ABC klimatyzacji. Woda lodowa (2)


Reklama

Wilo pomaganie przez serwisowanie

Agregaty najczęściej umożliwiają regulację zadanej temperatury wody powrotnej. Dlatego bardzo ważne jest, by dobrać odpowiednią pompę obiegową. Jeśli agregat posiada wydajność chłodniczą 50 kW, to nominalny wydatek pompy obiegowej wyniesie: m = Q/(c * Dt) = 50/(4,192 * 5) = 2,39 kg/s, m = 8,59 m3/h. Jeśli zastosujemy pompę o zbyt małym wydatku, wzrośnie nam różnica temperatur pomiędzy wodą powrotną a ochłodzoną (przy spadku strumienia o 20% różnica temperatur wzrośnie o 20% do 6°C). Im większa różnica temperatur, tym mniejsza wydajność klimakonwektorów i chłodnic w centralach klimatyzacyjnych.
Dodatkowo, przy rażąco niskim przepływie, temperatura wody po ochłodzeniu może osiągnąć 4°C. Przy tej temperaturze zadziała zabezpieczenie przeciwzamrożeniowe agregatu i agregat wyłączy się awaryjnie. Należy także pamiętać, że im większa jest różnica pomiędzy temperaturą wody zasilającej agregat a temperaturą wody wylotowej z agregatu przy jego nominalnej pracy, tym niższa będzie osiągana przez niego wydajność chłodnicza. Kolejnym ważnym parametrem jest pojemność instalacji wody lodowej. Zład wodny musi być tym większy, im mniejszy jest zakres regulacji wydajności chłodniczej agregatu wody lodowej. Problem ze zbyt małym zładem wody lodowej pojawia się, gdy łączny odbiór chłodu jest mniejszy od wydajności chłodniczej agregatu.
Sprężarki chłodnicze pomiędzy kolejnymi cyklami załączania muszą pozostać wyłączone przez kilka, kilkanaście minut, by ostygło uzwojenie silnika i nie spalił go duży prąd rozruchowy. Załóżmy, że agregat posiada tylko jedną sprężarkę bez regulacji wydajności chłodniczej. Temperatura zadana wody powrotnej wynosi 12°C, krok załączenia wynosi 3°C, czyli agregat powinien się załączać przy temperaturze 15°C i wyłączyć przy temperaturze 12°C. Po osiągnięciu temperatury powrotu wody 12°C agregat wyłączy się, a jego automatyka zacznie odliczać 10 minut zwłoki niezbędne do wychłodzenia uzwojeń silnika. W tym czasie zład wody lodowej podgrzewa się, odbierając energię cieplną od chłodnic powietrza. Jeśli zład jest zbyt mały, jego podgrzanie w ciągu 10 minut będzie większe niż krokowe 3°C i sytuacja może być taka, że temperatura wody lodowej osiągnie 15°C. Woda taka, zasilając klimakonwektory dobrane na temperaturę zasilania 7°C, będzie odbierała znikomą ilość energii cieplnej. W przypadku agregatów wielosprężarkowych lub z kilkoma stopniami regulacji efekt będzie taki, że będą załączały się stopniowo wszystkie sprężarki, by po chwili się wyłączać.
Temperatura wody lodowej będzie niestabilna, a użytkownik płacił będzie wysokie rachunki za energię elektryczną (przy rozruchu sprężarki pobierane przez nią prądy są dużo większe niż przy jej nominalnej pracy). Zależy nam, by sprężarki pracowały w sposób możliwie ciągły. By dobrać odpowiednią pojemność zładu wody lodowej, musimy sięgnąć albo do wytycznych producenta agregatu wody lodowej, który zamierzamy zastosować, albo policzyć go sami. Np. jeśli wydajność chłodnicza agregatu wody lodowej wynosi 120 kW, agregat składa się z trzech równych sprężarek typu on-off (czyli 3 * 40 kW), których czas pomiędzy poszczególnymi załączeniami 270 s, a oczekiwany krok przyrostu temperatury wynosi 2°C, wymagana pojemność wyniesie:
m = Q * t/(c * DT) = 40 kW * 270 s/(4,195 kJ/kgK * 2 K) = 1287 kg @ 1287 l.
Ponieważ niecała ciecz zawarta w instalacji wody lodowej krąży, do otrzymanego wyniku powinniśmy dodać około 15%, więc otrzymujemy minimalną wielkość zładu 1480 l. Jeśli zainstalowany agregat posiada śrubową sprężarkę z tak zwaną płynną regulacją (tak naprawdę zmiana regulacji jest krokowa), sprawa się nieco komplikuje. Sprężarka taka posiada minimalną wydajność chłodniczą, poniżej której pracuje na zasadzie on-off. Zwykle jest to 30% wydajności dla jednej sprężarki. W pozostałym zakresie wydajności sprężarka posiada około 20 kroków wydajności. Zmiana wydajności następuje według odczytu temperatury wody powrotnej na zasadzie:
* temperatura wody powrotnej rośnie – zwiększ wydajność o krok (zwłoka zwiększenia wydajności zwykle 60 s),
* temperatura wody powrotnej maleje – zmniejsz wydajność o krok (zwłoka zmniejszenia wydajności zwykle 20 s),
* temperatura wody powrotnej nie zmienia się – pozostaw wydajność niezmienioną.
Najczęściej temperatura odczytywana jest z dokładnością 0,1°C.
Zakładając, że stabilizacja temperatury wody lodowej potrzebna jest nam zawsze, wielkość wody lodowej wyniesie: m = 36 kW * 270 s/(4,192 kJ/kg K * 2 K) = 1159 kg, co daje około 1333 l zładu. Jednak dla zakresu wydajności chłodniczej tego agregatu 30÷100%, minimalna pojemność zładu wynosi: m = 4,2 kW * 60 s/(4,192 kJ/kgK * 0,1 K) = 601 kg, co daje około 660 l zładu. W praktyce, przy instalacji takich agregatów dla klimatyzacji komfortu, dopuszcza się dłuższy krok w zakresie wydajności 0-30% i rezygnuje z montażu zbiornika buforowego wody lodowej. Oszczędza to miejsce i pieniądze zarówno przy inwestycji, jak i eksploatacji. W kolejnym odcinku przedstawię sposoby na poprawę pracy niestabilnej instalacji wody lodowej.
Pior Celmer

Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdf 

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij