również uwzględnić dostępną przestrzeń dla urządzenia
nawet wówczas, gdy system może być umieszczony na dachu lub ścianie obiektu.
Projektanci powinni także uwzględnić dopuszczalne poziomy hałasu i inne szczegóły,
takie jak wymagania dla paneli elektrycznych.
TS RAPORT • 73/2015
SYSTEMY CHŁODZENIA
•
•
Kwestie dotyczące sprzętu
W miarę wzrostu popularności systemów pracujących w układzie zamkniętym rośnie również ilość proponowanych urządzeń. Poniżej podano kluczowe kwestie
do uwzględnienia przy wyborze sprzętu:
•
•
Modularność elementów pomocniczych: praktycznie każdy system można rozbudować, jednak modułowe urządzenia pomocnicze upraszczają i przyspieszają
ten proces. W szczególności, niektóre systemy wymagają więcej czasu na rozbudowę ze względu na konieczność podłączenia kolektorów, zbiorników i orurowania, podczas gdy niezależny system modułowy ułatwia instalację. Ponadto, system
modułowy eliminuje konieczność odprowadzania wody z układu. Wynikiem są
mniejsze trudności związane z przestojem instalacji podczas jej modernizacji lub
rozbudowy.
Chłodzenie w warunkach specjalnych: systemy różnią się pod względem sposobu chłodzenia wody technologicznej w najbardziej gorącym klimacie, gdy wysokie wartości temperatury otoczenia stale utrudniają wodzie osiągnięcie poziomu
32-35 °C, lub w sytuacjach, gdy dane zastosowanie wymaga temperatury wody na
poziomie 29,4 °C. Niektóre systemy rozpylają dodatkową wodę bezpośrednio na
wymiennik ciepła, co może prowadzić do powstawania korozji na wymienniku i
konieczności przedwczesnego serwisowania. I na odwrót, system, który czasowo
zalewa powierzchnie wymiennika ciepła i również odprowadza nadmiar wody,
ogranicza potencjalne powstawanie korozji zapewniając trwałość systemu.
•
Przyjazność programowalnego układu
sterowania: układ sterowania na bazie
mikroprocesora powinien być intuicyjny,
ponieważ kontroluje on wszystkie funkcje. Przyjazny dla użytkownika układ sterowania ostatecznie oznacza, że można
łatwiej zoptymalizować działanie systemu
i planować rutynową konserwację i obsługę, a także określić, czy dostawca oferuje
usługi w zakresie zdalnego monitorowania, jeżeli celem jest zapewnienie wyższego poziomu wsparcia.
Stosowanie materiałów ochronnych:
materiały używane do wykonania elementów systemu różnią się w zależności
od dostawcy. Na przykład, powłoka centralnej chłodnicy może być wykonana ze
stali ocynkowanej, która nie zapewnia
takiego samego poziomu zabezpieczenia
elementów jak stal nierdzewna. Lub też,
wymienniki ciepła mogą wymagać bardziej odpornej powłoki akrylowej (standard dla niektórych firm) przeznaczonej
do stosowania w nieprzyjaznym środowisku. Inwestycja w materiały ochronne często pozwala na uzyskanie oszczędności
w dłuższej perspektywie.
Funkcjonalność w ograniczonych przestrzeniach: system może wymagać instalacji w ograniczonym miejscu, co jest dopuszczalne pod warunkiem, że przepływ
powietrza nie będzie ograniczony. Należy dopilnować, aby system był dostępny
z opcjami oszczędzającymi przestrzeń,
takimi jak panele dachowe umożliwiające ustawienie wielu central chłodniczych
bliżej siebie. Innym przykładem są wysunięte nogi podtrzymujące chłodnicę dla
zapewnienia wystarczającego przepływu
powietrza w mniejszych przestrzeniach
zamkniętych, czasami także obok siebie.
Wysuwając na pierwszy plan potrzeby firmy
Wybór systemu chłodzenia pracującego w układzie zamkniętym dla nowego lub istniejącego obiektu wymaga dokładnego planowania
z uwzględnieniem istoty zastosowanej technologii. Często najlepszą radą jest współpraca ze sprawdzonym dostawcą, który nie tylko
posiada wiedzę w zakresie technologii chłodzenia, ale również pełne zrozumienie zarówno danych procesów produkcyjnych jak i celów
danego przedsiębiorstwa.
MARIUSZ AMBROZIAK Wadim Plast
Wyłączny przedstawiciel Frigel Firenze
[email protected] • 22 723 38 12
TS RAPORT • 73/2015
11