Chiller czy dry cooler do wody technologicznej? To pytanie pada przy każdej rozbudowie zakładu. Chłodzenie wody technologicznej to jeden z tych układów, o których zakład myśli dopiero wtedy, gdy linia zaczyna zwalniać latem. Tymczasem od wyboru źródła chłodu zależy, ile kosztuje każdy stopień wody i czy produkcja wytrzyma upał. Przemysłowe chłodzenie wody można zbudować na trzech rozwiązaniach: chiller do wody technologicznej, dry cooler do procesu albo połączenie obu z free coolingiem. Porównujemy je tak, jak robimy to przy projektach dla zakładów.
Zadzwoń: +48 501 179 381, od poniedziałku do soboty od 8:00 do 16:00. Ekipy wyjeżdżają z Wałsnowa i Szczecina.
Spis treści:
Chiller czy dry cooler: od czego zależy wybór
Zanim padnie nazwa urządzenia, zbieramy cztery liczby. Pierwsza to moc cieplna, którą trzeba odebrać z maszyn. Druga to wymagana temperatura wody na zasilaniu procesu. Trzecia to dopuszczalne wahania tej temperatury. Czwarta to liczba godzin pracy w roku, z podziałem na lato i zimę.
Dopiero zestawienie tych danych pokazuje, czy proces potrzebuje wody chłodniejszej niż powietrze zewnętrzne. Jeśli tak, bez agregatu się nie obejdzie. Jeśli woda może mieć 25 do 30 stopni, często wystarczy dry cooler.
W praktyce zakład ma zwykle kilka grup odbiorników o różnych wymaganiach. Formy wtryskowe potrzebują wody chłodnej i stabilnej, a sprężarki powietrza czy hydraulika pras zniosą wodę cieplejszą. Wtedy opłaca się podzielić instalację na dwa obiegi: zimny z chillera i ciepły z dry coolera. Każdy obieg pracuje wtedy w swoim optymalnym zakresie, a chiller nie marnuje energii na schładzanie wody, która tego nie wymaga.
Chiller: gdy woda musi być zimniejsza niż powietrze
Chiller do wody technologicznej daje stałą temperaturę niezależnie od pogody, na przykład 10 albo 15 stopni przez cały rok. Dlatego wybierają go zakłady tworzyw, drukarnie, przetwórstwo spożywcze i wszędzie tam, gdzie temperatura wody wpływa na jakość wyrobu.
Ceną za tę stabilność jest zużycie energii. Sprężarki pracują przez cały rok, także zimą, kiedy na zewnątrz jest dużo chłodu za darmo. Z tego powodu przy większych mocach coraz częściej łączymy chiller z sekcją free coolingu.
Przy doborze patrzymy też na zakres regulacji wydajności. Proces rzadko pracuje na pełnej mocy przez cały czas, więc chiller z kilkoma sprężarkami albo z regulacją falownikową lepiej trzyma temperaturę przy niskim obciążeniu. Jeden duży agregat bez regulacji będzie się często włączał i wyłączał, co skraca życie sprężarek i powoduje wahania temperatury wody.
Dry cooler: gdy wystarczy temperatura bliska otoczeniu
Dry cooler do procesu oddaje ciepło do powietrza bez sprężarki. Zużywa prąd tylko na wentylatory i pompy, więc jest wielokrotnie tańszy w eksploatacji. Jednak temperatura wody jest zawsze o kilka stopni wyższa niż powietrze zewnętrzne. W upalny dzień oznacza to wodę o temperaturze 35 stopni i więcej.
Dlatego dry cooler sprawdza się przy chłodzeniu sprężarek powietrza, transformatorów, pieców i maszyn, które tolerują ciepłą wodę. Zimą wymaga roztworu glikolu, a więc wymiennika oddzielającego obieg zewnętrzny od wody procesowej.
Chiller czy dry cooler: porównanie trzech rozwiązań
Poniższa tabela zbiera różnice, które najczęściej decydują o wyborze.
| Cecha | Chiller | Dry cooler | Chiller z free coolingiem |
|---|---|---|---|
| Temperatura wody latem | Stała, np. 10 do 15°C | Kilka stopni powyżej powietrza | Stała |
| Zużycie energii | Wysokie przez cały rok | Niskie | Wysokie latem, niskie zimą |
| Glikol w obiegu zewnętrznym | Zależnie od wykonania | Tak, zimą | Tak |
| Typowe zastosowanie | Formy, prasy, laser, spożywka | Sprężarki, piece, transformatory | Proces całoroczny o dużej mocy |
| Koszt inwestycji | Średni | Niski | Najwyższy |
Free cooling: chłód z zimy dla procesu
W polskim klimacie przez kilka miesięcy w roku powietrze jest chłodniejsze niż woda, której potrzebuje proces. Układ z free coolingiem wykorzystuje ten chłód: przy niskiej temperaturze zewnętrznej woda płynie przez wymiennik powietrzny, a sprężarki odpoczywają albo wyłączają się całkowicie.
Przy procesie pracującym całą dobę przez cały rok zwrot z free coolingu bywa zaskakująco szybki. Z kolei przy pracy na jedną zmianę i tylko w sezonie zysk jest mniejszy. Liczymy to na profilu godzinowym zakładu, a nie na średnich z katalogu.
W obliczeniach bierzemy pod uwagę temperatury z najbliższej stacji meteorologicznej, wymaganą temperaturę wody i opory dodatkowego wymiennika. Następnie porównujemy roczne zużycie energii obu wariantów. Dzięki temu decyzja o droższej inwestycji opiera się na liczbach, a nie na obietnicach z prospektu.
Hydraulika: bufor, pompy i wymiennik
Nawet dobrze dobrane źródło chłodu nie zadziała bez właściwej hydrauliki. Bufor stabilizuje temperaturę przy zmiennym obciążeniu i ogranicza liczbę startów sprężarek. Pompy dobieramy do oporów całej instalacji, a nie tylko do mocy urządzenia. Wymiennik płytowy oddziela obieg glikolowy od czystej wody procesowej.
Najczęstszy błąd w istniejących układach to za mały przepływ przez maszyny. Woda ma właściwą temperaturę na wyjściu z chillera, ale do formy dociera za wolno. Dlatego przy przeglądzie zawsze mierzymy przepływy i różnice temperatur na odbiornikach.
Ważna jest też jakość wody. Kamień i osady w obiegu otwartym szybko zarastają kanały form i wymienniki. W obiegu zamkniętym stosujemy filtry, odpowietrzniki i, gdy trzeba, uzdatnianie wody. To proste elementy, które decydują o tym, czy układ będzie pracował latami bez czyszczenia chemicznego.
Jak budujemy układ w zakładzie
Pracę zaczynamy od wizji lokalnej i pomiarów istniejącej instalacji, jeśli taka jest. Następnie liczymy moc, dobieramy źródło chłodu, bufor i pompy, a wariant z free coolingiem porównujemy z prostszym układem. Po akceptacji wykonujemy montaż, płukanie, napełnienie, uruchomienie i pomiary odbiorowe.
Mniejsze urządzenia można też przywieźć do warsztatu w Wałsnowie, gdzie sprawdzamy je przed montażem. Układy ze stali nierdzewnej opisujemy na stronie instalacje INOX, a o typowych problemach wymienników pisaliśmy w tekście dry cooler nie chłodzi. Zasadę działania wymienników dobrze opisuje hasło o wymiennikach ciepła.
Czytaj także:
Pytania o chłodzenie wody technologicznej
Jaką temperaturę wody technologicznej przyjąć do projektu?
Taką, jakiej wymaga najbardziej wymagający odbiornik, z kilkustopniowym zapasem na straty w instalacji. Wartość bierzemy z dokumentacji maszyny, a jeśli jej brak, mierzymy pracę maszyny przy pełnym obciążeniu.
Chiller czy dry cooler: co wybrać przy wodzie 25 stopni?
Przy wodzie 25 stopni wybór zależy od lata. Jeśli proces toleruje wodę cieplejszą w upały, dry cooler wystarczy i będzie tańszy w pracy. Jeśli nie, potrzebny jest chiller albo układ mieszany z free coolingiem.
Czy dry cooler wystarczy latem?
Tylko wtedy, gdy proces toleruje wodę o kilka stopni cieplejszą niż powietrze. Jeśli maszyny potrzebują wody poniżej 25 stopni, latem konieczny jest chiller albo układ mieszany.
Czy można dołożyć free cooling do istniejącego chillera?
Często tak. Zależy to od miejsca na dachu, hydrauliki i sterowania. Najpierw mierzymy pracę obecnego układu i liczymy, ile godzin w roku free cooling realnie przejmie.
Czy obieg wody technologicznej musi mieć glikol?
Obieg z wymiennikiem na zewnątrz zimą tak. Wodę procesową można jednak oddzielić wymiennikiem płytowym, dzięki czemu glikol nie trafia do maszyn.
Ile trwa budowa układu?
Od kilku dni dla wymiany samego źródła chłodu do kilku tygodni dla nowej instalacji z buforem i free coolingiem. Termin zależy głównie od dostępności urządzeń.
Zadzwoń pod numer +48 501 179 381, od poniedziałku do soboty od 8:00 do 16:00. Opisz maszyny i wymaganą temperaturę wody, a zaproponujemy układ i termin wizji lokalnej.
