Agregaty do schładzania wody lodowej

Agregaty do schładzania wody lodowej
Agregat do schładzania wody jest podstawowym urządzeniem w pośrednich układach
chłodzenia powietrza w klimatyzacji, jak i również w niektórych procesach technologicznych np.
w przemyśle spożywczym.
Na zapewnienie bezawaryjnej pracy agregatu i instalacji wody lodowej ma wpływ szereg
czynników począwszy od fazy projektowania a skończywszy na warunkach eksploatacji.
Agregat winien być dobrany stosownie do występujących obciążeń chłodniczych. Należy zapewnić właściwy montaż agregatu i elementów instalacji chłodniczej oraz właściwy
dobór nastaw automatyki sterującej i zabezpieczającej. Przyczynami niesprawności czy awarii
mogą być również niewłaściwe warunki eksploatacji przyspieszające procesy starzenia
instalacji objawiające się korozją czy stopniowym zużyciem bądź zniszczeniem materiałów
uszczelniających. O niezawodności układu decyduje także odpowiednie utrzymanie i warunki
eksploatacji instalacji po stronie wody lodowej.
W poniższym artykule omówiono przyczyny i sposoby zapobiegania awariom w agregatach i
instalacjach do schładzania wody lodowej.
Charakterystyka agregatu do chłodzenia wody
Analizę awaryjności przeprowadzono na przykładzie agregatów do chłodzenia wody,
wyposażonych w sprężarkowy obieg chłodniczy. Układ taki przedstawiono na rys.1. Składa on
się z dwóch obiegów: chłodniczego i wody lodowej.
W układzie chłodniczym pracują dwie sprężarki połączone w układ Tichelmanna, skraplacz jest
chłodzony powietrzem, zawór rozprężny znajduje się przed wymiennikiem płytowym
stanowiącym parownik i zarazem miejsce schładzania wody lodowej. Pracę instalacji
chłodniczej zabezpieczają presostaty niskiego i wysokiego ciśnienia oraz magnetyczny zawór
odcinający. W instalacji po stronie wody lodowej oprócz wymiennika znajduje się zbiornik
buforowy oraz naczynie wyrównawcze.
Przyczyny niesprawności i awarii urządzeń w agregacie do schładzania wody
W agregacie do schładzania wody lodowej współpracują ze sobą dwie instalacje: chłodnicza i
wody lodowej. Niesprawności i awarie mogą wystąpić w obu instalacjach. W odniesieniu do
instalacji chłodniczej przyczyny awarii można pogrupować następująco:
• niewłaściwy dobór agregatu w fazie projektowania,
• niewłaściwy montaż urządzeń i elementów instalacji chłodniczej,
• niewłaściwy dobór i nastawa automatyki sterującej i zabezpieczającej,
• niewłaściwe warunki eksploatacji instalacji chłodniczej.
W instalacjach po stronie wody lodowej awarie mogą spowodować niestaranny montaż czy
nieodpowiednie warunki eksploatacji.
Niewłaściwy dobór agregatu w fazie projektowania
Podstawą doboru wydajności chłodniczej agregatu jest suma zysków ciepła (obciążenie
chłodnicze) wszystkich pomieszczeń obsługiwanych przez instalację klimatyzacyjną. Jedną z
1/3
Agregaty do schładzania wody lodowej
funkcji klimatyzacji jest chłodzenie powietrza, które może być realizowane w systemie
bezpośrednim (parownik jest chłodnicą powietrza) lub pośrednim w którym pośredniczy woda
lodowa, krążąca między parownikiem a chłodnicą powietrza (rys.1). W układzie pośrednim
chłodzenia powietrza współczynnik wydajności chłodniczej COP jest niższy niż przy chłodzeniu
bezpośrednim. Wynika to z wymaganych dwóch różnic temperatur między czynnikiem
chłodniczym a wodą lodową w parowniku oraz między wodą lodową a powietrzem chłodzonym
w chłodnicy powietrza. Przepływ wody lodowej w agregacie na etapie projektowania jest
dobierany w zależności od mocy chłodniczej przy spadku temperatur średnio w zakresie od 12
do 6°C.
Niepoprawny montaż elementów instalacji
Agregat chłodniczy
O niezawodności pracy całego agregatu do wody lodowej decyduje również szczelność
wszelkich połączeń. Niedbale wykonane połączenia gwintowe mogą spowodować wycieki
czynnika chłodniczego i znaczne obniżenie ciśnienia parowania. Spowoduje to skokową pracę
sprężarki i po niedługim okresie takiej pracy sprężarka może ulec całkowitemu zniszczeniu.
Takim sytuacjom zapobiega w instalacjach zastąpienie połączeń gwintowych bardziej
szczelnymi i niezawodnymi połączeniami lutowanymi.
Rurociągi
Niewłaściwe prowadzenie przewodów poprzez zagęszczenie ich w małej przestrzeni,
niepoprawne zamocowanie, niedokładne połączenia w obrębie agregatu mogą spowodować
przetarcie ścianek rur, zniszczenie izolacji termicznej i tym samym szybsze ich zużycie.
Uszkodzenie rurociągu oraz nieszczelności na złączach mogą nie tylko poważnie zakłócić
pracę sprężarek, ale w wyniku obniżenia temperatury parowania spowodować „zamrożenie”
parownika. W krańcowej sytuacji może to doprowadzić do trwałego uszkodzenia parownika np.
przez rozszczelnienie.
Nieodpowiedni dobór i nastawa automatyki sterującej i zabezpieczającej
Niezbędnymi elementami wyposażenia instalacji chłodniczej jak i wody lodowej są układy
sterujący oraz zabezpieczający, który ogranicza do minimum wyłączenia awaryjne, nie
dopuszczając np. do zbyt wysokiego ciśnienia w skraplaczu czy zamarznięcia parownika.
Okazuje się, że niekiedy pracownicy obsługi sami dokonują nieuzasadnionych zmian nastaw
parametrów pracy urządzeń. Jednym ze sposobów uniknięcia tego procederu jest zastosowanie
presostatów i termostatów o stałych nastawach. Jednak nawet przy takim rozwiązaniu
pomysłowość ludzka nie zna granic. Zdarza się wówczas, że obsługa blokuje takie stałe
zabezpieczenia przez umieszczenie np. zapałki między stykami. Znany jest przykład poważnej
awarii parownika, sprężarki i skraplacza wchodzących w skład kosztownego urządzenia o dużej
mocy spowodowanej właśnie taką przyczyną.
Niewłaściwie dobrane i skonfigurowane sterowniki powodują często wyłączenia sprężarek.
Przy zbyt częstych załączeniach sprężarek szybkiemu zniszczeniu mogą ulec styczniki w
układzie zasilania elektrycznego. W praktyce serwisowej znany jest przypadek kilkukrotnej
wymiany silnika sprężarki w instalacji chłodzenia powietrza w kopalni. Na podstawie wizji
lokalnej stwierdzono, że przyczyną awarii był niesprawny stycznik, który powodował okresową
pracę silnika przy zasilaniu na dwóch fazach. Należy zatem dobierać i montować styczniki o
2/3
Agregaty do schładzania wody lodowej
dużej trwałości i małej podatności na zużycie, aby bezawaryjnie przetrwały okres początkowej
eksploatacji urządzeń w którym przeprowadza się dodatkowe korekty wstępnych nastaw
regulacyjnych. Gwarancją większej stabilności pracy układu i pokrycia obciążeń szczytowych
jest zastosowanie w instalacji wody lodowej zbiornika buforowego – patrz rys.1, który ograniczy
częstotliwość załączania sprężarek.
Na wyjściu wody lodowej z wymiennika (parownika) należy zamontować czujnik termostatu,
który zapobiega jej nadmiernemu schłodzeniu i w efekcie zamarznięciu wymiennika płytowego.
Dodatkowym zabezpieczeniem pod tym względem jest zainstalowanie regulatora ciśnienia
parowania po stronie ssawnej sprężarki. (...)
CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:
TRADYCYJNĄ
E-WYDANIE
3/3