Chłodzenie hal przemysłowych to inne zadanie niż klimatyzacja biura. Przede wszystkim hala ma kilka tysięcy metrów kwadratowych, dach nagrzewany słońcem do 60 °C, maszyny oddające dziesiątki kilowatów ciepła i bramy otwierane co kilka minut. Dlatego chłodzenie hal produkcyjnych i chłodzenie hal magazynowych rzadko polega na jednym urządzeniu: łączymy wentylację, chłodzenie adiabatyczne, rooftopy, chillery z nagrzewnico-chłodnicami i destratyfikację, zależnie od tego, ile ciepła trzeba odebrać i o ile stopni obniżyć temperaturę. Projektujemy, budujemy i serwisujemy takie układy w zakładach w całej Polsce.
Poniżej pokazujemy, jak policzyć zyski ciepła w hali, które metody dają jaki efekt za jakie pieniądze, jak wyglądają systemy chłodzenia hal produkcyjnych, czym różni się chłodzenie hali produkcyjnej od chłodzenia magazynu i co psuje się najczęściej w istniejących instalacjach.
Spis treści:
Chłodzenie hal przemysłowych: skąd bierze się ciepło
Zanim wybierzesz urządzenia, policz, ile ciepła wpada do hali. W przeciwnym razie chiller będzie za mały albo dwa razy za drogi.
| Źródło ciepła | Orientacyjna wartość | Uwagi |
|---|---|---|
| Dach nieizolowany lub słabo izolowany, lato | 60 do 120 W/m² powierzchni dachu | Największe źródło w halach magazynowych, zależne od koloru i izolacji |
| Dach izolowany (wełna 15 do 20 cm) | 15 do 30 W/m² | Izolacja dachu bywa tańsza niż dodatkowe 100 kW chłodu |
| Świetliki i okna | 300 do 600 W/m² powierzchni przeszklenia | Folie i zacienienie od południa |
| Maszyny i napędy | 50 do 90 procent mocy pobieranej przez maszynę | Wtryskarki, piece, sprężarki, zgrzewarki; część ciepła można odebrać wodą bezpośrednio z maszyny |
| Oświetlenie LED | 5 do 10 W/m² | Starsze lampy wyładowcze 15 do 25 W/m² |
| Ludzie przy pracy fizycznej | 150 do 250 W na osobę | Liczy się też wilgoć, nie tylko ciepło |
| Bramy i wentylacja | Zależnie od wymian powietrza | Każda wymiana powietrza latem wprowadza ciepło z zewnątrz, kurtyny powietrzne ograniczają straty |
Na przykład hala 3 000 m² z dachem słabo izolowanym (90 W/m² = 270 kW), 10 wtryskarek oddających 150 kW do powietrza, oświetlenie 20 kW i 40 osób (8 kW) ma zyski ciepła około 450 kW. Chłodzenie całej kubatury chillerem do 24 °C byłoby jednak bardzo drogie, dlatego w takiej hali najpierw odbieramy ciepło z maszyn wodą, izolujemy dach i dopiero resztę chłodzimy powietrzem.
Metody: chłodzenie hali produkcyjnej krok po kroku
| Metoda | O ile obniża temperaturę | Koszt inwestycji | Koszt energii | Kiedy ma sens |
|---|---|---|---|---|
| Wentylacja mechaniczna z nocnym przewietrzaniem | 2 do 5 K względem braku wentylacji | Niski | Niski | Każda hala jako pierwszy krok, magazyny bez wymagań temperaturowych |
| Destratyfikatory, wentylatory sufitowe | Odczuwalnie 2 do 3 K, bez zmiany temperatury powietrza | Niski | Bardzo niski | Hale wysokie, stanowiska pracy fizycznej |
| Chłodzenie adiabatyczne (ewaporacyjne) | 5 do 10 K w suche dni, mniej w parne | Średni | Niski (tylko wentylatory i pompa) | Hale produkcyjne bez wymagań co do wilgotności, duże kubatury |
| Rooftopy (dachowe agregaty z chłodnicą DX) | Do zadanej temperatury, zwykle 24 do 26 °C | Średni do wysokiego | Średni | Hale do 5 000 m², gdy trzeba trzymać temperaturę |
| Chiller z wodą lodową i nagrzewnico-chłodnice lub centrale | Do zadanej temperatury i wilgotności | Wysoki | Średni, niski z free coolingiem | Duże hale, procesy wrażliwe, wspólny układ z chłodzeniem maszyn |
| Chłodzenie maszyn wodą zamiast powietrza | Usuwa ciepło u źródła, często 30 do 50 procent zysków | Średni | Niski na 1 kW odebranego ciepła | Wtryskownie, piece, sprężarkownie, spawalnie |
Chłodzenie hal produkcyjnych w większości zakładów ma tę samą kolejność: najpierw odebrać ciepło z maszyn wodą i zaizolować dach, potem wentylacja i destratyfikacja, a dopiero na końcu chłodzenie powietrza w hali. Każdy kilowat usunięty na dwóch pierwszych etapach chłodzenia hal przemysłowych to kilowat, którego nie trzeba kupować w postaci chillera i opłacać co lato w rachunku za prąd. O chłodzeniu samych maszyn pisaliśmy we wpisie o chłodzeniu maszyn i urządzeń.
Chłodzenie hal magazynowych
Chłodzenie hal magazynowych różni się od produkcji tym, że źródłem ciepła jest głównie dach i słońce, a nie maszyny. Dlatego pierwszym krokiem jest izolacja i jasne pokrycie dachu, drugim wentylacja z nocnym przewietrzaniem. Z kolei chłodzenie mechaniczne stosuje się tam, gdzie towar ma wymagania: żywność, farmaceutyki, kosmetyki, tworzywa, elektronika. Chłodzenie hal magazynowych z towarem do 25 °C, na przykład magazynu 10 000 m², zwykle zapewniają rooftopy albo centrale z chłodnicą wodną zasilaną z chillera z free coolingiem, ponieważ przez większość roku wystarcza chłodne powietrze z zewnątrz.
Systemy chłodzenia hal produkcyjnych: co dobieramy
Systemy chłodzenia hal produkcyjnych budujemy z agregatów wody lodowej, dry coolerów, central wentylacyjnych, rooftopów i wymienników na odbiornikach. Przy wodzie lodowej o temperaturze 12 do 15 °C takie systemy chłodzenia hal produkcyjnych prowadzą ją do nagrzewnico-chłodnic rozmieszczonych nad stanowiskami, co pozwala chłodzić strefy pracy zamiast całej kubatury pod dachem. Natomiast zimą ten sam układ z dry coolerem pracuje bez sprężarek, co opisaliśmy we wpisie o free coolingu. Ponadto agregaty chłodzone powietrzem stawiamy na dachu lub placu, nigdy wewnątrz hali, ponieważ oddawałyby ciepło tam, skąd mamy je usunąć.
Chłodzenie hal przemysłowych: z jakimi awariami spotykamy się najczęściej
| Awaria | Przyczyna | Co robimy |
|---|---|---|
| Spadek wydajności chillera w upał | Zabrudzony skraplacz, niedobór czynnika, mikrowyciek | Mycie skraplacza, próba szczelności, uzupełnienie czynnika |
| Sprężarka staje na presostacie wysokiego ciśnienia | Wentylatory dry coolera lub skraplacza, recyrkulacja gorącego powietrza na dachu | Naprawa wentylatorów, zmiana ustawienia urządzeń, osłony |
| Niestabilna temperatura wody w buforze | Za mały zbiornik, sprężarka taktuje | Dołożenie bufora, zmiana nastaw histerezy |
| Wyciek glikolu | Rozszczelnione połączenia, uszkodzony wymiennik płytowy | Wymiana uszczelek i wymiennika, kontrola stężenia |
| Korozja rurociągów | Kondensat na nieizolowanych odcinkach w wilgotnej hali | Izolacja, wymiana odcinków, opis we wpisie o izolacji |
| Rooftop nie chłodzi, choć pracuje | Brudne filtry, oblodzony parownik, uszkodzony zawór rozprężny | Filtry, czynnik, zawór, test pod obciążeniem |
Każda z tych awarii wymaga oczywiście innej ścieżki diagnostycznej. Dlatego jeszcze przed wyceną wykonujemy pomiary: ciśnienia ssania i tłoczenia, przegrzanie, dochłodzenie, prądy sprężarek, przepływ i różnicę temperatur wody lodowej, historię alarmów ze sterownika. Z kolei zakres napraw opisaliśmy we wpisie o naprawie chillerów, a rooftopów we wpisie o serwisie rooftopów Lennox.
Konserwacja i przeglądy instalacji chłodzącej halę
W halach produkcyjnych obciążenie cieplne zmienia się w cyklach dobowych oraz sezonowych. Z tego powodu rekomendujemy dwa przeglądy techniczne rocznie: wiosenny sprawdza gotowość do lata (skraplacze, czynnik, wentylatory, glikol, nastawy), jesienny przygotowuje układ do pracy zimowej z free coolingiem (stężenie glikolu, zawory przełączające, zabezpieczenia przeciwzamrożeniowe). Następnie przegląd kończy się protokołem z pomiarami i kontrolą szczelności zgodną z rozporządzeniem F-gazowym. Ponadto wentylację i centrale obsługujemy w ramach serwisu wentylacji przemysłowej.
Modernizacja chłodzenia hali
Chłodzenie hal produkcyjnych sprzed lat często wymaga więcej niż naprawy. Wiele hal pracuje bowiem na układach sprzed 15 lat: chillery na wycofywanych czynnikach, pompy o stałych obrotach, brak free coolingu i brak izolacji dachu. Modernizację prowadzimy etapami, bez zatrzymywania produkcji: najpierw pomiary i bilans, potem odbiór ciepła z maszyn wodą, dalej dry cooler i pompy na falownikach, na końcu wymiana lub retrofit agregatu. W rezultacie typowy efekt to niższa temperatura na stanowiskach o 3 do 6 K i zużycie energii na chłodzenie mniejsze o 30 do 50 procent. Na czas prac zapewniamy wynajem chillera.
Ile kosztuje chłodzenie hali przemysłowej
Chłodzenie hal przemysłowych zaczynamy od audytu. Audyt chłodzenia hali z pomiarami i bilansem ciepła kosztuje 1 800 do 2 500 zł netto, dojazd 3,20 zł netto za kilometr w obie strony, a roboczogodzina przy naprawach 500 zł netto dla jednego serwisanta i 750 zł netto dla zespołu. Natomiast koszt inwestycji zależy od metody: wentylacja i destratyfikacja to ułamek kosztu chillera, chłodzenie adiabatyczne kilka razy mniej niż rooftopy na tę samą halę, a układ wody lodowej z free coolingiem ma najwyższy koszt wejścia i najniższy koszt eksploatacji. Dlatego wycenę przygotowujemy w dwóch lub trzech wariantach z szacunkiem kosztu energii.
Pytania i odpowiedzi
Jaka temperatura w hali produkcyjnej jest dopuszczalna?
Przepisy BHP nie podają górnej granicy dla większości prac, jednak powyżej 28 °C pracodawca zapewnia napoje, a wydajność spada. W praktyce chłodzenie hali produkcyjnej projektujemy na 24 do 26 °C na stanowiskach, nie w całej kubaturze.
Czy da się schłodzić halę bez chillera?
Często tak: wentylacja z nocnym przewietrzaniem, destratyfikacja i chłodzenie adiabatyczne obniżają temperaturę o kilka stopni za ułamek kosztu. Natomiast chiller jest potrzebny, gdy trzeba trzymać zadaną temperaturę niezależnie od pogody.
Jak często należy serwisować instalację chłodzenia hali przemysłowej?
Dwa pełne przeglądy rocznie, wiosną i jesienią. Ponadto przy pracy ciągłej i dużym zapyleniu skraplacze czyścimy częściej, nawet co kwartał.
Czy można zmodernizować stary chiller w hali, czy lepiej kupić nowy?
Decyzja zależy od stanu sprężarek, wymienników i czynnika. Na przykład retrofit i nowa automatyka kosztują zwykle 30 do 60 procent ceny nowego agregatu, dlatego audyt poprzedza każdą rekomendację.
Co zrobić w sytuacji nagłej awarii chillera w hali produkcyjnej?
Spisać kod alarmu ze sterownika, nie kasować go wielokrotnie, ograniczyć obciążenie i zadzwonić do działu diagnostycznego. W międzyczasie podstawiamy chiller zastępczy.
Umów audyt chłodzenia hali
Jeśli latem w hali robi się za gorąco, maszyny tracą wydajność albo planujesz nową halę, zadzwoń pod numer +48 536 577 385 od poniedziałku do soboty w godzinach 8:00 do 16:00 lub napisz przez formularz kontaktowy. Chłodzenie hali produkcyjnej lub magazynu projektujemy po pomiarach: przyjedziemy z rejestratorami temperatury i kamerą termowizyjną, policzymy bilans i zaproponujemy wariant dopasowany do hali i budżetu.
Zobacz też: dry coolery, serwis central wentylacyjnych oraz chłodzenie linii do produkcji dywaników gumowych.
Potrzebujesz przeglądu, diagnostyki albo naprawy?
Serwisujemy agregaty wody lodowej, chillery i urządzenia chłodnicze wszystkich marek w całej Polsce. Podaj markę i model urządzenia oraz opisz problem, a zaproponujemy termin i wycenę.
Poniedziałek do soboty, 8:00 do 16:00. Pracujemy w całej Polsce.
