02 stycznia 2025

Dlaczego zastosowanie chillera typu HVAC w aplikacjach przemysłowych jest ryzykownym rozwiązaniem?

Chłodzenie w aplikacjach przemysłowych realizowane jest zwykle przy udziale medium pośredniczącego, którym najczęściej jest woda lodowa o temperaturze zgodnej z wymaganiami procesu. Aby utrzymać wymagany poziom temperatury medium, konieczne jest zastosowanie agregatu wody lodowej w warunkach, gdzie chłodzenie z wykorzystaniem drycoolerów nie jest już efektywne. W praktyce zdarza się używać do tego celu urządzenia, które nie są przystosowane do warunków pracy, jakie panują w aplikacjach przemysłowych. W niniejszej publikacji omówione zostaną najważniejsze różnice w konstrukcji chillerów procesowych i tych dla zastosowań klimatyzacji komfortu oraz skutki zastosowania urządzeń, które nie są dedykowane do eksploatacji w przemyśle.

 

Precyzyjne wymagania chłodzenia procesowego determinują wybór określonych rozwiązań

 

Chłodzenie procesowe odpowiada za efektywność, wydajność i niezawodność procesów produkcyjnych poprzez ich optymalną stabilizację termiczną. Dlatego też specyficzne wymagania technologii produkcji wpływają na wybór określonych metod chłodzenia. W niniejszym artykule skupimy się na chłodzeniu wodnym, które jest powszechnie stosowane do stabilizacji temperatury procesów produkcyjnych. Agregaty chłodnicze HVAC są używane głównie do chłodzenia budynków komercyjnych, kompleksów mieszkalnych i innych zastosowań HVAC. Urządzenia te są odpowiedzialne za utrzymanie warunków komfortu w pomieszczeniach poprzez chłodzenie powietrza. Agregaty wody lodowej dostosowane do zastosowań przemysłowych i specjalistycznych są przystosowane do precyzyjnej kontroli temperatury, wysokiej wydajności i niezawodności chłodzenia, które mają kluczowe znaczenie w liniach produkcyjnych.

 

Główne różnice pomiędzy chillerem procesowym, a agregatem wody lodowej HVAC to:

 

  • Chillery procesowe zaprojektowano do obsługi zmiennego, ale tylko w niewielkim zakresie obciążenia procesu. Wykorzystywanie agregatu chłodniczego przeznaczonego do zastosowań HVAC i oczekiwanie, że będzie on skutecznie chłodził w procesie przemysłowym, może być problematyczne,

  • Agregaty przemysłowe mogą zapewniać krytyczne chłodzenie 24 godziny na dobę, 365 dni w roku w zastosowaniach przemysłowych. Takie wymagania wobec agregatów chłodniczych HVAC są sporadyczne.

  • Procesy przemysłowe wymagają ścisłej niezawodnej kontroli i tolerancji, co nie jest łatwe do osiągnięcia w przypadku agregatu chłodniczego HVAC.

 

Chillery przemysłowe zwane często agregatami wody ziębniczej są urządzeniami chłodniczymi o specjalnej konstrukcji, dzięki której mamy możliwość stabilizacji termicznej procesów produkcyjnych w szerokim zakresie. Należy pamiętać, iż wymagania technologiczne często są bardzo restrykcyjne i dlatego tak istotnym jest dobór optymalnego rozwiązania, które zapewni niezawodne funkcjonowanie instalacji chłodzenia przemysłowego w trudnych warunkach eksploatacyjnych.

 

Porównanie warunków pracy chillera przemysłowego i typu HVAC

 

Jednym z kluczowych parametrów pracy instalacji chłodniczych jest długość okresu eksploatacyjnego i tak w przypadku chłodzenia procesowego, źródło chłodu może pracować nawet przez 8760 h w roku. Agregaty wody lodowej obsługujące instalacje klimatyzacji komfortu pracują co najwyżej 2602 h w roku, czyli ponad 3 razy krócej. Dlatego ważnym jest wybór właściwej technologii agregatu wody lodowej, która zagwarantuje optymalne koszty eksploatacyjne jak również wysoką niezawodność pracy urządzenia eksploatowanego przez niemal cały rok.

 

Porównanie warunków pracy chillera procesowego i typu HVAC

 

Co więcej sprawność większości agregatów wody lodowej jest określona miarą współczynnika sezonowej efektywności energetycznej tzw. SEER, który odnosi się stricte do eksploatacji urządzenia dla temperatur zewnętrznych z zakresu 17-38⁰C. W tym czasie źródło chłodu podlega znacznym wahaniom obciążenia cieplnego od 0 do 100%, a przy wyznaczaniu wartości współczynnika SEER brane są pod uwagę tzw. „part-loady” w punktach A, B, C i D jak na wykresie powyżej.

 

O ile większość urządzeń dostępnych na rynku posiada certyfikat Eurovent dla SEER, to wartość współczynnika efektywności energetycznej chillera dla zastosowań przemysłowych SEPR, jest często już tylko deklaracją producenta, bez potwierdzenia renomowanej instytucji certyfikującej jak np. Eurovent. Norma wyznaczania wartości współczynnika SEPR określa zupełnie inne „part-loady” dla szerszego zakresu temperatur, przyjmując całkowite oscylacje obciążenia termicznego na poziomie od 80 do 100%.

 

To właśnie z tego m.in. powodu chillery procesowe nie są wyposażane w standardzie w zmienno-obrotowe sprężarki. Takie rozwiązanie w znacznym stopniu podnosi koszt inwestycyjny, a oszczędności z tytułu dostosowania zużycia energii do aktualnego zapotrzebowania będą stosunkowo niskie. Ponadto zastosowanie sprężarek wyposażonych w falowniki w trybie eksploatacji całorocznej podnosi stopień awaryjności urządzenia. Z potwierdzonej praktyki inżynierskiej zespołu serwisowego firmy Trane wynika, że najmniej awaryjnymi agregatami są urządzenia wyposażone w najprostsze technologie. Dlatego właśnie rozwiązanie bazujące na stopniowości załączania kolejnych sprężarek typu on/off - scroll, jest preferowanym rozwiązaniem dla chłodzenia w aplikacjach przemysłowych.

 

i-Chiller Process w aplikacji branży przetwórstwa tworzyw sztucznych   

 

Jak w łatwy sposób odróżnić chiller procesowy od innych dostępnych na rynku?

 

Na rynku agregatów wody lodowej obserwujemy wielu dostawców, ale tylko nieliczni oferują rozwiązania w pełni dopasowane do wymagań chłodzenia przemysłowego. Zatem jak odnaleźć się w tak szerokiej ofercie dostępnych technologii?

 

Poniżej znajdziemy kilka przydatnych wskazówek, dzięki którym bardzo łatwo odróżnić dostawcę chillera HVAC od producenta chillera przemysłowego:

 

Wskazówka nr 1 – Zawsze warto zapytać o zakres wydajności chłodniczej oferowanych agregatów wody lodowej? Większość dostawców chillerów typu HVAC oferuje urządzenia o wydajności począwszy od ok. 30-50 kW, a nie posiada urządzeń o mniejszej wydajności np. 2-3 kW

 

Wskazówka nr 2 – Wykonaj prosty test i zweryfikuj, czy dostawca potrafi przedstawić pełną procedurę wyliczenia wymaganej mocy chłodniczej dla typowej aplikacji przemysłowej np. chłodzenie form wtryskarki w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych

 

Wskazówka nr 3 – Sprawdź czy oferowany produkt posiada certyfikat Eurovent dla zastosowań w przemyśle SEPR. Pamiętaj, aby uzyskać certyfikat z Euroventu, a nie deklarację producenta.

 

Wskazówka nr 4 – Sprawdź czy zaoferowane urządzenie wyposażone jest w zaawansowane technologie jak np. sprężarki zmienno-obrotowe, zaawansowana automatyka sterująca, itp. Pamiętaj, że z uwagi na warunki pracy chłodzenia w przemyśle, najprostsze urządzenia są najmniej problematyczne w późniejszej eksploatacji.

 

Wskazówka nr 5 – Sprawdź czy urządzenie w standardzie jest wyposażone w specjalną konstrukcję parownika zintegrowanego ze zbiornikiem buforowym lub czy chiller posiada parownik w formie wymiennika płytowego, a zbiornik buforowy jest oferowany jako dodatkowe akcesorium. Tylko pierwsze rozwiązanie jest technologią dedykowaną dla przemysłu.

 

Niezawodna konstrukcja parownika to „game-changer” dla chłodzenia procesowego

 

Cechą wyróżniającą typoszereg agregatów dla zastosowań przemysłowych i-Chiller Process jest unikalna konstrukcja parownika w formie żebrowanej wężownicy zintegrowana ze zbiornikiem buforowym wewnątrz urządzenia. Takie rozwiązanie jest idealną odpowiedzią dla precyzyjnych wymagań chłodnictwa przemysłowego.

 

Najważniejsze zalety tego rozwiązania to:

 

  • wzrost niezawodności poprzez ograniczenie ryzyka zablokowania wymiennika zanieczyszczeniami,

  • wzrost precyzji stabilizacji temperatury medium,

  • szeroki zakres przepływu przez agregat (dopasowanie do instalacji zmienno-przepływowych),

  • niski opór hydrauliczny wymiennika,

  • dopasowanie urządzenia do wysokich i niskich parametrów oraz szerokiego zakresu ΔT,

  • zintegrowany bufor jest magazynem energii, który ogranicza ilość załączeń sprężarek (obniżenie zużycia energii oraz wzrost żywotności urządzenia).

 

Unikalna konstrukcja parownika i-Chiller Process

 

Skutki zastosowania chillera typu HVAC do chłodzenia procesowego

 

 

Zastosowanie agregatu chłodniczego w przemyśle, które w zamyśle inżynierów / konstruktorów było przewidziane do pracy w aplikacji klimatyzacji komfortu najczęściej skutkuje wieloma późniejszymi problemami eksploatacyjnymi.

 

Do najważniejszych i najczęściej występujących z pewnością możemy zaliczyć:

 

  • częste awarie skutkujące wymuszonymi przerwami w pracy linii produkcyjnych,

  • ograniczona do zaledwie kilku lat żywotność urządzeń,

  • problemy z dotrzymaniem wymaganych parametrów pracy urządzenia,

  • problemy z koniecznością częstego czyszczenia parownika oraz skraplacza,

  • konieczność dołożenia zewnętrznej pompy wysokociśnieniowej lub dodatkowego zbiornika buforowego,

  • zwiększone koszty eksploatacyjne z uwagi np. na dobór urządzenia o zbyt dużej wydajności lub braku wydzielonego modułu free-coolingu.

 

Podsumowanie – wybierz optymalne urządzenie dla potrzeb procesu produkcyjnego

 

ICS Cool Energy jest częścią Trane Technologies, globalnego dostawcy niezawodnych rozwiązań chłodniczych. Oferujemy kompletne wsparcie w zakresie kontroli temperatury procesów technologicznych, które zapewniają optymalne funkcjonowanie przedsiębiorstw na całym świecie.

 

Od ponad 35 lat zapewniamy kompleksowe doradztwo i rozwiązania techniczne wiodącym firmom na całym świecie, pomagając im zachować zgodność z obowiązującymi przepisami, zmniejszyć zużycie energii, koszty eksploatacji i konserwacji. Znaczną część naszego sukcesu zawdzięczamy elastycznemu podejściu do oferowanych „pod klucz” rozwiązań technologicznych z opcjami obejmującymi zakup, wynajem i serwis chillerów procesowych – przy czym coraz większa liczba klientów decyduje się na kombinację wszystkich trzech opcji. Bez względu na to, jakie może być Twoje wyzwanie w zakresie kontroli temperatury procesu technologicznego, możemy Ci pomóc sprawić, aby to zadziałało optymalnie.

 

Zakres naszych usług obejmuje:

 

  • analizę wymagań obszaru działania instalacji procesowej,

  • weryfikację stanu istniejącego instalacji chłodzenia procesowego,

  • analizę techniczno-ekonomiczną kilku wariantów kontroli temperatury procesu technologicznego,

  • doradztwo w zakresie rozwiązywania problemów hydraulicznych oraz innych np. związanych z procesami korozyjnymi, zjawiskiem kawitacji oraz zapowietrzaniem się instalacji

  • doradztwo w zakresie możliwości wykorzystania tańszej energii oraz ewentualnych nadwyżek z instalacji OZE do celów chłodzenia procesowego.

 

Podsumowując, tylko precyzyjne rozwiązania gwarantują efektywność, wydajność i niezawodność instalacji chłodzenia procesowego, a konkretne rozwiązania dedykowane dla określonych sektorów przemysłu, prezentujemy

na stronie www.chlodzenie-procesowe.pl.

 

<<< Powrót do strony głównej >>>