Wieże chłodnicze oraz schładzacze cieczy – dylematy i specyfika doboru Cz. 1. Wieże chłodnicze
Ocena użytkowników: / 2
SłabyŚwietny 
Data dodania: 04.12.2014

Dylematy związane z wyborem technologii odprowadzenia ciepła w instalacjach chłodniczych i klimatyzacyjnych powiązane są często ze specyfiką doboru urządzeń i aspektami analizy porównawczej pomiędzy wieżami chłodniczymi a schładzaczami cieczy. W obydwu przypadkach wybór urządzenia oparty powinien być o karty doboru urządzeń zawierające podstawowe parametry techniczne oraz inne informacje, które następnie posłużą projektantowi do wyspecyfikowania określonego modelu i niezbędnego wyposażenia opartego o optymalizację współpracy z innymi elementami instalacji.

Karty doboru urządzeń stanowią podstawowe źródło informacji o wydajności urządzenia przy określonych parametrach pracy, a ich uzupełnieniem powinny być katalogi techniczne oraz instrukcje obsługi i eksploatacji. Najczęstszym błędem, jaki popełniany jest na etapie wstępnej koncepcji, jest posługiwanie się danymi katalogowymi podającymi bazowe dane techniczne urządzeń przedstawianych przez producentów bardziej jako dane poglądowe opisujące typoszereg i zakres stosowania, aniżeli wiążące dane techniczne. Zarówno w przypadku schładzaczy cieczy, jak i przy doborze wież chłodniczych projektant ma możliwość posłużenia się programem doboru urządzeń, udostępnianym przez producenta urządzeń lub też poprzez uzyskanie takich informacji od przedstawiciela producenta. Teoretycznie w obu przypadkach uzyskane dane powinny być wartościowane jednakowo, aczkolwiek najczęściej projektant opiera się na doborach dostarczanych przez przedstawicieli producentów (lub pośredniczące firmy dystrybucyjne). Wynika to z asekuracyjnego i skądinąd logicznie słusznego założenia, iż dobory dostarczone przez upoważnionego przedstawiciela producenta stanowią jednocześnie gwarancję odpowiedzialności, znosząc ją równocześnie z samego projektanta instalacji (co nie do końca jest jednoznaczne i z czym autor osobiście się nie zgadza). Z innej strony projektant sugeruje się doświadczeniem personelu producenta, który teoretycznie opierając się na swojej wiedzy praktycznej, powinien dokonać wyboru uwzględniającego zarówno element cenowy, jak i techniczny. I tutaj może się kryć element niepewności, który wynika z braku wiedzy na temat doświadczenia technicznego i sprawności (wiedzy) w posługiwaniu się programem doborowym urządzeń przez pracownika producenta. Wbrew pozorom i na bazie własnego doświadczenia mogę stwierdzić, iż zarówno z wiedzą jak i doświadczeniem technicznym przedstawicieli producenta bywa różnie. Dlatego projektant oprócz wiedzy teoretycznej, uzyskanej w trakcie swojej edukacji oraz na bazie doświadczenia praktycznego powinien nie tylko uczestniczyć w szkoleniach dla projektantów organizowanych przez producentów urządzeń lub profesjonalne firmy konsultingowe, ale także powinien zdobyć wiedzę i umiejętności posługiwania się narzędziami doborowymi dla urządzeń, które zamierza zastosować w projektowanej instalacji. Kolokwialnie ujmując, „szanujący się” producenci oraz ci, którzy są pewni osiągnięcia zakładanych parametrów przez swoje produkty, umożliwiają dostęp do programów doborowych produkowanych przez nich urządzeń.

 

 

2014 10 64 1

Rys. 1. Screenshot strony www.cti.org ze wskazaniem linii o urządzeniach certyfikowanych

 

 

W przypadku zarówno wież chłodniczych, jak i schładzaczy glikolu programy doborowe dzielą się na dwie grupy. Pierwsza grupa to programy doborowe podstawowe, które najczęściej pozwalają na dobór urządzenia według określonego schematu i konfiguracji zależnej od bazy danych, jaką posługują się producenci. Baza danych pozwala na skonfigurowanie elementów składowych urządzenia, które zagwarantują odprowadzenie ciepła według wskazanych danych wejściowych w programie. Użytkownik posiada ograniczone możliwości w konfiguracji urządzenia bazującego na ustalonym schemacie konfiguracji. Innymi słowy wprowadzając dane wejściowe, program porównuje żądaną wydajność przy określonych parametrach dla specyficznej konfiguracji elementów składowych urządzenia, które zostało potwierdzone wcześniej przez badanie lub obliczenia producenta. Drugą grupę programów doborowych stanowią programy inżynierskie, najczęściej niedostępne dla podstawowych użytkowników, a obejmujące szereg narzędzi inżynierskich pozwalających na szczegółowe obliczenia termodynamiczne przy danej konfiguracji i specyficznych warunkach pracy poszczególnych elementów urządzenia. Wydruki szczegółowe z takich programów posiadają zwykle status poufności i nie są bezpośrednio udostępniane, a projektant uzyska jedynie potwierdzenie o spełnieniu lub niemożności spełnienia zakładanych parametrów. W przypadku obydwu programów doboru istotnym elementem wzmacniającym stopień zaufania jest posiadanie przez producenta certyfikatu wydajności na dane urządzenie. Certyfikaty wydawane są na urządzenia lub typoszereg urządzeń i są wiążące jedynie dla modelu/typoszeregu wymienionego w certyfikacie.

 

 

2014 10 65 1

Rys. 2. Wzór certyfikatu Eurovent na wieże chłodnicze www.eurovent-certification.com

 

 

Certyfikaty wydajności urządzeń nie są tożsame z certyfikatami jakości (np. certyfikaty ISO lub inne), a to stanowi element istotny przy akceptacji danego urządzenia i żądanie takiego certyfikatu powinno być standardem dla projektantów przy wyborze dostawcy lub producenta. Posiadanie certyfikatu wydajności na typoszereg lub określony model stanowi automatycznie potwierdzenie, że programy doborowe stosowane przez producenta urządzenia są godne zaufania i spełniają wymóg certyfikacji. Dla projektanta dokonującego wyboru i porównania urządzeń istotnym jest uzyskanie potwierdzenia wydajności, a jest to widoczne na karcie doborowej w postaci znaczka certyfikacyjnego lub stwierdzenia o posiadaniu takiego certyfikatu. Przedstawienie logo instytucji certyfikacyjnej bez jednoznacznego stwierdzenia o zgodności z określoną procedurą/normą nie stanowi potwierdzenia wydajności urządzenia przez certyfikat. Dlatego też projektant, dokonując analizy technicznej urządzeń na podstawie kart doboru ze znakiem instytucji certyfikującej, powinien zachować ostrożność, która sprowadzać się będzie do uzyskania danych od instytucji certyfikacyjnej o uzyskaniu pozytywnych sprawdzeń dla całego produktu (tzw. produktu gotowego).

 

 

2014 10 65 2

 

 

Należy tu nadmienić, iż niektórzy producenci wież chłodniczych nadużywają często oznaczeń instytucji certyfikacyjnych i niejednokrotnie starają się zasugerować swoim klientom, iż elementy konstrukcyjne ze znakiem certyfikacji stanowią o uzyskaniu certyfikacji dla całego produktu. Nic bardziej błędnego! Elementy konstrukcyjne, nawet kluczowe, które posiadają oznaczenie certyfikacyjne nie wpływają na uzyskanie certyfikatu wydajności dla całego urządzenia. Jedynie badanie na wydajność według wskazanych norm i procedur sprawdzających może potwierdzić posiadanie certyfikatu dla danego modelu, jednoznacznie określonego w certyfikacie. Należy pamiętać, iż zmiany w oznaczeniu modelu są spowodowane zastosowaniem dodatkowych opcji, często wpływających na wydajność urządzenia, a tym samym nie są gwarantowane wszystkie wskazane w doborze parametry techniczne. Taka sytuacja występuje np. przy zastosowaniu dodatkowych elementów tłumików akustycznych wymaganych bardzo często przez normy ograniczenia propagacji hałasu w danym środowisku – z praktyki wynika, iż niewielu producentów wykonuje badania wież chłodniczych wyposażonych w tłumiki hałasu, których zastosowanie wpływa na obniżenie wydajności nawet o około 10÷15% w porównaniu do urządzeń bez zastosowania tej opcji. Pominięcie przez projektanta tego szczegółu doprowadzi do nie uzyskiwania zakładanych wydajności i wpłynie na sprawność działania całej instalacji. Czy przewymiarowanie wieży chłodniczej jest rozwiązaniem tego dylematu i czy pozwala na pominięcie kosztu certyfikacji zmodyfikowanego urządzenia? Wbrew pozorom przewymiarowanie wieży chłodniczej pod względem wydajności nie jest rozwiązaniem pożądanym, a to przede wszystkim ze względu na konieczność zastosowania zmian w urządzeniach towarzyszących, ale nie tylko. Przewymiarowanie wieży chłodniczej oznacza albo zmianę wielkości powierzchni zraszania, albo też zwiększenie wielkości mocy silnika wentylatora. Przewymiarowanie mocy silnika zainstalowanego w wieży chłodniczej prowadzi w konsekwencji do zwiększenia zużycia energii i wpływa pośrednio na zmiany elementów zasilania i sterowania instalacji. Niekoniecznie także zwiększenie mocy silnika wentylatora wieży chłodniczej doprowadzi do pożądanego wzrostu wydajności do oczekiwanej wartości nominalnej wydajności instalacji. Często konieczna będzie zmiana wielkości powierzchni zraszania, co skutkować będzie zwiększeniem wielkości wieży chłodniczej, a to z kolei zwykle zwiększy koszt zakupu. Zwiększenie wielkości silnika wentylatora lub/i zwiększenie wielkości wieży najbardziej poprawne z punktu widzenia inżynierskiego jest równocześnie niepopularne, gdyż pokazuje wyraźnie zwiększenie zużycia energii i wspomnianych kosztów zakupu. Z tego też powodu potrzeba zastosowania dodatkowych rozwiązań jest często przemilczana w specyfikacji technicznej przez niektórych dostawców, a opcje wpływające na zmniejszenie wydajności chłodniczej wież podawane są przez oferentów jako oddzielne pozycje w specyfikacji cenowotechnicznej. Zadaniem projektanta jest więc nie tylko stawianie wymogów wydajnościowo-jakościowych dla specyfikowanych urządzeń, ale także czytanie propozycji cenowo-technicznej ze zrozumieniem oraz analiza parametrów i zadawanie dodatkowych pytań sprawdzających prawidłowość doboru. Jest to swoisty dialog pomiędzy dwoma oponentami, w którym zaufanie i wiarygodność odgrywa szczególnie kreatywną rolę. Dialog ten można porównać do modelu oksfordzkiego analizy sytuacyjnej, w którym podczas analizy argumentami dokonuje się porównania elementów na „tak” i elementów na „nie”. Od jakości współpracy pomiędzy projektantem i dostawcą zależy bezpieczeństwo instalacji, jej sprawność działania, ale i koszty eksploatacji. 

 

Sprawdzenie certyfikowanego modelu przez poszczególnych producentów możliwe jest na stronach organizacji certyfikujących, a w przypadku wież chłodniczych i schładzaczy cieczy w zależności od typu – są to zarówno Eurovent, jak i CTI (Cooling Technology Institute). Tylko urządzenia wymienione na stronach tych organizacji certyfikujących i rozpoznawane według zdefiniowanego klucza modelu są certyfikowane. Zmiana akcesoria wpływającego na wydajność, jak wspomniano, wymaga uzyskania oddzielnego certyfikatu na całe urządzenie i wskazane jest to poprzez odpowiednią symbolikę urządzenia – brak określonego modelu na liście certyfikowanych urządzeń jednoznaczne jest z brakiem certyfikatu wydajności. Oprócz programów doborowych niektórzy producenci posługują się jeszcze nomogramami doboru wież chłodniczych uzupełnionymi informacjami tabelarycznymi, które pozwalają na wskazanie modelu wieży zbliżonego do zadanych parametrów pracy lub schładzacza cieczy. Pomijając aspekt możliwego błędu podczas posługiwania się danymi w takiej postaci, wybór urządzenia przez projektującego instalacje narażony jest także na dodatkowy element ryzyka. Ryzyko to związane jest z tym, iż urządzenia nie certyfikowane obarczone są błędem pomiarowym. Bazując na informacjach uzyskanych z firm certyfikujących, wydajności wież chłodniczych i rozbieżność w deklarowanych wydajnościach w odniesieniu do rzeczywistych parametrów dla urządzeń nie certyfikowanych może sięgać nawet wartości do -15%. Wielu producentów, nawet popularnych z nazwy firm na rynku klimatyzacji i chłodnictwa nie posiada takich certyfikatów, próbując wmówić klientom, że jakość ich urządzeń jest tak pewna, że nie ma potrzeby tracić dodatkowo funduszy na oddzielną certyfikację. Element ten stanowi duże ryzyko dla projektanta a potem inwestora, zwłaszcza dla instalacji przemysłowych, ale także dla instalacji klimatyzacyjnych, gdzie podwyższenie temperatury skraplania urządzeń chłodniczych wpływa na wydajność i bezpośrednio na zużycie energii przez te urządzenia. Różnica w cenie, jaka bardzo często występuje pomiędzy urządzeniami nie certyfikowanymi a certyfikowanymi wyrównuje się na korzyść certyfikowanych, już w okresie dwóch lat od włączenia ich do eksploatacji.Innymi słowy nie certyfikowane urządzenie kupione taniej wpływa negatywnie na koszty eksploatacji już po około dwóch latach od zakupu, powodując zwiększenie kosztów zużycia energii, ale i zwiększenie kosztów obsługi serwisowej spowodowanej nadmiernymi przeciążeniami.

 

 

2014 10 66 1

Rys. 3. Program doboru wież chłodniczych Update firmy SPX Cooling Technologies

 

 

2014 10 66 2

Rys. 4. Nomogram – przykładowa krzywa doboru dla wież chłodniczych [www.gohl.de/uploads/media/HK__PL_JW.pdf]

 

 

Przystępując do wyboru technicznego rozwiązania odprowadzenia chłodu, projektant powinien rozważyć wiele czynników obejmujących miedzy innymi specyfikę źródła ciepła, miejsca instalacji oraz wpływu na otoczenie podczas pracy urządzeń przy ich maksymalnym obciążeniu. O wyborze technologii i urządzeń z uwzględnieniem specyfiki instalacji pisano już na łamach CH&K zarówno z punktu widzenia instalatora, jak i z uwzględnieniem specyfiki urządzeń rozmaitych producentów. Jak działa typowy program doborowy dla wież chłodniczych? Przy wyborze wieży chłodniczej do doboru wystarczy sprecyzowanie modelu urządzenia rozpatrywanego, jako ewentualne rozwiązanie lub też wskazujemy większy zakres typoszeregu, według którego program doborowy dokona selekcji w oparciu o niezbędne parametry. Dla wież chłodniczych tymi parametrami są: temperatura wejściowa i wyjściowa (zakres chłodzenia lub ang. cooling range), temperatura wilgotnego termometru (ewentualnie temperatura suchego termometru + wilgotność względna powietrza Rh%) oraz przepływ masowy lub ilość ciepła wymagana do odprowadzenia.

 

(...)

 

Druga część artykułu dotyczyć będzie podobnych rozważań na temat schładzaczy.

 

 

Jerzy KOT
Dyrektor Sprzedaży EEU & CIS
SPX Cooling Technologies

 

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.