Zapowietrzona instalacja wody lodowej może powodować problemy, które na pierwszy rzut oka wyglądają jak awaria samego chillera. Spada przepływ medium, pompa zaczyna pracować głośniej, temperatura na odbiornikach staje się niestabilna, a sterownik agregatu może zgłaszać alarm związany z przepływem. W skrajnym przypadku chiller zostaje zatrzymany przez zabezpieczenia, mimo że jego układ chłodniczy jest sprawny.
Dlatego diagnostyka nie powinna zaczynać się od sprężarki czy uzupełniania czynnika chłodniczego. Najpierw trzeba sprawdzić cały obieg hydrauliczny. Powietrze, zabrudzony filtr, problem z pompą lub niewłaściwe ciśnienie mogą dawać bardzo podobne objawy.
Spis treści:
Skąd bierze się powietrze w instalacji wody lodowej?
Instalacja wody lodowej jest najczęściej obiegiem zamkniętym. Nie oznacza to jednak, że raz prawidłowo napełniony układ pozostanie całkowicie wolny od powietrza przez cały okres eksploatacji.
Powietrze może znaleźć się w instalacji podczas pierwszego napełniania, prac serwisowych, wymiany pomp, filtrów lub innych elementów. Problem pojawia się również po częściowym spuszczeniu medium i ponownym uzupełnieniu obiegu.
Do zapowietrzania mogą przyczyniać się także:
- nieszczelności instalacji,
- częste uzupełnianie medium,
- nieprawidłowe ciśnienie w obiegu,
- problemy z naczyniem przeponowym,
- niesprawne lub niewłaściwie rozmieszczone odpowietrzniki,
- brak skutecznej separacji mikropęcherzyków,
- prace serwisowe wymagające otwarcia instalacji.
Trzeba też rozróżnić duże kieszenie powietrzne od gazów rozpuszczonych w medium i mikropęcherzyków krążących wraz z wodą. Zwykły odpowietrznik zamontowany w najwyższym punkcie układu nie zawsze wystarcza do usunięcia wszystkich postaci powietrza.
Jakie objawy daje zapowietrzona instalacja wody lodowej?
Objawy zależą od ilości powietrza, konstrukcji instalacji i miejsca jego nagromadzenia. Czasami problem zaczyna się od charakterystycznego hałasu. W innym przypadku pierwszym sygnałem jest niestabilna temperatura procesu albo alarm przepływu.
Hałas w rurach i armaturze
Przepływ pęcherzyków przez rurociągi, zawory i przewężenia może powodować bulgotanie, szum oraz inne dźwięki, których wcześniej nie było. Szczególnie łatwo zauważyć je po napełnieniu instalacji lub wykonaniu prac serwisowych.
Sam hałas nie potwierdza jednak zapowietrzenia. Podobne dźwięki mogą towarzyszyć niewłaściwym prędkościom przepływu, problemom z pompą albo kawitacji.
Niestabilna praca pompy obiegowej
Pompa powinna tłoczyć jednorodne medium. Duża ilość powietrza w obiegu może pogarszać jej warunki pracy i powodować drgania, hałas oraz niestabilność przepływu.
Jeżeli powietrze zgromadzi się w korpusie pompy lub jej bezpośrednim otoczeniu, może dojść do problemu z prawidłowym tłoczeniem medium. Dlatego przy podejrzeniu zapowietrzenia warto kontrolować nie tylko sam chiller, lecz również pompy obiegowe.
Zapowietrzona instalacja wody lodowej, odpowietrznik i pompa obiegowa w układzie chłodzenia.
Brak przepływu wody lodowej lub jego ograniczenie
Brak przepływu wody lodowej jest jednym z najpoważniejszych objawów problemu hydraulicznego. Kieszenie powietrzne mogą ograniczać przepływ w części obiegu, a w niekorzystnych warunkach nawet go blokować.
Nie wolno jednak zakładać, że każdy niski przepływ oznacza zapowietrzenie. Podczas diagnostyki trzeba również sprawdzić:
- stan filtrów i odmulaczy,
- pracę pomp obiegowych,
- położenie zaworów,
- drożność wymienników,
- nastawy układu regulacji,
- stan czujnika lub sygnalizatora przepływu,
- rodzaj i właściwości medium.
W instalacjach wykorzystujących roztwór glikolu jego stężenie i temperatura wpływają na lepkość medium. Jeżeli nie zostało to uwzględnione przy doborze pompy i regulacji układu, rzeczywisty przepływ może być niższy od oczekiwanego nawet bez obecności powietrza.
Jak zapowietrzenie wpływa na pracę chillera?
Chiller nie pracuje niezależnie od instalacji. Parownik musi mieć zapewniony przepływ medium mieszczący się w zakresie wymaganym przez producenta urządzenia.
Gdy przepływ przez parownik spada, pogarszają się warunki odbioru chłodu. Temperatura medium może zmieniać się szybciej i mniej przewidywalnie, a automatyka może ograniczyć pracę urządzenia lub je zatrzymać.
W nowoczesnych agregatach przepływ jest kontrolowany przez odpowiednie zabezpieczenia. Ich zadaniem jest między innymi niedopuszczenie do pracy parownika przy niewłaściwym przepływie.
Dlatego awaria agregatu wody lodowej sygnalizowana alarmem przepływu nie musi oznaczać uszkodzenia sprężarki, zaworu rozprężnego czy układu chłodniczego. Przyczyna może znajdować się po stronie hydraulicznej.
Dlaczego niski przepływ przez parownik jest niebezpieczny?
Wymiennik chillera został zaprojektowany do pracy w określonych warunkach przepływu. Jeżeli ilość medium przepływającego przez parownik jest zbyt mała, odbiór chłodu staje się niewystarczający.
W takich warunkach temperatura w wymienniku może nadmiernie się obniżyć. Dlatego producenci chillerów stosują czujniki i zabezpieczenia kontrolujące przepływ. Ich zadziałanie nie powinno być traktowane jako uciążliwy alarm do skasowania, lecz jako sygnał wymagający znalezienia przyczyny.
Problemem może być:
- zapowietrzona instalacja,
- zablokowany filtr,
- zamknięty lub nieprawidłowo ustawiony zawór,
- awaria pompy,
- niewłaściwa regulacja pompy ze zmienną prędkością,
- zabrudzony wymiennik,
- nieprawidłowe działanie czujnika przepływu.
Jeśli chiller nie chłodzi lub regularnie zatrzymuje się z powodu problemów z przepływem, diagnostyka powinna objąć również instalację hydrauliczną.
Jak rozpoznać, czy problemem rzeczywiście jest powietrze?
Diagnozowanie zapowietrzenia wyłącznie na podstawie dźwięków jest niewystarczające. W instalacji przemysłowej należy zestawić kilka informacji.
Serwisant powinien sprawdzić między innymi:
- ciśnienie instalacji podczas postoju i pracy pomp,
- rzeczywisty przepływ medium, jeśli układ umożliwia jego pomiar,
- różnicę ciśnień w wybranych punktach instalacji,
- pracę i parametry pomp obiegowych,
- temperaturę zasilania oraz powrotu,
- stan filtrów i separatorów zanieczyszczeń,
- odpowietrzniki i separatory powietrza,
- stan naczynia przeponowego,
- ewentualne miejsca utraty medium,
- częstotliwość uzupełniania instalacji.
Bardzo istotna jest historia problemu. Jeżeli alarmy zaczęły pojawiać się bezpośrednio po spuszczeniu medium, wymianie pompy albo innych pracach hydraulicznych, zapowietrzenie staje się jednym z pierwszych podejrzeń.
Odpowietrzanie instalacji wody lodowej nie polega tylko na otwarciu jednego zaworu
Odpowietrzanie instalacji wody lodowej powinno uwzględniać sposób wykonania całego układu. Powietrze naturalnie zbiera się w miejscach, z których nie zawsze może swobodnie dotrzeć do najbliższego odpowietrznika.
W dużej instalacji przemysłowej ważne są najwyższe punkty rurociągów, rozdzielacze, wymienniki, odgałęzienia i inne miejsca sprzyjające powstawaniu kieszeni powietrznych.
Podczas napełniania lub po większych pracach serwisowych może być konieczne wymuszone przepłukanie poszczególnych części obiegu. Pozwala ono usunąć większe ilości uwięzionego powietrza. Sposób wykonania takiej operacji musi być dostosowany do projektu instalacji i dopuszczalnych parametrów jej elementów.
Po odpowietrzeniu należy ponownie sprawdzić ciśnienie, przepływ i pracę pomp. Sam fakt, że przestało być słychać powietrze, nie oznacza jeszcze przywrócenia prawidłowych parametrów hydraulicznych.
Odpowietrznik a separator powietrza, to nie zawsze to samo zadanie
Automatyczne odpowietrzniki dobrze radzą sobie przede wszystkim z powietrzem, które dotrze do miejsca ich montażu i zgromadzi się w komorze urządzenia.
W medium mogą jednak krążyć znacznie mniejsze pęcherzyki. W takim przypadku stosuje się separatory powietrza lub separatory mikropęcherzyków. Ich konstrukcja pomaga oddzielać drobne pęcherzyki od przepływającej cieczy i usuwać je z obiegu.
Nie oznacza to, że każda instalacja wymaga dokładnie takiego samego rozwiązania. Dobór i lokalizacja urządzeń odpowietrzających powinny wynikać z konstrukcji instalacji, parametrów medium i sposobu pracy pomp.
Dlaczego instalacja ponownie się zapowietrza?
Jeżeli po odpowietrzeniu problem wraca, samo ponowne wypuszczanie powietrza nie jest naprawą. Trzeba ustalić, dlaczego powietrze ponownie znajduje się w obiegu.
Powtarzające się zapowietrzanie może wskazywać między innymi na:
- nieszczelność instalacji,
- nieprawidłowe ciśnienie robocze,
- problem z naczyniem przeponowym,
- częste dopuszczanie świeżej wody,
- nieskuteczne odpowietrzanie po pracach serwisowych,
- niewłaściwą lokalizację elementów odpowietrzających,
- brak skutecznej separacji powietrza podczas pracy.
Szczególnie niepokojące jest regularne uzupełnianie medium bez ustalenia przyczyny jego ubytku. Każde ponowne napełnianie może wprowadzać do układu kolejną porcję gazów rozpuszczonych w wodzie.
Powietrze w instalacji a korozja
Problem nie kończy się na hałasie i przepływie. Obecność tlenu może przyspieszać procesy korozji elementów wykonanych z podatnych materiałów.
Produkty korozji mogą z kolei zanieczyszczać medium. Następnie trafiają do filtrów, pomp, zaworów i wymienników. W ten sposób problem początkowo związany z jakością medium może po pewnym czasie przełożyć się na rzeczywiste ograniczenie przepływu.
Dlatego diagnostyka instalacji chłodniczych powinna uwzględniać nie tylko temperaturę, lecz również stan hydrauliki oraz jakość medium.
Co sprawdzić przed uznaniem, że uszkodzony jest chiller?
Jeżeli agregat zgłasza alarm przepływu albo nie osiąga wymaganej temperatury, nie należy rozpoczynać diagnostyki od założenia, że problem znajduje się w obiegu chłodniczym.
Najpierw trzeba odpowiedzieć na kilka pytań:
- Czy przez parownik rzeczywiście przepływa odpowiednia ilość medium?
- Czy filtry są drożne?
- Czy wszystkie wymagane zawory są otwarte?
- Czy pompa osiąga prawidłowe parametry?
- Czy w układzie nie ma powietrza?
- Czy ciśnienie instalacji jest prawidłowe?
- Czy czujnik przepływu działa poprawnie?
- Czy stężenie glikolu odpowiada wymaganiom instalacji?
Dopiero po sprawdzeniu tych elementów można prawidłowo oceniać pracę samego agregatu.
Zapowietrzona instalacja wody lodowej wymaga diagnostyki całego obiegu
Zapowietrzona instalacja wody lodowej może ograniczać przepływ, obniżać skuteczność wymiany ciepła i zakłócać pracę pomp. Może również doprowadzić do alarmów zabezpieczających chiller przed pracą przy zbyt małym przepływie.
Jednocześnie podobne objawy powodują zabrudzone filtry, nieprawidłowa praca pomp, zamknięte zawory, problemy z regulacją oraz uszkodzone czujniki. Dlatego skuteczne odpowietrzanie instalacji wody lodowej powinno być poprzedzone diagnostyką, a po wykonaniu prac trzeba potwierdzić prawidłowy przepływ i parametry całego układu.
CoolingFlow, diagnostyka instalacji wody lodowej i chillerów
Jeżeli w instalacji pojawia się brak przepływu wody lodowej, chiller zgłasza alarmy, pompy pracują głośno albo temperatura procesu staje się niestabilna, warto sprawdzić cały obieg przed wymianą podzespołów agregatu.
CoolingFlow wykonuje diagnostykę, serwis i naprawy przemysłowych systemów chłodzenia. Sprawdzamy pracę chillera oraz stronę hydrauliczną instalacji, w tym pompy, przepływ, filtry, armaturę i elementy odpowiedzialne za prawidłowe odpowietrzanie układu. Pomagamy znaleźć rzeczywistą przyczynę problemu i przywrócić stabilne parametry pracy instalacji.
Potrzebujesz diagnostyki instalacji wody lodowej lub serwisu agregatu? Skontaktuj się z CoolingFlow.
Telefon: +48 501 179 381
E-mail: info@coolingflow.pl
