Free cooling, czyli chłodzenie swobodne, pozwala zimą wyłączyć sprężarki chillera i chłodzić wodę samym powietrzem. System chłodzenia z free coolingiem projektujemy, dobudowujemy i naprawiamy w całej Polsce. Jeśli Twój chiller pracuje przy mrozie, chociaż obok stoi dry cooler, zadzwoń: +48 536 577 385. Zaczynamy od przeglądu zerowego instalacji.
Spis treści:
Free cooling: jak działa w polskim klimacie
W układzie z free coolingiem dry cooler przejmuje pracę sprężarki, gdy temperatura powietrza spada poniżej zadanego progu. Sprężarka wtedy stoi, natomiast obieg chłodzą tylko wentylatory dry coolera. Próg ustawia się zwykle 5 do 8 K poniżej zadanej temperatury wody lodowej, więc dla wody 12 °C tryb włącza się przy około 5 °C na zewnątrz. Poniżej zatem trzy tryby pracy, które przełącza zawór trójdrogowy.
| Tryb | Temperatura zewnętrzna (woda 12 °C) | Co pracuje | Pobór mocy dla chillera 200 kW |
|---|---|---|---|
| Sam chiller | powyżej 7 °C | Sprężarki, wentylatory skraplacza, a także pompy | 50 do 70 kW |
| Mieszany | około 0 do 7 °C | Dry cooler schładza wstępnie, chiller dochładza na mniejszym obciążeniu | 20 do 40 kW |
| Chłodzenie swobodne | poniżej 0 do 2 °C | Wyłącznie wentylatory dry coolera, a także pompy | 5 do 12 kW |
W Polsce przedział poniżej progu obejmuje dużą część doby od listopada do marca oraz chłodne noce wiosną i jesienią. Dlatego doposażenie układu skraca roczny czas pracy sprężarki nawet o kilka tysięcy godzin. Wiele zakładów ma już możliwość pracy w tym trybie, jednak jej nie wykorzystuje z powodu błędów hydraulicznych albo automatyki. Z tego powodu częściej modernizujemy istniejące układy, niż projektujemy nowe. Zdjęcia poniżej pokazują nasze instalacje z free coolingiem.
Ile oszczędza chłodzenie swobodne: przykład chillera 200 kW
Chłodzenie swobodne opłaca się tym bardziej, im więcej godzin w roku chiller pracuje i im wyższa jest temperatura wody lodowej. Na przykład poniższe wyliczenie robimy dla zakładu pracującego całą dobę, z wodą 12 °C i ceną energii 0,80 zł za kWh netto.
| Pozycja | Bez free coolingu | Z free coolingiem |
|---|---|---|
| Godziny w roku z temperaturą poniżej 5 °C (Polska centralna) | około 3 500 | około 3 500 |
| Średni pobór mocy w tych godzinach | 45 kW (sprężarki przy częściowym obciążeniu) | 9 kW (wentylatory i pompa) |
| Energia w sezonie zimowym | około 157 MWh | około 32 MWh |
| Koszt energii w sezonie | około 126 000 zł | około 25 000 zł |
| Oszczędność roczna | około 100 000 zł netto, plus mniej godzin pracy sprężarek i rzadsze naprawy | |
Natomiast przy wodzie 7 °C liczba godzin poniżej progu spada o połowę, a przy procesach na 15 do 20 °C rośnie do 5 000 i więcej. Dlatego chłodzenie swobodne najszybciej zwraca się w chłodzeniu hydrauliki maszyn, serwerowni i procesów o wyższej temperaturze medium. Zużycie swojego chillera policzysz w kalkulatorze zużycia prądu.
Objawy, które widać bez przyrządów
System chłodzenia z free coolingiem potrafi latami pracować źle, bo chiller i tak chłodzi. Poniższe sygnały wskazują, że oszczędności uciekają.
- Przy mrozie sprężarki chillera pracują, chociaż dry cooler stoi obok.
- Ponadto rachunki za prąd zimą są takie same jak latem.
- Dry cooler pracuje, jednak woda wraca prawie tak samo ciepła.
- Siłownik zaworu trójdrogowego buczy albo stoi w jednym położeniu.
- Po pierwszym mrozie dry cooler zaczął cieknąć na kolektorach.
- Wreszcie pompa obiegowa zgłasza alarm po dołożeniu dry coolera.
Pracujące zimą sprężarki oznaczają najczęściej błędną logikę sterowania albo zablokowany zawór. Dry cooler bez efektu wskazuje natomiast na zbyt małą powierzchnię wymiany albo recyrkulację ciepłego powietrza w niszy budynku. Przeciek po mrozie to zamarznięty wymiennik przez zbyt słaby glikol. Alarm pompy zdradza pominięte spadki ciśnienia na nowym wymienniku. Większość tych usterek diagnozujemy w pierwszej godzinie wizyty.
Modernizacja o free cooling krok po kroku
System chłodzenia z free coolingiem rzadko powstaje przez sam zakup dry coolera. Dlatego każdą modernizację poprzedza przegląd zerowy istniejącej instalacji.
- Zgłoszenie. Podajesz model chillera, moc, parametr wody albo glikolu i adres obiektu.
- Oferta na diagnostykę. Otrzymujesz cenę przeglądu zerowego z dojazdem.
- Przegląd zerowy. Mobilna grupa serwisowa sprawdza stan chillera, hydraulikę, pompy, bufor i możliwości sterownika.
- Protokół. Opisujemy warianty modernizacji z doborem dry coolera, zaworu i automatyki.
- Oferta na prace. Wyceniamy urządzenia, armaturę, glikol i robociznę, a wariant wybierasz Ty.
- Montaż i rozruch. Po uruchomieniu sprawdzamy wszystkie trzy tryby pracy i zapisujemy nastawy.
Termin prac ustalamy następnie po akceptacji oferty. Wyeksploatowanego chillera nie ma sensu rozbudowywać, dlatego przegląd zerowy łączymy wtedy z pracami opisanymi na stronie o obsłudze agregatów wody lodowej. Ponadto w starszych jednostkach Carrier, Trane czy Climaveneta dokładamy osobną szafę sterowniczą zamiast ingerować w sterownik fabryczny.
Dry cooler do chillera: jak go dobieramy
Dry cooler do chillera dobieramy z zapasem, ponieważ przy progu free coolingu różnica temperatur między glikolem a powietrzem wynosi tylko kilka stopni. Dlatego poniższa tabela pokazuje orientacyjne wartości dla wody lodowej 12 °C i progu 5 °C.
| Moc chillera | Moc dry coolera przy ΔT 5 K | Przepływ glikolu 35 procent | Typowa liczba wentylatorów EC | Miejsce na dachu lub placu |
|---|---|---|---|---|
| 50 kW | 70 do 90 kW | około 10 m³/h | 2 do 3 | około 3 × 1,5 m |
| 100 kW | 130 do 180 kW | około 20 m³/h | 4 do 6 | około 5 × 2,5 m |
| 200 kW | 260 do 360 kW | około 40 m³/h | 6 do 10 | około 8 × 2,5 m |
| 500 kW | 650 do 900 kW | około 100 m³/h | 12 do 20, często dwa urządzenia | około 12 × 2,5 m lub dwa moduły |
- Moc. Dry cooler dobieramy z zapasem 1,3 do 1,8 raza mocy chillera, bo przy progu free coolingu różnica temperatur jest mała.
- Glikol. Obieg zewnętrzny pracuje poniżej zera, więc stężenie dobieramy do najniższej temperatury w regionie, zwykle 30 do 40 procent.
- Wentylatory EC. Płynna regulacja obrotów daje cichą pracę nocą i niższy pobór prądu przy małym obciążeniu.
- Hydraulika. Sprawdzamy rezerwę pompy, średnice i izolację obejścia, bo bez izolacji ciepło przechodzi między zasilaniem a powrotem.
- Sterowanie. Zawór trójdrogowy przełącza trzy tryby: sam chiller, sam dry cooler albo tryb mieszany, w którym chiller tylko dochładza.
Certyfikowane dane wydajności wymienników publikuje program Eurovent Certified Performance, co warto sprawdzić przed wyborem modelu. Z kolei o samym urządzeniu piszemy na stronie dry cooler, a o stężeniu płynu na stronie tabela rozcieńczania glikolu.
Chiller z free coolingiem czy osobny dry cooler
Przy nowej inwestycji do wyboru są natomiast dwa warianty: chiller z free coolingiem, czyli agregat z dodatkowym wymiennikiem glikolowym w obudowie, albo standardowy chiller z osobnym dry coolerem i zaworem trójdrogowym. Natomiast przy modernizacji istniejącego układu zwykle zostaje tylko drugi wariant, czyli system chłodzenia z free coolingiem na osobnym dry coolerze.
| Kryterium | Chiller z free coolingiem (zintegrowany) | Chiller plus osobny dry cooler |
|---|---|---|
| Kiedy ma sens | Nowa instalacja, mało miejsca, a także jeden dostawca | Modernizacja, istniejący chiller, a także duża moc |
| Sterowanie | Fabryczne, w sterowniku chillera | Osobna szafa lub rozbudowa sterownika, zawór trójdrogowy |
| Serwis | Jedno urządzenie, jedna karta w CRO | Dwa urządzenia, dry cooler bez czynnika chłodniczego |
| Rezerwa przy awarii | Brak: awaria obudowy zatrzymuje oba tryby | Zimą dry cooler chłodzi mimo awarii chillera |
| Koszt | Wyższa cena agregatu, niższy montaż | Tańsze urządzenia, natomiast więcej rurociągów i automatyki |
Ile kosztuje free cooling w istniejącej instalacji
Przegląd zerowy instalacji kosztuje 1 800 do 2 500 zł netto, a dojazd 3,20 zł netto za kilometr w obie strony od bazy, z której wyjeżdża ekipa. W cenie są ponadto pomiary, ocena chillera i hydrauliki oraz protokół z wariantami modernizacji.
Koszt samej modernizacji zależy od mocy dry coolera, długości rurociągów i automatyki, dlatego podajemy go w ofercie po przeglądzie. Robocizna to 500 zł netto za roboczogodzinę jednego serwisanta i 750 zł netto za roboczogodzinę zespołu (dwie osoby lub więcej), a urządzenia i armaturę wyceniamy pozycja po pozycji. Badanie glikolu kosztuje 1 280 zł netto. Oferta jest ważna 7 dni.
Przy chillerze pracującym całą dobę inwestycja zwraca się zwykle w dwa do czterech sezonów zimowych. Jeśli natomiast układ ma już dry cooler, a pracuje tylko chiller, korekta sterowania jest tańsza od nowej inwestycji. Montaż prowadzimy razem z instalacją wody lodowej, a o dostępne dry coolery zapytaj dział handlowo-serwisowy: +48 530 805 705.
Najczęstsze błędy w układach z free coolingiem
W polskim przemyśle spotykamy powtarzalne błędy, które blokują chłodzenie swobodne. Część z nich wychodzi jednak dopiero po pierwszej zimie.
- Niedoszacowany dry cooler do chillera, który nie oddaje pełnej mocy przy temperaturach granicznych.
- Ponadto brak glikolu albo zbyt niskie stężenie, co kończy się zamrożeniem wymiennika.
- Dry cooler w niszy budynku, gdzie zasysa własne ciepłe powietrze.
- Automatyka, która nie blokuje sprężarki mimo pracującego dry coolera.
- Pompa bez rezerwy na spadek ciśnienia nowego wymiennika.
- Wreszcie obejście bez izolacji, przez które ciepło wraca do zasilania.
Każdy z tych błędów da się jednak usunąć bez wymiany całego układu. Dlatego przed inwestycją w nowy chiller warto sprawdzić, czy obecny nie pracuje zimą tylko przez błąd nastaw. Opisujemy to także na stronie free cooler.
Pytania i odpowiedzi
Czy mogę dodać free cooling do starego chillera?
W większości przypadków tak, ponieważ chłodzenie swobodne da się dobudować do każdego chillera ze sprawnym sterownikiem, jednak najpierw potrzebny jest przegląd zerowy. Sprawdzamy wówczas sprężarkę, wymiennik i sterownik. Przy chillerze starszym niż piętnaście lat dokładamy zewnętrzną szafę sterowniczą i nowy zawór trójdrogowy.
Jak szybko zwraca się modernizacja?
Przy pracy całodobowej zwykle w dwa do czterech sezonów zimowych. Zależy to przede wszystkim od mocy chillera, ceny energii i liczby godzin z temperaturą poniżej progu. Wyliczenie podajemy w protokole na podstawie liczników ze sterownika.
Czy free cooling wymaga glikolu w całym układzie?
Glikol musi być wszędzie tam, gdzie ciecz przepływa przez dry cooler na zewnątrz. Natomiast w układach z wymiennikiem pośrednim obieg wewnętrzny może pracować na wodzie. Taki wariant kosztuje więcej, jednak nie obniża wydajności chłodzenia w hali.
Czy dry cooler hałasuje w nocy?
Z wentylatorami EC pracuje cicho, bo nocą obroty spadają do minimum. Z kolei przy starszych wentylatorach AC dokładamy regulator obrotów albo wymieniamy je na EC. Poziom hałasu podajemy w ofercie na podstawie karty urządzenia.
Czy podacie cenę przez telefon?
Nie, ponieważ bez przeglądu nie wiemy, czy pompa i sterownik udźwigną nowy wymiennik. Najpierw wykonujemy przegląd zerowy, a następnie wysyłamy ofertę z wariantami. Dzięki temu nie płacisz za dry cooler, który nie zadziała.
Co przygotować przed telefonem
Zgłoszenie przyjmiemy szybciej, jeśli przed rozmową przygotujesz kilka rzeczy:
- Zdjęcie tabliczki znamionowej chillera.
- Ponadto parametr wody lub glikolu oraz godziny pracy w roku.
- Następnie schemat albo zdjęcia instalacji, pomp i zbiornika buforowego.
- Wreszcie miejsce na dry cooler, czyli dach albo plac, i sposób dostępu.
Zadzwoń pod +48 536 577 385, napisz na info@chillerserwis.com albo wypełnij formularz na stronie. Pracujemy od poniedziałku do soboty w godzinach 8:00 do 16:00, a system chłodzenia z free coolingiem projektujemy, budujemy i serwisujemy w całej Polsce.
Zobacz też: chiller Weiss 320 kW z free coolingiem, chiller Vertiv 120 kW oraz naprawa chillerów.
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.
