Chłodzenie procesów przemysłowych to odbiór ciepła z maszyn, form, pieców i linii, a także chłodzenie procesów chemicznych w reaktorach, tak aby proces trzymał zadaną temperaturę niezależnie od pory roku i obciążenia. Chillerów przemysłowych nie wystarczy dobrać według wydajności katalogowej, ponieważ w zakładzie liczy się cały obieg: źródło chłodu, pompy, bufor, wymienniki, filtry, armatura, rurociągi i odbiorniki. W ChillerSerwis dobieramy, budujemy, diagnozujemy i serwisujemy układy chłodzenia procesowego, od chillera procesowego przy jednej maszynie po centralną instalację wody lodowej, w zakładach w całej Polsce. Ponadto chillery przemysłowe dostarczamy razem z pompownią, buforem i automatyką. Telefon do działu technicznego: +48 536 577 385.
Spis treści:
Chłodzenie procesowe: które procesy chłodzimy i w jakich temperaturach
Chłodzenie procesowe różni się od klimatyzacji tym, że temperatura medium wynika z technologii, a nie z komfortu. Dlatego projekt zaczynamy zawsze od tabeli odbiorników z temperaturą, mocą i charakterem obciążenia.
| Proces lub odbiornik | Temperatura medium | Typowa moc | Charakter obciążenia |
|---|---|---|---|
| Formy wtryskowe i rozdmuchowe | 8 do 15 °C woda lodowa | 20 do 500 kW | Cykliczne, skoki co kilkadziesiąt sekund |
| Hydraulika wtryskarek, pras, CNC | 25 do 35 °C | 5 do 50 kW na maszynę | Stałe, zależne od pracy zmianowej |
| Reaktory i procesy chemiczne | od minus 20 do plus 20 °C glikol | 50 do 1 000 kW | Szarżowe, duże piki przy reakcjach egzotermicznych |
| Lasery, spawarki, piece indukcyjne | 18 do 25 °C woda demineralizowana | 5 do 200 kW | Impulsowe, wymagana stała temperatura ±1 K |
| Ekstrudery, kalandry, wanny chłodzące | 10 do 20 °C | 30 do 400 kW | Stałe w ruchu ciągłym |
| Przetwórstwo spożywcze, tanki, pasteryzatory | 1 do 6 °C woda lodowa lub glikol | 50 do 800 kW | Szczyty przy schładzaniu partii |
| Serwerownie i elektronika przemysłowa | 12 do 18 °C | 20 do 500 kW | Stałe, praca 365 dni w roku |
Z kolei procesy w temperaturach ujemnych opisaliśmy osobno w tekście o chłodzeniu w niskich temperaturach, a wtryskarki w poradniku o chłodzeniu form.
Co dzieje się, gdy medium nie odbiera ciepła z procesu
Chłodzenie procesów przemysłowych psuje się zwykle stopniowo, a nie przez nagłą awarię chillera. Pierwszym sygnałem jest dłuższy czas dochodzenia do zadanej temperatury, niestabilna praca pomp albo pogorszenie powtarzalności produkcji. Dlatego poniżej zestawiamy objawy, które zgłaszają nam zakłady, i ich najczęstsze przyczyny.
| Objaw w procesie | Najczęstsza przyczyna | Co sprawdzamy |
|---|---|---|
| Temperatura medium na odbiornikach za wysoka, chiller pracuje bez przerwy | Zabrudzony skraplacz, niedobór czynnika, a latem za mała wydajność | Ciśnienia, przegrzanie, temperatura skraplania, a także czystość lamel |
| Chiller trzyma nastawę, ale maszyny grzeją się | Za mały przepływ: zatkane filtry, zapowietrzenie, źle dobrane pompy | Przepływ i różnica temperatur na każdym odbiorniku |
| Wahania temperatury co kilka minut | Brak bufora lub za mały bufor, cykliczne odbiorniki | Pojemność obiegu, histereza sterownika, liczba startów sprężarek |
| Odległe maszyny chłodzą gorzej niż bliskie | Brak równoważenia hydraulicznego | Zawory równoważące, spadki ciśnienia, a także średnice |
| Alarm przepływu lub przeciwzamrożeniowy | Zatkany filtr, zamknięty zawór, osad w parowniku | Czujnik przepływu, filtr siatkowy, a następnie delta T na parowniku |
| Rosnące zużycie prądu przy tej samej produkcji | Osad w wymiennikach, zużyte sprężarki, brak free coolingu | COP w punkcie pracy, stan wymienników, a także możliwość free coolingu |
Sama zmiana nastawy temperatury zwykle nie rozwiązuje problemu, ponieważ przyczyna leży po stronie hydrauliki, zabrudzeń, filtracji lub doboru pomp. Dlatego diagnostyka chłodzenia przemysłowego obejmuje cały obieg, a nie tylko chiller.
Diagnostyka układu chłodzenia przed decyzją o naprawie lub wymianie
Decyzja o wymianie chillera, modernizacji instalacji albo czyszczeniu wymienników powinna wynikać z pomiarów. W przeciwnym razie łatwo wymienić sprawny element i zostawić główną przyczynę w instalacji. Diagnostyka chłodzenia procesowego na obiekcie trwa zwykle jeden dzień i obejmuje czynności poniżej. Moc odbieraną z procesu liczymy z przepływu i różnicy temperatur, a ciepło właściwe wody i glikolu bierzemy z tablic Engineering ToolBox.
- Spis odbiorników z wymaganą temperaturą, mocą i profilem obciążenia w cyklu produkcji.
- Następnie pomiar temperatur zasilania i powrotu oraz przepływu na chillerze i na każdym odbiorniku.
- Potem pomiar parametrów chillera: ciśnienia, przegrzanie, dochłodzenie, prądy sprężarek, temperatura skraplania.
- Ponadto kontrolę pomp, filtrów, zaworów równoważących, bufora i odpowietrzenia.
- Dodatkowo badanie medium: stężenie i pH glikolu, inhibitory, osad.
- Wreszcie protokół z pomiarami, bilansem i zaleceniami w kolejności od najtańszych.
Chillery przemysłowe i chiller procesowy: dobór do procesu
Chillery przemysłowe dobieramy pod moc szczytową w najcieplejszy dzień roku, a nie pod sumę mocy znamionowych maszyn, która bywa dwa razy za duża. Natomiast chiller procesowy przy pojedynczej maszynie, na przykład laserze, dobieramy pod wymaganą stabilność temperatury, a nie tylko pod moc.
| Rozwiązanie | Kiedy ma sens | Zalety | Ograniczenia |
|---|---|---|---|
| Chiller procesowy przy maszynie | 1 do 3 odbiorników, wysokie wymagania stabilności | Prosty montaż, własna regulacja, a także szybki start | Ciepło oddawane do hali, więcej urządzeń do serwisu |
| Centralny chiller z instalacją wody lodowej | Wiele odbiorników, rozbudowa zakładu | Jedno źródło, rezerwa, a ponadto niższy koszt energii na kW | Potrzebna pompownia, bufor i projekt hydrauliki |
| Chiller z free coolingiem | Praca całoroczna, temperatura medium powyżej 10 °C | Zimą sprężarki stoją, dlatego oszczędność sięga 30 do 50 procent energii | Większy skraplacz, glikol w obiegu |
| Dry cooler bez sprężarek | Hydraulika maszyn, procesy 30 do 40 °C | Najtańsza eksploatacja | Latem temperatura ograniczona pogodą |
| Chiller glikolowy niskotemperaturowy | Reaktory, procesy od minus 20 °C | Stabilne ujemne temperatury | Niższa wydajność, droższy czynnik i izolacja |
Chłodzenie procesowe z centralnym chillerem ma sens od kilku odbiorników, natomiast poniżej tej skali chłodzenie technologiczne jednej maszyny taniej obsłuży agregat ustawiony przy niej. Chillery przemysłowe dobieramy spośród urządzeń Carrier, Trane, Clint, Hitema, Lennox i innych producentów, zależnie od czynnika, mocy i miejsca montażu. Ponadto zasady doboru chillera i budowy obiegu opisaliśmy w tekstach o projektowaniu układów chłodniczych oraz o budowie systemów z wodą lodową. Natomiast dry coolery i free cooling opisuje strona o dry coolerach.
Chłodzenie procesów chemicznych i innych wymagających procesów
Chłodzenie procesów chemicznych wymaga innego podejścia niż chłodzenie maszyn: reakcje egzotermiczne dają piki mocy, medium bywa agresywne, a temperatura procesu często jest ujemna. Dlatego w takich układach stosujemy przede wszystkim glikol o kontrolowanym stężeniu, wymienniki pośrednie oddzielające obieg procesu od obiegu chillera, bufor na piki oraz redundancję sprężarek lub drugi agregat. Chłodzenie procesów chemicznych obejmuje też skraplanie oparów, chłodzenie płaszczy reaktorów i wymienników w instalacjach destylacji. Ponadto automatyka musi przyjmować sygnał z linii, aby wyprzedzać wzrost obciążenia, a nie reagować dopiero na temperaturę powrotu. Chłodzenie procesów chemicznych projektujemy razem z technologiem zakładu, ponieważ to on zna przebieg reakcji i dopuszczalne odchylenia. Szczegóły znajdziesz w osobnym opracowaniu dla zakładów chemicznych i na stronie o układach dla reaktorów.
Instalacja wody lodowej i podłączenie odbiorników
Instalacja wody lodowej przenosi chłód między chillerem a odbiornikami, a jej wykonanie decyduje o stabilności temperatury. Chłodzenie przemysłowe wielu maszyn z jednego źródła wymaga, aby każda maszyna miała odcięcie serwisowe, filtr, zawór równoważący i punkt pomiaru temperatury. Jeżeli jednak instalację rozbudowywano etapami, zwykle brakuje właśnie równoważenia, dlatego odległe odbiorniki chłodzą gorzej niż bliskie. Ponadto zasady wykonania opisaliśmy na stronie o instalacjach wody lodowej, a chłodzenie pojedynczych maszyn na stronie o chłodzeniu maszyn i urządzeń.
Serwis i modernizacja chłodzenia procesów przemysłowych
Chłodzenie procesów przemysłowych serwisujemy w umowie: dwa przeglądy w roku, kontrola szczelności z wpisem do CRO, badanie glikolu i priorytet dojazdu do awarii. Natomiast modernizacja zaczyna się od audytu, a jej zakres układamy od działań najtańszych do najdroższych.
| Działanie | Efekt | Koszt orientacyjny netto |
|---|---|---|
| Diagnostyka układu z protokołem | Lista przyczyn, a następnie kolejność napraw | 1 800 do 2 500 zł |
| Czyszczenie skraplaczy i wymienników | Odzyskanie wydajności, a w rezultacie niższe zużycie prądu | Według czasu pracy: 500 zł za roboczogodzinę technika, 750 zł zespołu |
| Równoważenie hydrauliczne i wymiana filtrów | Równe chłodzenie wszystkich odbiorników | Robocizna plus armatura według oferty |
| Dobudowanie bufora i korekta automatyki | Stabilna temperatura przy cyklicznych odbiornikach, mniej startów sprężarek | Według oferty po diagnostyce |
| Free cooling lub dry cooler | Oszczędność energii zimą i w okresach przejściowych | Według oferty, zwrot zwykle 2 do 4 lata |
| Nowy chiller lub urządzenie zastępcze | Rezerwa mocy, czynnik o niskim GWP | Według oferty; na czas naprawy dostępny chiller z wynajmu |
Ponadto dojazd liczymy po 3,20 zł netto za km w obie strony od bazy, z której wyjeżdża ekipa, a badanie glikolu kosztuje 1 280 zł netto. Z kolei przy awarii w sezonie możemy podstawić chiller zastępczy, a naprawy agregatów opisaliśmy na stronie o naprawie chillerów.
Jak przygotować zapytanie
Chłodzenie procesów przemysłowych wyceniamy na podstawie kilku danych, które warto zebrać przed telefonem.
- Lista odbiorników z wymaganą temperaturą i mocą albo zdjęcia tabliczek maszyn.
- Ponadto profil pracy: zmiany, sezonowość, czy proces jest ciągły, czy szarżowy.
- Następnie rodzaj medium (woda, glikol, stężenie) i obecne źródło chłodu z tabliczką znamionową.
- Ponadto zdjęcia pompowni, schemat instalacji, jeśli istnieje, oraz kody alarmów ze sterownika.
- Wreszcie opis objawów: kiedy występują, przy jakiej pogodzie i obciążeniu.
Pytania i odpowiedzi
Czy każdy problem z chłodzeniem procesu oznacza wymianę chillera?
Nie. W większości zakładów, które diagnozujemy, przyczyną jest zabrudzony skraplacz, zatkany filtr, brak równoważenia albo za mały bufor. Natomiast wymiana chillera ma sens, gdy brakuje mocy w upał albo urządzenie pracuje na wycofywanym czynniku.
Jakie dane pomagają dobrać chłodzenie procesu przemysłowego?
Temperatura i moc każdego odbiornika, profil obciążenia w cyklu, rodzaj medium, lokalizacja urządzeń i dostępne zasilanie. Dzięki temu koncepcję z bilansem przygotowujemy w kilka dni.
Kiedy warto wykonać diagnostykę instalacji chłodzenia?
Gdy chłodzenie technologiczne latem nie nadąża, czyli maszyny grzeją się mimo pracującego chillera, gdy rośnie zużycie prądu albo przed rozbudową zakładu. Diagnostyka trwa wówczas jeden dzień i kończy się protokołem z kolejnością działań.
Czy istniejący układ można zmodernizować bez wymiany całej instalacji?
Tak. Równoważenie, filtry, bufor, falowniki na pompach i korekta automatyki zwykle przywracają stabilność bez wymiany rurociągów. Ponadto prace dzielimy na etapy w oknach serwisowych.
Jaki chiller procesowy wybrać do jednej maszyny?
Chiller procesowy dobieramy pod moc maszyny z zapasem 15 do 20 procent i pod wymaganą stabilność temperatury. Na przykład do laserów i spawarek potrzebny jest obieg z wodą demineralizowaną i dokładnością ±1 K, do hydrauliki wystarczy prosty agregat lub dry cooler.
Umów diagnostykę chłodzenia procesu
Zadzwoń pod numer +48 536 577 385 od poniedziałku do soboty w godzinach 8:00 do 16:00 lub napisz przez formularz kontaktowy. Dział handlowy i wynajem urządzeń: +48 530 805 705. Chłodzenie procesów przemysłowych projektujemy, budujemy i serwisujemy w całej Polsce, od pojedynczego chillera procesowego, przez chłodzenie procesów chemicznych, po centralną instalację wody lodowej z free coolingiem.
Zobacz też: chłodzenie wody technologicznej, chłodzenie hal oraz modernizacja agregatów.
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.
