W ostatnich latach odnotowano zdecydowaną zmianę w sposobie konserwacji budynków: od usuwania problemów do zapobiegania im. W wielu firmach istnieje stałe dążenie do redukcji wydatków. Sposobem na osiągnięcie tego celu jest przyjęcie podejścia zapobiegawczego i zmniejszenie prawdopodobieństwa awarii systemu HVAC.

Usługi termograficzne

Termografia to prosta i sprawdzona metoda nieinwazyjnego kontrolowania elektrycznych i mechanicznych elementów systemów wody lodowej bez przerywania ich ciągłości pracy. Obok analizy drgań lub analizy smarów jest to kolejny z mechanizmów zapobiegania problemom. Za jej pomocą można zapobiec zarówno krótkim przestojom, jak i awariom powodującym całkowite zniszczenie systemu HVAC. Wczesne wykrycie potencjalnych problemów zwiększa wydajność systemów HVAC i pozwala obniżyć koszty naprawy.

Termografia w podczerwieni wykorzystuje obrazowanie termiczne w podczerwieni do wykrywania i diagnozowania emisji ciepła przez różne elementy systemu wody lodowej. Wzrost emisji ciepła może oznaczać problemy z elementami elektrycznymi i mechanicznymi, które mogą spowodować awarie, nieplanowane wyłączenia i problemy z bezpieczeństwem.

Typowe problemy, które można rozwiązać za pomocą termografii to:

• poluzowane połączenia elektryczne,
• zużyte kable,
• awarie styczników i przełączników,
• obszary płyt drukowanych o podwyższonej emisji ciepła.

Rys. 1. Kabel L1 na złączu po lewej stronie przegrzewa się z powodu usterki złącza. Może to być powodowane poluzowaniem się złącza lub rdzą. Zalecane działanie: naprawienie połączenia i sprawdzenie, czy przegrzewanie się złącza i kabla przestało występować

Rys. 2. Złącze po prawej stronie ma wyższą temperaturę na wszystkich fazach. Jest to spowodowane wyższym obciążeniem elektrycznym. Zalecane działanie: sprawdzenie, czy złącze nie jest przeciążone. Jeśli obciążenie jest poniżej nominalnego, lecz temperatura jest powyżej zalecanej (przeważnie 70°C w kablach PVC), należy za pomocą miernika jakości zasilania prądu sprawdzić występowanie harmonicznych

Rys. 3. Na obrazie widać, że faza L3 trzeciego złącza od lewej przegrzewa się z powodu usterki. Zalecane działanie: wytyczne określone przez stowarzyszenie NETA (InterNational Electrical Testing Association) mówią, że różnica w temperaturze (dT) podobnych złączy przy podobnym obciążeniu przekraczająca 15°C, oznacza konieczność natychmiastowego podjęcia działań naprawczych

Rys. 4. Bezpieczniki w L1 i L3 wykazują przegrzewanie się i niejednolitą emisję ciepła. Zalecane działanie: sprawdzić, czy bezpieczniki wykazują asymetryczne obciążenie i, jeśli to konieczne, wymienić je

Rys. 5. Na L3 występuje wysoki opór. Zalecane działanie: sprawdzić obciążenie i różnicę w temperaturze (dT) względem innych faz, aby określić klasyfikację problemu (niski, średni, poważny, krytyczny)

Rys. 6. Sprawdzić, czy w urządzeniach elektrycznych nie występują poluzowane złącza. Wykazane zostało obciążenie 75% i temperatura w wysokości 45°C. Zalecane działanie: naprawić przy następnej zaplanowanej konserwacji

Rys. 7. Różnica w temperaturze między L3 i L1 wynosi 22,7°C. Zgodnie z wytycznymi organizacji NETA (InterNational Electrical Testing Association) oznacza to poważny problem. Dodatkowo temperatura na kablu L3 wynosi 84,3°C. Zgodnie z normą CENELEC HD 516 europejskiego komitetu standaryzacyjnego temperatura kabla PVC nie może przekraczać 70°C. W przeciwnym razie może dojść do spięć, przerw i pożarów. Zalecane działanie: naprawić kabel L3 i sprawdzić izolację na innych kablach

Rys. 8. Możliwy problem z pracą pierwszej sprężarki. Temperatura środkowej i prawej sprężarki jest o 55÷67°C niższa niż pierwszej sprężarki po lewej stronie. Zalecane działanie: sprawdzić obciążenia i pracę sprężarki, w celu określenia powodu znaczącej różnicy w temperaturze

Rys. 9. Na wszystkich trzech fazach występują poluzowane złącza lub pojawia się wysoki opór. Zmierzony prąd wynosi 80% nominalnego. Jest to w tych warunkach prawidłowe obciążenie. Temperatura górnych kabli jest o ok. 20°C wyższa od temperatury otoczenia wynoszącej 23°C. To mniej niż różnica 35°C określona w tab.1. normy IEC 947-1. Zalecane działanie: nie ma powodu przypuszczać, że izolacja przewodów została uszkodzona. Naprawę i kolejną kontrolę należy wykonać w ciągu 3 miesięcy

Rys. 10. Nieprawidłowe złącza spowodowały wzrost temperatury kabli powyżej 70°C. Jest to wartość wyższa od ograniczenia sformułowanego w normie CENELEC HD 516 Europejskiego Komitetu Standaryzacyjnego dla kabli PVC. Obciążenia są niskie: ok. 50% nominalnego. Temperatura kabli poddanych pełnemu obciążeniu jest nieznana. Zgodnie z normą IEC60724 do zwarcia w kablu PVC o przekroju

Przy urządzeniach mechanicznych termografia pozwala odnaleźć przegrzewające się łożyska, uszkodzone przekładnie i niedopasowane wały.

Kontrola termograficzna jest oparta na spostrzeżeniu, że awaria większości elementów systemu oznacza wzrost ich temperatury. Tabela1. przedstawia schemat klasyfikacji problemów identyfikowanych termicznie oraz proponuje działania stosowne do różnicy temperatury między fazami.

Konserwacje zapobiegawcze

1. Kontrola niskiego napięcia

Okresowe kontrole podczerwienią to najlepszy sposób na zdiagnozowanie i rozwiązanie problemów z panelami elektrycznymi agregatów wody lodowej, takich jak:

• wadliwe przyłącza/styki elektryczne,
• poluzowane przyłącza,
• skorodowane przyłącza,
• prąd przeciążeniowy,
• degradacja podzespołów elektrycznych,
• uszkodzone wyłączniki automatyczne,
• zużyte styczniki,
• uszkodzone bezpieczniki.

Kontrole elektryczne są bardzo często realizowane za pomocą kamer do obrazowania termicznego. Poluzowanie się połączeń elektrycznych powoduje wyższą oporność połączenia i wzrost jego temperatury. To z kolei może doprowadzić do usterek w poszczególnych elementach, powodując niezaplanowane przestoje, a nawet obrażenia ciała. Dodatkowo wydatkowanie energii na ciepło powoduje spadek ogólnej wydajności energetycznej systemu i niepotrzebne straty.

2. Kontrole mechaniczne

Okresowe kontrole podczerwienią w połączeniu z analizą drgań i oleju pozwalają na prewencyjną identyfikację potencjalnych problemów z elementami systemu HVAC i usunięcie ich przyczyn.

Choć obrazowanie termiczne najczęściej służy do wykrywania obszarów o podwyższonej emisji ciepła, to za jego pomocą można zrealizować wiele innych zadań. Jest to szczególnie prawdziwe dziś, gdy w wielu zakładach zostały opracowane regularne programy konserwacyjne. Obrazowanie w podczerwieni pozwala na realizację różnych procedur konserwacji prewencyjnej: sprawdzanie przenośników, wykrywanie przegrzanych wałków, a nawet na sprawdzanie samych budynków.

Raporty termograficzne

Pracownik techniczny wykonuje obrazy termiczne pracujących składników elektrycznych i mechanicznych systemów wody lodowej. Odpowiedni ekspert ocenia te obrazy — starsze i bieżące — a następnie przygotowuje szczegółowe raporty o aktualnym stanie przedstawionych składników wraz z możliwymi powodami anomalii. Klienci otrzymują szczegółowy raport wygenerowany przez skomputeryzowane skanowanie w podczerwieni, przedstawiający szczegółowe naprawy lub usprawnienia, które pozwolą uniknąć awarii i zwiększyć niezawodność. Przedstawiony raport wskazuje i omawia:

• wszystkie obszary zobrazowane klasycznie i w podczerwieni w ich bieżącym stanie,
• obszary, w których występują problemy,
• przygotowany przez eksperta zrozumiały opis zidentyfikowanych problemów,
• zalecenia dotyczące następnych kroków i rozwiązań,
• priorytety napraw zidentyfikowanych problemów.

Technologia termograficzna to jedno z narzędzi, która pozwala na wydajną realizację zadań związanych z nowoczesnymi budynkami. Między innymi dzięki niej budynki mogą spełnić najwyższe standardy wydajności energetycznej, niezawodności systemu, dbałości o środowisko oraz komfortu i bezpieczeństwa użytkowników.

Przedstawione ilustracje są rzeczywistymi przykładami działań prewencyjnych, które można zrealizować za pomocą rozwiązań firmy Trane. Obrazy zostały udostępnione przez firmę Fluke.

Piotr KRYSZTOFIK
dyrektor serwisu Trane
na Europę Środkową, Wschodnią i Rosję