Instalacje wody lodowej

Instalacje wody lodowej coraz częściej wypierane są przez uktady klimatyzacyjne z bezposrednim odparowaniem freonu w chłodnicy powietrza (parowniku). Dzieje się, tak zwłaszcza dla wydajności chłodniczej urządzeń klimatyzacyjnych do 20,0 kW.

Instalacje z bezpośrednim odparowaniem freonu coraz częściej pojawiają się tam, gdzie wydajność chłodnicza sięga 200 kW. Tylko większe instalacje wciąż pracują w oparciu o systemy wody lodowej, jednak oferowane są systemy z bezposrednim odparowaniem freonu z coraz to większą wydajnoscią chłodniczą. Dlaczego tak się dzieje? Jest kilka powodow: • Po pierwsze, czynniki chłodnicze w układach chłodniczych nie zamarzają w naszych warunkach atmosferycznych, można więc je dowolnie wystawiać na ich dzialanie.

• Wyeliminowany jest czynnik pośredniczący w wymianie energii cieplnej (woda, mieszanina glikolu, solanka), więc układ chłodzenia jest znacznie prostszy.

• System z bezpośrednim odparowaniem freonu wymaga mniejszej kontroli pracy.

• Potencjalnie sprawność układu z bezpośrednim odparowaniem freonu jest wyższa niż układu wody lodowej.

• Prostsza jest  budowa  urządzeń chłodniczych. Czy oznacza to, ze instalacje wody lodowej zostaną wkrótce zastąpione systemami z bezpośrednim odparowaniem freonu? Niezupełnie, gdyż aspekt ekologiczny sprawia, że sytuacja juz wkrótce może ulec odwróceniu.

Wszystko zależy od decyzji legislacyjnych. Jest dóże prawdopodobieństwo, że z uwagi na efekt cieplarniany, w przyszlym 10-leciu stosowane obecnie w klimatyzacji freony R410A i R407G podzielając swoich poprzednikow, czyli R12 i R22 -będą sukcesywnie wycofywane z eksploatacji. Obecnie nie ma nowych syntetycznych zamienników spełniających oczekiwania ustawodawcow. Jest więc prawdopodobne, że do łask powrócić czynniki chlodnicze znane od początków chłodnictwa R744 (dwutlenek węgla) i R717 (amoniak). Są to tak zwane naturalne czynniki chłodnicze (występują w środowisku naturalnym). Między innymi z uwagi na wysokie ciśnienia pracy w układzie chłodniczym dla GO2 oraz wybuchowość i toksyczność amoniaku, nie znajdą zastosowania w klimatyzatorach (urządzeniach klimatyzacyjnych z bezpośrednim odparowaniem). Pozostaje jednak szerokie zastosowanie w systemach wody lodowej (amoniak jest szeroko stosowany w instalacjach typowo chłodniczych, średnich i dużych wydajności chłodniczych). Sercem każdej instalacji jest agregat wody lodowej. Ze wzglqdu na budowę rozróżniamy nastqpujące najpopularniejsze typy agregatow: •  Sprężarkowe kompaktowe zewnętrzne ze skraplaczem powietrznym - stanowią monoblok chłodniczy instalowany na zewnątrz budynku. Jest to najprostsze i najtansze inwestycyjnie rozwiązanie. Jedynym problemem jest konieczność stosowania cieczy niskokrzepliwych jako czynników pośrednich, aby zabezpieczyć ciecz w instalacji przed zamarznięciem w okresie zimowym.

• Sprężarkowe  kompaktowe wewnętrzne ze skraplaczem powietrznym - stanowią monoblok chłodniczy instalowany wewnątrz budynku, z wentylatorem skraplacza przystosowanym do przyłączenia kanałow wentylacyjnych dla wymuszenia od-powiedniego przepływu powietrza przez skraplacz; ich wydajnosci chłodnicze zwykle nie przekraczają 50 kW, co ważne, przy spelnieniu pewnych warunkow umozliwiają stosowanie w instalacji wody bez obaw o jej zamarznięcia.

• Sprężarkowe kompaktowe wewnętrzne ze skraplaczem wodnym - stanowią monoblok chłodniczy instalowany wewnątrz budynku, do chłodzenia skraplacza wykorzystywana jest ciecz, więc wymagają albo zewnętrznego źrodła wody chłodzącej (np. skraplacze na statkach), albo wentylatorowej chłodnicy cieczy zlokalizowanej na zewnajrz budynku (ciecz musi charakteryzować się obniżonym punktem temperatury krzepnięcia). Instalacje z takimi agregatami umozliwiają stosowanie w instalacji wody wodociągowej bez obaw o jej zamarznięcie. Przy rozwiązaniu tego typu układ mozna łatwo rozbudować o free cooling.

• Sprężarkowe kompaktowe wewnętrzne ze skraplaczem rozdzielnym - agregat wyposazony w parownik, sprężarką, element dlawiący i automatykq sterującą jest instalowany wewnątrz budynku, na zewnątrz umieszczony jest skraplacz. Układ taki najczęściej wymaga zabudowy zbiornika czynnika chłodniczego i zwiększenia ilości freonu. Wymaga także umiejętnego zaprojektowania  przewodow  freonowych lączących agregat ze skraplaczem, aby zapewnic właściwy powrót oleju do sprężarki. Rozwiązanie takie umozliwia stosowanie w instalacji wody wodociągowej bez obaw o jej zamarznięcie. Jest też bardziej ekonomiczne w eksploatacji od rozwiązania agregatu ze skraplaczem wodnym i wentylatorową chłodnicą cieczy chłodzącej skraplacz, lecz rzadko stosowane.  • Sprężarkowe typu split - agregat składa się z dwóch części połączonych ze sobą przewodami freonowymi: agregatu na zewnątrz (sprężarka, często zawór dławiący, skraplacz, wentylator skraplacza, automatyka sterująca) i modułu hydraulicznego instalowanego wewnątrz budynku (parownik, pompa obiegowa wody lodowej, naczynie wzbiorcze, automatyka, czasem zbiornik buforujący). Zwykle są to agregaty niewiel-kich wydajnosci chłodniczych (do 25 kW) stosowane do klimatyzacji domów, a ostatnio bardzo często w systemach pomp ciepła dla domow jednorodzinnych. Instalacje z takimi agregatami umożliwiają stosowanie w instalacji wody wodociągowej bez obaw o jej zamarznięcie.

• Sprężarkowo-pompowe agregaty kompaktowe - stanowią monoblok chłodniczy   instalowany na zewnątrz budynku. Przeplyw czynnika chłodniczego wymuszany jest w zależności od temperatury powietrza zewnętrznego albo przez sprężarką, albo przez pompą obiegową z pominięciem elementu dławiącego. Agregat umozliwia doskonałą w tak zwanym free coolingu bez koniecznosci budowy układu pośredniego. Z uwagi na kompaktową budową, problemem jest konieczność stosowania cieczy niskokrzepliwych jako czynnikow pośrednich, aby zabezpieczyć ciecz w instalacji przed zamarznięciem w okresie zimowym. • Sprężarkowe kompaktowe zewnętrzne ze skraplaczem powietrznym i wodnym - stanowią monoblok chłodniczy instalowany na zewnątrz budynku. Agregat umożliwia częściowy odzysk energii cieplnej skraplania do celow grzewczych lub produkcji cieplej wody uzytkowej. Ponownie konieczne jest stosowanie cieczy niskokrzepliwych jako czynnikow pośrednich, aby zabezpieczyć ciecz w instalacjach przed zamarznięciem w okresie zimowym.

• Absorpcyjne kompaktowe najczęściej wewnętrzne - są to agregaty kompaktowe, stosowane często w znacznie cieplejszych strefach geograficznych lub tam, gdzie wystqpują znaczne ilosci ciepia technologicznego / odpadowego w postaci pary do zagospodarowania.

W kolejnym odcinku omowię podstawowe parametry instalacji wody lodowej, czyli: przeplyw, pojemność zladu oraz temperatury cieczy, a także zajmę się sposobem wyboru cieczy pośredniej.

 Autor: Piotr Celmer