Kamera termowizyjna w kilka minut pokaże, który zacisk w szafie chillera się grzeje, gdzie izolacja przestała działać i czy skraplacz pracuje całą powierzchnią. Pod warunkiem, że pomiar wykonano w odpowiednich warunkach, a obraz czyta ktoś, kto zna budowę urządzenia. Termowizja chillera źle przeprowadzona daje kolorowe zdjęcia bez wartości. Dobrze przeprowadzona jest jednym z najtańszych sposobów wykrycia usterek, zanim zatrzymają produkcję. W tym artykule opisujemy, jak w ColdWay wykonujemy badanie termowizyjne agregatu wody lodowej, co pokazuje każda część termogramu i jak wykorzystać wyniki w planie napraw.
Czym jest termowizja chillera i kiedy ma sens
Kamera termowizyjna rejestruje promieniowanie podczerwone i przelicza je na temperaturę powierzchni. Nie widzi wnętrza rur ani sprężarki. Widzi tylko to, co dzieje się na powierzchni elementów, a różnice temperatur są śladem tego, co dzieje się w środku.
Badanie termowizyjne zlecamy w kilku sytuacjach:
- jako część audytu technicznego przed decyzją o naprawie, modernizacji albo wymianie urządzenia,
- przed sezonem letnim, gdy chiller ma wejść w okres pełnego obciążenia,
- gdy zabezpieczenia w szafie wybijają bez wyraźnej przyczyny,
- gdy rośnie zużycie energii, a parametry na sterowniku wyglądają poprawnie,
- po większej naprawie, żeby potwierdzić, że wszystkie połączenia są dokręcone, a obieg pracuje równomiernie.
Wyniki termowizji dobrze łączą się z analizą zużycia energii, którą opisujemy w artykule zużycie energii przez chiller, jak je zmierzyć i obniżyć.
Warunki pomiaru, bez których termogram nic nie znaczy
Najczęstszy błąd, gdy wykonywana jest termowizja chillera, to badanie urządzenia, które stoi albo pracuje na minimalnym obciążeniu. Połączenie elektryczne o podwyższonej rezystancji grzeje się proporcjonalnie do kwadratu płynącego prądu. Przy małym obciążeniu nawet poważna usterka może być niewidoczna. Dlatego badanie wykonujemy, gdy sprężarki pracują możliwie blisko nominalnej wydajności, a odczyt prądu z miernika zapisujemy razem z termogramem.
Na wynik wpływa też kilka czynników fizycznych:
- emisyjność powierzchni. Błyszcząca miedź, aluminium lamel i stal nierdzewna odbijają promieniowanie otoczenia, więc kamera pokazuje na nich zaniżoną lub przypadkową temperaturę. Na takich powierzchniach stosujemy znaczniki o znanej emisyjności,
- odbicia. Słońce, lampy i ciało operatora odbite w gładkiej obudowie potrafią udawać gorący punkt,
- wiatr i nasłonecznienie. Na dachu wiatr chłodzi elementy, a słońce nagrzewa obudowę. Pomiary zewnętrzne planujemy rano albo w pochmurny dzień,
- odległość i kąt. Mały zacisk z dużej odległości zlewa się z tłem, a pomiar pod ostrym kątem zaniża wynik.
Przed badaniem ustalamy z działem utrzymania ruchu, kiedy instalacja pracuje z największym obciążeniem i czy w tym czasie da się bezpiecznie otworzyć szafę. Sprawdzamy też, czy na sterowniku nie są aktywne ograniczenia wydajności, bo chiller pracujący z ograniczeniem nie pokaże prawdziwego obrazu. Kamerę ustawiamy na emisyjność odpowiadającą badanej powierzchni, a temperaturę odbitą mierzymy przed rozpoczęciem pomiarów.
Strona elektryczna: szafa, styczniki i zaciski sprężarek
Termowizja szafy zasilającej i sterującej to zwykle pierwsza część badania. Szukamy różnic temperatur między fazami tego samego obwodu i między podobnymi elementami pracującymi przy podobnym prądzie.
- zacisk jednej fazy wyraźnie cieplejszy od pozostałych oznacza najczęściej poluzowane połączenie albo utlenioną końcówkę przewodu,
- gorący stycznik przy chłodnych przewodach wskazuje na zużyte styki,
- równomiernie podwyższona temperatura całego obwodu przy prawidłowym napięciu sugeruje przeciążenie, na przykład sprężarkę pracującą przy zbyt wysokim ciśnieniu skraplania,
- nagrzany zacisk w skrzynce przyłączeniowej sprężarki to sygnał, żeby sprawdzić też uzwojenie i izolację.
Prace w szafie pod napięciem wykonuje wyłącznie osoba z uprawnieniami, z zachowaniem odległości bezpiecznej. Termogram rejestrujemy przy otwartych drzwiach szafy tylko wtedy, gdy pozwalają na to warunki bezpieczeństwa.
Obieg chłodniczy na termogramie
W obiegu czynnika termowizja pokazuje przede wszystkim rozkład temperatur na wymiennikach i rurociągach. Najwięcej informacji dają cztery miejsca.
Skraplacz. Sprawny skraplacz chłodzony powietrzem ma równomierny rozkład temperatury na całej powierzchni lamel. Zimna plama oznacza fragment, przez który nie płynie czynnik albo powietrze, na przykład przez zatkane lamele lub niesprawny wentylator. Wyraźnie chłodniejsza dolna część może świadczyć o nadmiarze czynnika zalegającym w skraplaczu.
Filtr odwadniacz. Różnica temperatur między wejściem a wyjściem filtra w linii cieczy oznacza spadek ciśnienia, czyli częściowe zatkanie. Na termogramie widać to od razu, bez otwierania obiegu.
Zawór rozprężny i linia ssawna. Oszronienie lub nierówny rozkład temperatury za zaworem pomaga ocenić, czy zawór pracuje stabilnie. Termogram nie zastąpi jednak pomiaru przegrzania, o czym piszemy niżej.
Sprężarka. Lokalnie gorąca obudowa albo bardzo wysoka temperatura przewodu tłocznego to sygnał do sprawdzenia warunków pracy, oleju i stanu zaworów.
Strona wodna: parownik, pompy i izolacja
Po stronie wody lodowej kamera szybko pokazuje straty, których nie widać na sterowniku. Mostki termiczne na rurociągach i armaturze, przerwy w izolacji, zawilgocona otulina i miejsca, w których skrapla się woda, to energia tracona przez cały sezon. Na pompach obiegowych sprawdzamy temperaturę obudowy silnika i łożysk, bo przegrzewający się silnik pompy często zapowiada awarię wcześniej niż hałas.
Przy parowniku porównujemy temperaturę wody na wejściu i wyjściu z odczytami czujników sterownika. Rozbieżność wskazuje na błędny czujnik, a błędny czujnik oznacza złą regulację całego układu. Gdy różnica temperatur na parowniku odbiega od projektowej, warto sprawdzić przepływ, co opisujemy w artykule przepływ wody lodowej w instalacji z chillerem.
Termowizja to nie wszystko. Pomiary, które ją uzupełniają
Kamera wskazuje miejsca do sprawdzenia, ale nie stawia diagnozy, a sama termowizja chillera nie zastąpi pomiarów. W ColdWay każde badanie termowizyjne łączymy z pomiarami bezpośrednimi:
- ciśnienie ssania i tłoczenia z manometrów elektronicznych, a z nich przegrzanie i dochłodzenie,
- temperatura wody lodowej na zasilaniu i powrocie mierzona termometrem kontaktowym,
- pobór prądu sprężarek, wentylatorów i pomp w każdej fazie,
- spadki ciśnienia na filtrach i parowniku po stronie wody,
- historia alarmów i trendy zapisane w pamięci sterownika.
Dopiero zestawienie obrazu z kamery z tymi danymi pozwala odróżnić rzeczywistą usterkę od artefaktu pomiaru. Informacje o kamerach i zasadach pomiaru termowizyjnego udostępnia producent przyrządów pomiarowych Testo.
Termogram pokazuje miejsca problemów, a liczby daje dopiero pomiar wydajności chillera z przepływem, temperaturami i mocą elektryczną.
Raport z badania i co z nim zrobić
Raport, którym kończy się termowizja chillera, nie powinien być zbiorem zdjęć. Każdy termogram w naszym raporcie ma zdjęcie w świetle widzialnym, opis miejsca, warunki pracy w chwili pomiaru, temperaturę punktu, temperaturę odniesienia i ocenę pilności. Usterki dzielimy na trzy grupy: do usunięcia od razu, do zaplanowania przy najbliższym postoju oraz do obserwacji przy kolejnym badaniu.
W praktyce najczęściej wykrywamy poluzowane zaciski zasilania sprężarek i wentylatorów, zużyte styczniki, częściowo zatkane filtry odwadniacze, fragmenty skraplacza wyłączone z pracy przez brud oraz nieszczelną izolację na zaworach i filtrach siatkowych po stronie wody. Każda z tych usterek osobno wygląda niewinnie, razem potrafią podnieść zużycie energii i doprowadzić do zatrzymania chillera w upalny dzień.
Powtarzanie badania w tych samych warunkach co rok daje możliwość porównania. Rosnąca różnica temperatur na tym samym zacisku to wyraźny sygnał, a nie przypadek. Wyniki termowizji traktujemy jako część szerszej oceny instalacji, którą opisujemy w artykule audyt energetyczny instalacji HVAC. Gdy w obiegu pracuje też dry cooler, badamy go w tym samym przebiegu, bo oba urządzenia wpływają na siebie, o czym piszemy w tekście dry cooler a chiller.
Najczęściej zadawane pytania
Czy termowizję chillera można wykonać w czasie pracy produkcji?
Tak, a nawet powinno się ją wykonać właśnie wtedy. Chiller musi pracować pod obciążeniem możliwie bliskim nominalnemu, bo tylko wtedy usterki elektryczne i nierównomierna praca wymienników są widoczne na termogramie.
Jak często wykonywać badanie termowizyjne agregatu wody lodowej?
Dla większości instalacji wystarcza raz w roku, najlepiej przed sezonem letnim. Przy urządzeniach krytycznych dla produkcji albo po wykryciu usterek do obserwacji warto robić to częściej.
Czy kamera termowizyjna wykryje wyciek czynnika?
Zwykle nie bezpośrednio. Może pokazać skutki niedoboru czynnika, na przykład nietypowy rozkład temperatur na skraplaczu lub parowniku, ale wyciek lokalizuje się wykrywaczem nieszczelności i potwierdza pomiarem ciśnień.
Co dostajemy po badaniu?
Raport z termogramami, zdjęciami, opisem warunków pomiaru, oceną pilności każdej usterki i zaleceniami. Raport może być podstawą planu napraw lub modernizacji.
Chcesz sprawdzić swój chiller kamerą termowizyjną? Wykonamy badanie pod obciążeniem, uzupełnimy je pomiarami ciśnień, temperatur i prądów, a wyniki przekażemy w czytelnym raporcie z priorytetami napraw. Pracujemy na urządzeniach wszystkich popularnych producentów. Zadzwoń do ColdWay: +48 536 577 385.
