Agregaty wody lodowej chłodzone wodą lub powietrzem
Ocena użytkowników: / 22
SłabyŚwietny 
Data dodania: 21.08.2011

Agregaty wody lodowej to urządzenia, które odprowadzają ciepło z cieczy. Znajdują one szerokie zastosowanie w klimatyzacji i przemyśle, dostarczając powietrze lub ciecz o odpowiednio niskiej temperaturze do utrzymywania konkretnych procesów technologicznych.

 

W systemach klimatyzacji woda lodowa wytworzona w chillerze trafia do wentylatoworych wymienników ciepła, lub innego rodzaju urządzeń końcowych. Ogrzana w tych wymiennikach ciecz zawraca z powrotem do agregatu. W przemyśle, schłodzona ciecz w parowniku, poprzez system pomp dystrybucyjnych, trafia do konkretnych chłodnic. Chłodnice przemysłowe wykorzystywane są do kontrolowanego chłodzenia produktów, mechanizmów i maszyn w wielu gałęziach przemysłu. Są one często wykorzystywane w przemyśle tworzyw sztucznych w procesie wtrysku i rozdmuchu, do chłodzenia oleju w procesie obróbki metali, odlewaniu i produkcji środków chemicznych, w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym, produkcji papieru i cementu do chłodzenia zasilaczy i stacji energii elektrycznej, urządzeń analitycznych, przy wytwarzaniu półprzewodników, sprężonego powietrza itd. Są one również wykorzystywane do chłodzenia specjalistycznych urządzeń w szpitalach takich jak MRI i lasery. Agregaty dla zastosowań przemysłowych mogą być scentralizowane, w którym jeden lub kilka agregatów o odpowiedniej mocy wytwarzają płyn, z uwzględnieniem strat na instalacji, o temperaturze zapewniającej utrzymanie procesu wymagającego najniższej temperatury, a układy podmieszania na poszczególnych odcinkach instalacji utrzymują możliwie stałą temperaturę na pozostałych procesach. W układach zdecentralizowanych, każdy proces ma swój własny agregat. Jest także możliwość połączenia obu agregatów scentralizowanych i zdecentralizowanych, gdy procesy wymagają tej samej temperatury, ale nie wymagają pracy ciągłej.

 

s46a
Rys. 1. Schemat agregatu ziębiącego ze skraplaczem chłodzonym powietrzem

 

Typy agregatów i rozwiązania

 

Agregaty ze skraplaczem chłodzonym powietrzem
Na ogół skraplacze instalowane są na zewnątrz budynku, najczęściej w jednej obudowie razem z pozostałymi częściami agregatu (wersja „monoblok”). Schemat urządzenia tego typu służącego do oziębiania cieczy przedstawiono na rysunku 1. Jest to najpopularniejsze i najczęściej stosowane rozwiązanie.
Do zalet takiej konstrukcji należy zaliczyć:
- ograniczone do minimum rozmiary urządzenia;
- stosunkowo niskie koszty inwestycyjne i instalacyjne;
- szeroki wachlarz oferowanych wydajności;
- opcja z wbudowanym modułem hydraulicznym (typu plug&cool);
-„ ograniczenie powierzchni maszynowni w budynku.

 

Wadami tego rozwiązania są:
- ograniczony zakres temperatury pracy urządzenia;
- ograniczona temperatura powietrza otaczającego dla pracy urządzenia (w standardowych rozwiązaniach do -15°C), zależna od rodzaju zastosowanego czynnika.

 

Oferowane są również rozwiązania, gdzie skraplacz chłodzony powietrzem zainstalowany na zewnątrz budynku, może być rozdzielony z pozostałymi elementami agregatu, które lokalizuje się w maszynowni wewnątrz budynku (wersja ze zdalnym skraplaczem). Schemat urządzenia tego typu przedstawia rysunek 2.
Zalety takiego rozwiązania to:
- małe rozmiary (samego agregatu bez skraplacza);
- wysoka efektywność energetyczna;
- możliwość ograniczenia hałasu (poprzez możliwość doboru skraplacza o rozbudowanej powierzchni).

 

Wadami tego rozwiązania są natomiast:
- ograniczenie odległości skraplacza od agregatu;
- podwyższone koszty instalacji i inwestycji;
- zwiększona ilość czynnika chłodniczego w obiegu;
- ograniczona temperatura powietrza otaczającego (w standardowych rozwiązaniach do -15°C) dla pracy urządzenia.

 

s46b
Rys. 2. Schemat agregatu ziębiącego ze zdalnym skraplaczem

 

Agregaty ze skraplaczem chłodzonym cieczą
W systemie tym, przedstawionym na rysunku 3, agregat jest wyposażony w skraplacz przystosowany do chłodzenia cieczą (wodą lub wodnym roztworem glikolu), która jest następnie schładzana w przeponowym wymienniku ciepła chłodzonym powietrzem, umiejscowionym na zewnątrz budynku. Wymiennik ten może być wykonany w wersji „suchej” (tzw. „drycooler”) lub w wersji ze zraszaniem wodnym. Woda omywająca rurki wymiennika dodatkowo intensyfikuje proces wymiany ciepła pomiędzy płynem a wymuszonym ruchem powietrza. Ponieważ system jest zamknięty musi być wyposażony w podstawowe urządzenia zabezpieczające w postaci przeponowego naczynia ciśnieniowego, zaworu bezpieczeństwa itp. System ten ma zastosowanie wszędzie tam, gdzie duża odległość od agregatu uniemożliwia zastosowanie systemu bezpośredniego ze zdalnym skraplaczem.

 

Zaletami systemu, są:
- brak ograniczenia odległości pomiędzy wymiennikiem zewnętrznym i agregatem;
- zastosowanie wody jako czynnika oziębianego;
- możliwość odzysku ciepła skraplania (nagrzewnica wtórna, CWU);
- praca agregatu przy praktycznie dowolnej temperaturze zewnętrznej;
- ciągła regulacja ciśnienia skraplania – utrzymywana na stałym poziomie;
- niski poziom hałasu;
- możliwie minimalna ilość czynnika chłodniczego.

 

Zakresy parametrów pracy (...)

 

Wyposażenie zabezpieczająco-sterujące agregatu (...)

 

Stabilizacja temperatury skraplania przy dużych zmianach temperatury powietrza chłodzącego skraplacz (...)

 

Podsumowanie

 

Wybór typu agregatu do chłodzenia płynu zależy w głównej mierze od warunków pracy i przeznaczenia urządzenia. Agregaty chłodzone powietrzem są dedykowane w głównej mierze dla użytkowników, którzy nie dysponują miejscem, w którym można by było umieścić maszynownię chłodniczą. Agregaty wody lodowej ze skraplaczami chłodzonymi cieczą wymagają stosowania dodatkowych elementów w postaci pomp dystrybucyjnych cieczy chłodzącej skraplacz, a także wież chłodniczych, co zwiększa koszt całej inwestycji, który musi ponieść użytkownik. Jednak stała temperatura skraplania tego typu urządzeń pozytywnie wpływa na efektywność energetyczną, a także zapewnia stabilną pracę przez cały rok i zmiany temperatury zewnętrznej nie mają na nią wpływu. Jeśli jest to możliwe, zimna woda do chłodzenia skraplaczy może być pobierana z pobliskiego zbiornika wodnego, co eliminuje stosowanie dodatkowych chłodni kominowych lub wentylatorowych.
„Deep Lake Water Cooling System” w Toronto jest tego świetnym przykładem. Na odpowiedniej głębokości temperatura wody w jeziorze w ciągu roku utrzymuje stałą wartość +4°C. Rezygnacja z dodatkowych chłodni przyczyniła się do obniżenia emisji dwutlenku węgla oraz zużycia energii. Ogrzana woda na powrocie ze skraplacza jest wykorzystywana do ogrzewania wody pitnej dla miasta, co jest wymogiem w zimnym klimacie.
Realizując funkcję grzania i chłodzenia w jednym urządzeniu, przyczyniamy się wzrostu jego efektywności energetycznej. Systemy ze skraplaczami chłodzonymi wodą są świetnym rozwiązaniem na obiektach, na których możemy wykorzystać ciepłą wodę wychodzącą ze skraplacza. Zastosowanie odpowiedniego czynnika chłodniczego w agregatach wody lodowej chłodzonych powietrzem także zapewnia stabilną pracę tych urządzeń niezależnie od pory roku.

 

s48a
Rys. 3. Schemat agregatu do oziębiania wody ze skraplaczem chłodzonym cieczą

 

LITERATURA
[1] Hans Jürgen ULLRICH: Technika Chłodnicza. Poradnik. Tom 2. IPPU MASTA. 1999.
[2] Zenon BONCA, Dariusz BUTRYMOWICZ, Waldemar TARGAŃSKI, Tomasz HAJDUK: Nowe czynniki chłodnicze i nośniki ciepła. Własności cieplne, chemiczne i użytkowe. Poradnik. IPPU MASTA. 2004.
[3] Kazimierz M. GUTKOWSKI, Dariusz J. BUTRYMOWICZ: Chłodnictwo i Klimatyzacja. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa, 2003, 2007.
[4] Pod redakcją Tadeusza R. FODEMSKIEGO: Domowe i handlowe urządzenia chłodnicze. Wydanie piąte. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa, 1976, 2000.
[5] Tadeusz BOHDAL, Henryk CHARUN, Marian CZAPP: Urządzenia chłodnicze sprężarkowe parowe. Podstawy teoretyczne i obliczenia. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa, 2003.
[6] Tom DAVE: Deep Lake Water Cooling – a matter of degrees. Environmental Scence & Engineering. September 2003. (http://www.esemag.com/archive/0903/cool.html)

 

AUTOR: Piotr BAJ
– P.P.H Cool

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.