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 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 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