Sprawdzenie, czy chiller ma wystarczający przepływ wody lodowej, polega na porównaniu wartości zmierzonej z danymi producenta parownika. Robimy to na podstawie mocy, różnicy temperatur i pomiaru na rurze, bez zatrzymywania instalacji. Przepływ niższy od minimalnego grozi zamarznięciem parownika i alarmem. Zadzwoń: +48 536 577 385, pracujemy na terenie całej Polski.
Przepływ wody lodowej a praca parownika
Parownik chillera jest projektowany na określony zakres przepływu. Producent podaje przepływ nominalny, minimalny i maksymalny. Te trzy liczby wyznaczają okno, w którym urządzenie pracuje stabilnie.
Gdy przepływ spada poniżej minimalnego, woda przechodzi przez wymiennik wolniej, a czynnik chłodniczy odbiera od niej ciepło nierównomiernie. Temperatura wyjściowa wody spada, a w skrajnym przypadku na ściankach rurek tworzy się lód. Zamarznięty parownik to jedna z droższych awarii w chłodnictwie, bo lód może rozerwać rurki i wpuścić glikol albo wodę do obiegu czynnika.
Dlatego chiller ma czujnik lub presostat przepływu i zabezpieczenie przed zamarzaniem. Alarm przepływu nie jest złośliwością sterownika. To ostatnia zapora przed uszkodzeniem wymiennika. Jeśli alarm wraca, nie omijaj go zworą. Najpierw trzeba ustalić, ile wody naprawdę płynie.
Za duży przepływ też szkodzi. Przekroczenie wartości maksymalnej zwiększa prędkość wody, a z nią erozję rurek i hałas. Zwykle obniża też różnicę temperatur, przez co układ pracuje mniej efektywnie.
Jak obliczyć przepływ wody lodowej z mocy i ΔT
Podstawowy wzór to Q = m · cp · ΔT. Q to moc chłodnicza w kW, m to strumień masy wody w kg/s, cp to ciepło właściwe wody (około 4,19 kJ na kilogram i kelwin), a ΔT to różnica temperatur zasilania i powrotu w kelwinach.
Przekształcasz go do postaci m = Q / (cp · ΔT). Wynik w kg/s zamieniasz na metry sześcienne na godzinę, mnożąc przez 3600 i dzieląc przez gęstość wody, czyli około 1000 kg/m³.
Przykład ilustracyjny. Załóżmy chiller o mocy 100 kW pracujący z różnicą temperatur 5 K. Strumień masy wynosi 100 / (4,19 · 5), czyli około 4,8 kg/s. To około 17,2 m³/h. Jeśli zmierzysz na instalacji wyraźnie mniej, a moc urządzenia jest zgodna z danymi, wiesz, gdzie szukać problemu.
Ten sposób ma ograniczenie: potrzebujesz wiarygodnej mocy chłodniczej w danej chwili. Moc odczytana ze sterownika albo z danych sprężarki jest przybliżeniem. Dlatego obliczenie traktujemy jako kontrolę, a nie jako jedyny pomiar.
Przy glikolu wzór zostaje, ale zmieniają się dane. Ciepło właściwe mieszaniny jest niższe niż wody, a gęstość wyższa. Orientacyjnie oznacza to potrzebę nieco większego przepływu objętościowego dla tej samej mocy. Dokładne wartości bierz z karty produktu glikolu dla stężenia i temperatury, które masz w instalacji.
Metody pomiaru przepływu wody lodowej
Żadna metoda nie jest idealna. Dlatego łączymy co najmniej dwie i porównujemy wyniki.
- Przepływomierz ultradźwiękowy nakładany, montowany na zewnątrz rury
- Spadek ciśnienia na parowniku odczytany z krzywej producenta
- Zawory równoważące z króćcami pomiarowymi
- Punkt pracy pompy odczytany z jej krzywej
Przepływomierz ultradźwiękowy nakładany. Czujniki mocujesz na rurze, więc nie otwierasz obiegu. Potrzebujesz prostego odcinka rury przed i za miejscem pomiaru (orientacyjnie kilkanaście średnic przed i kilka za), czystej powierzchni i znanej średnicy oraz grubości ścianki. Zapowietrzona woda i gruby osad pogarszają wynik.
Spadek ciśnienia na parowniku. Producent podaje wykres lub tabelę zależności spadku ciśnienia od przepływu. Odczytujesz ciśnienie przed i za parownikiem, liczysz różnicę i szukasz przepływu na krzywej. Przepływ jest w przybliżeniu proporcjonalny do pierwiastka ze spadku ciśnienia. Metoda jest szybka, ale wymaga sprawnych manometrów i wiarygodnego wykresu dla konkretnego modelu.
Zawory równoważące z pomiarem. Zawór z króćcami pomiarowymi i znanym współczynnikiem przepływu pozwala odczytać przepływ w danej gałęzi. Producenci armatury hydraulicznej, na przykład Danfoss (zawory równoważące LENO), opisują takie rozwiązania do równoważenia instalacji. Przy okazji montażu instalacji wody lodowej warto zaplanować je w miejscach, gdzie później będziesz chciał mierzyć. Opisujemy to przy montażu instalacji wody lodowej.
Krzywa pompy. Mierzysz różnicę ciśnień na pompie, przeliczasz ją na wysokość podnoszenia i odczytujesz przepływ z charakterystyki. To metoda pomocnicza. Przy płaskim fragmencie krzywej mały błąd ciśnienia daje duży błąd przepływu, a zużyty wirnik przesuwa charakterystykę względem katalogu.
Objawy i przyczyny złego przepływu
Za mały przepływ widać po kilku rzeczach. Różnica temperatur zasilania i powrotu jest większa niż zakładana. Pojawia się alarm przepływu albo zabezpieczenie przed zamarzaniem. Ciśnienie ssania spada, a przegrzanie rośnie lub waha się. Jeśli analizujesz takie objawy po stronie czynnika, pomoże materiał o przegrzaniu i dochłodzeniu czynnika chłodniczego, bo zły przepływ wody często udaje usterkę obiegu chłodniczego.
Za duży przepływ daje odwrotny obraz. Różnica temperatur jest mała, na przykład około 2 K zamiast 5 K. Chiller ma duże zapotrzebowanie na chłodzenie według wskazań, a odbiorniki i tak nie dostają mocy. Słychać szum wody, a pompa pracuje na krańcu krzywej.
Przyczyny, które spotykamy najczęściej:
- Zapchany filtr siatkowy przed parownikiem
- Powietrze w instalacji, które blokuje wymiennik i pompę
- Pompa dobrana do innego punktu pracy, niż potrzebuje instalacja
- Przymknięte lub źle ustawione zawory, także te po remoncie
- Kamień i osad w wymienniku, który podnosi opory
- Zbyt wysokie stężenie glikolu względem założeń projektu
- Zużyty wirnik pompy albo zła kierunkowość obrotów
- Zawór trójdrogowy lub regulacyjny, który nie otwiera się w pełni
Część z nich wychodzi przy planowych czynnościach, dlatego kontrola filtra i ciśnień jest elementem przeglądu i konserwacji chillerów. Jeśli pompa jest dobrana źle, a instalacja się zmieniła, rozważa się wymianę lub korektę. Opisujemy to w tekście o modernizacji agregatów wody lodowej. Pamiętaj, że remont nie zmienia parametrów urządzenia, więc dobór pompy odnosimy do danych tabliczki i producenta.
Pomiar przepływu to pierwszy krok do policzenia, ile chłodu faktycznie oddaje agregat. Cały tok pomiaru opisaliśmy w artykule pomiar wydajności chillera na obiekcie.
Audyt przepływu: pomiar i dokumentacja
Zaczynamy od rozmowy i danych: model chillera, moc, rodzaj czynnika roboczego w obiegu wodnym, stężenie glikolu, schemat instalacji. Każda naprawa u nas jest poprzedzona diagnostyką albo przeglądem zerowym, więc przepływ mierzymy przed jakąkolwiek ingerencją.
Na miejscu sprawdzamy filtr, odpowietrzenie, ustawienie zaworów i kierunek obrotów pompy. Następnie mierzymy przepływ co najmniej dwiema metodami, na przykład przepływomierzem nakładanym i spadkiem ciśnienia na parowniku. Równolegle zapisujemy temperatury zasilania i powrotu, ciśnienia oraz pobór pompy.
Wyniki zapisujemy w protokole. Zawiera on warunki pomiaru, użyte metody, odczyty, porównanie z danymi producenta i wniosek: przepływ mieści się w oknie albo nie. Przy odchyłce opisujemy przyczynę i rekomendację, bez wykonywania prac poza zakresem uzgodnionym z Tobą. Do protokołu dołączamy zapis pomiarów, żebyś mógł porównać stan po zmianach.
Pracujemy jako niezależny serwis pogwarancyjny, z certyfikowanymi technikami F-gaz. Bazę serwisową mamy w Wałsnowie 22b, a pomiary przepływu robimy u klientów w całej Polsce. Nie sprzedajemy części osobno i nie dostarczamy dokumentacji producenta DTR. Koszt audytu zależy od liczby punktów pomiarowych, dostępu do rur i dojazdu.
Pytania i odpowiedzi
Jaki powinien być przepływ przez parownik chillera?
Wartość znajdziesz w danych producenta jako przepływ nominalny oraz minimalny i maksymalny. Nominalny odpowiada pracy przy założonej różnicy temperatur, najczęściej około 5 K. Poniżej minimalnego przepływu parownik nie jest bezpiecznie chroniony przed zamarznięciem, dlatego nie schodź pod tę granicę.
Czy ultradźwiękowy przepływomierz nakładany jest dokładny?
Przy dobrze wybranym miejscu pomiaru daje wynik wystarczający do oceny instalacji. Potrzebny jest prosty odcinek rury, czysta ściana i znana średnica oraz grubość ścianki. Na rurze z grubym osadem albo przy zapowietrzeniu wynik się rozjeżdża, więc sprawdzamy go drugą metodą.
Czy większy przepływ jest lepszy dla chillera?
Nie. Zbyt duży przepływ obniża różnicę temperatur, zwiększa prędkość wody w parowniku i obciąża pompę. Chiller może wtedy pracować z niskim ΔT i słabym obciążeniem, a sterowanie zaczyna taktować sprężarki. Szukamy wartości zbliżonej do nominalnej, a nie jak największej.
Jak zmienia się przepływ po dodaniu glikolu?
Glikol ma większą lepkość i mniejsze ciepło właściwe niż woda, więc przy tej samej mocy potrzebny jest nieco większy przepływ objętościowy, a opory rosną. Skalę zmiany odczytasz z karty produktu glikolu dla Twojego stężenia i temperatury. Zmieniają się też krzywa pompy i spadek ciśnienia na parowniku.
Czy pomiar przepływu wymaga zatrzymania instalacji?
Przepływomierz nakładany montujemy na pracującej instalacji, bez otwierania obiegu. Odczyty ciśnień na zaworach pomiarowych też robimy w trakcie pracy. Zatrzymanie jest potrzebne dopiero wtedy, gdy trzeba wyczyścić filtr albo wymienić element.
Co przygotować przed telefonem
Przed rozmową zbierz podstawowe dane. Dzięki nim od razu ocenimy, czy wystarczy pomiar, czy potrzebny jest szerszy audyt.
- Model i moc chillera oraz zdjęcie tabliczki znamionowej
- Rodzaj i stężenie glikolu albo informacja, że krąży sama woda
- Opis objawów: alarmy, różnica temperatur, kiedy problem się zaczął
- Schemat lub zdjęcia instalacji: pompa, filtr, zawory, parownik
Zadzwoń: +48 501 179 381 albo +48 536 577 385, napisz: info@coldway.pl. Odbieramy od poniedziałku do soboty, 8:00 do 16:00. Możesz też użyć formularza kontaktowego.
