Zaopatrywanie instalacji klimatyzacyjno-wentylacyjnych w wodę "lodową" - uwagi eksploatacyjne

Niniejszy artykuł przedstawia zagadnienia i problemy przed jakimi stają eksploatatorzy instalacji klimatyzacyjnych, w których czynnikiem chłodzącym powietrze jest woda "lodowa". Omówione zostały w nim rzeczywiste, zauważone w codziennej eksploatacji zakłócenia i nieprawidłowości wpływające na pracę agregatu chłodniczego.

Oczywistym jest fakt, że nie utrzymywanie
zadanej temperatury wody "lodowej" wpływa niekorzystnie
na proces chłodzenia powietrza w układach klimatyzacji
- wentylacji. Również zanieczyszczenie samej
instalacji wodnej wpływa ujemnie na procesy obróbki
cieplno – wilgotnościowej powietrza, pogarsza
wymianę ciepła i może być bezpośrednią przyczyną zatrzymania
ruchu centrali klimatyzacyjnej, np. obsługującej salę operacyjną, na skutek zbyt wysokiej temperatury
nawiewu w okresie letnim.
Na rysunku 1.1 przedstawiono widok układu chłodniczego
z agregatem wody "lodowej" w Szpitalu Specjalistycznym
w Kościerzynie.

Rys. 1.1 Agregatornia wody "lodowej" - widok z monitora
komputerowego
w Centrum Nadzoru Szpitala Specjalistycznego
w Kościerzynie
W analizowanym układzie zasilania w wodę "lodową"
można wyróżnić trzy wzajemnie współpracujące ze sobą
zespoły, a są to:
⇒ agregat chłodniczy (3-sprężarkowy – rys. 1.2),
⇒ zespół przygotowujący i dostarczający wodę chłodniczą (układ otwarty, woda jest schładzana powietrzem zewnętrznym i magazynowana w chłodniach
wieżowych, w praktyce nazywanych wieżami chłodniczymi),
⇒ zespół akumulujący i rozprowadzający wodę "lodową" (woda magazynowana jest w zbiornikach
otwartych umieszczonych w budynku).

Rys. 1.2 Agregat wody "lodowej" [6]
Eksploatowanie tego typu instalacji wymaga od ich użytkownika
systematycznego przeprowadzania kontroli i
przeglądów. Nieodzowna jest ich obsługa profilaktyczna.
Automatyczny nadzór nad układem zmniejsza ryzyko
występowania awarii wykluczającej go z pracy oraz
umożliwia obniżenie kosztów energetycznych, wynikających ze zróżnicowanego dobowego i chwilowego zapotrzebowania
na wodę "lodową" w instalacjach klimatyzacyjnych.
Znaczne obniżanie temperatury wody "lodowej"
przeznaczonej do chłodzenia w większości przypadków
jest nieuzasadnione, a ciągła praca agregatu
zwiększa koszty ekonomiczne. Podobnie zresztą rzecz
się ma z równoczesnym działaniem wszystkich sprężarek
w okresie małego zapotrzebowania na odbiór ciepła. Nie tylko podwyższa się koszt funkcjonowania klimatyzacji,
ale także zwiększa zużycie elementów i podzespołów agregatu.
Prawidłowa eksploatacja układu wymaga nie tylko
obsługi sezonowej, ważny jest również stały nadzór i
kontrola parametrów jego pracy.
Problemy techniczne związane z eksploatowaniem
agregatu są identyczne jak te, które występują w typowych
układach chłodniczych. Do najczęściej pojawiających się przyczyn nieprawidłowej pracy urządzenia
chłodniczego należą [2]:
• brak czynnika chłodniczego;
• brak oleju;
• uszkodzenie sprężarki;
• przeciążenie silnika napędowego sprężarki;
• uszkodzenie armatury chłodniczej lub elektrycznych
elementów sterowania.
Szerzej zagadnienia zakłóceń w pracy, usterek i awarii
oraz przyczyn ich występowania zostały omówione w
dostępnej na rynku literaturze specjalistycznej, natomiast
niniejszy artykuł dotyczy zespołów współpracujących przede wszystkim z agregatem chłodniczym.
Należy również pamiętać, że stosowanie w układzie
chłodniczym substancji kontrolowanej wymaga spełnienia
wielu warunków określonych odpowiednimi przepisami.
Poniżej przedstawiono (dla poszczególnych zespołów i podzespołów) najczęściej spotykane (lub mogące
wystąpić) w praktyce problemy eksploatacyjne, zwrócono
również uwagę na symptomy, które mogą świadczyć
o występowaniu określonej nieprawidłowości oraz
ewentualne skutki jej wystąpienia.
» Zespół przygotowujący i dostarczający wodę
Chłodniczą
W zespole przygotowującym i dostarczającym wodę
chłodniczą wyróżnia się:
⇒ chłodnie wieżowe,
⇒ przewody hydrauliczne,
⇒ pompy,
⇒ filtry wodne.
• w chłodniach wieżowych (na rys. 1.3 przedstawiono
obieg wody i powietrza chłodzącego wodę w chłodni
wieżowej), jako czynniki zaburzające ich prawidłową
pracę można wyróżnić:

Rys. 1.3 Chłodnia wieżowa (wieża chłodnicza) z wymuszonym
przepływem powietrza
- zanieczyszczenie (głównie pochodzenia korozyjnego)
końcówek dysz rozpryskujących wodę (rys. 1.4).
Sytuacja ta powoduje, że zwiększają się opory przepływu wody chłodzącej, zmniejsza się intensywność
wymiany ciepła w chłodniach wieżowych i w skraplaczu,
wzrasta temperatura pracy agregatu, wzrasta
temperatura i ciśnienie w skraplaczu. Zanieczyszczenia
te w konsekwencji pogarszają warunki pracy agregatu
i nieuchronnie prowadzą do jego wyłączenia z
eksploatacji. Przy nierównomiernym zanieczyszczeniu
dysz, pomiędzy dwiema chłodniami wieżowymi,
obserwuje się przelew wody chłodzącej z jednej
chłodni i niedobór wody w drugiej. Stan ten utrzyma
się aż do czasu udrożnienia dysz. Czyszczenie dysz
należy wówczas przeprowadzić w obu chłodniach;

Rys. 1.4 Dysza rozpryskująca wodę [6]
- zanieczyszczenie chłodni wieżowych (rys. 1.5).
     Wśród tych zanieczyszczeń wyróżnia się:
     - zanieczyszczenia organiczne (np. glony, owady i
ich larwy, szczątki roślin, porosty, itp.),
     - zanieczyszczenia nieorganiczne (naniesione z
wiatrem np. drobny żwir, piasek, itp.).
W wyniku tych zanieczyszczeń dochodzi do niedrożności przewodów i elementów zespołu, zwiększają się
opory przepływu, utrudniona zostaje wymiana ciepła. Jak
w poprzednim przypadku, tak i tutaj może dojść do zatrzymania
pracy agregatu, znacznie jednak częściej sytuacja
ta występuje dopiero po przeniknięciu zanieczyszczeń
do dalszych elementów instalacji i w początkowej
fazie jest niezauważalna. Ponadto zanieczyszczenie
chłodni wieżowych stwarza sprzyjające warunki do
rozwoju mikroorganizmów;

a)
b)

Rys. 1.5 Chłodnie wieżowe [6]: a) widok ogólny, b) zanieczyszczone
Glonami
- przelewanie się lub niedomiar wody w chłodniach
wieżowych. Najczęstszymi przyczynami takiego stanu
rzeczy są:
- zablokowanie zaworu z pływakiem; nieprawidłowość
ta wynika najczęściej z faktu zanieczyszczenia i korozji
zaworu oraz pływaka, a także z niedostatecznego
smarowania części ruchomych;
- niewłaściwe wypozycjonowanie pływaków, które wpływa
na ewentualne różnice poziomów wody w chłodniach;
- zanieczyszczenie dysz rozpryskujących wodę, powodujące zwiększenie oporów przepływu; zanieczyszczenie
dysz w dwóch chłodniach - niedomiar wody, w dyszach
jednej z chłodni - różnica poziomów (przelew /
niedomiar). Sytuacja ta wymaga natychmiastowej interwencji,
gdyż przelewanie się wody zwiększa koszty
eksploatacyjne obiektu wynikające z jej zużycia. W
przypadku nie odprowadzania nadmiaru wody do instalacji
kanalizacyjnej lub deszczowo – burzowej, może
dojść do rozmiękczenia i podmycia gruntu. Zwiększa
się tym samym ryzyko uszkodzenia budowli;
- zamknięte zawory przewodu napełniającego wodą
zbiorniki. Brak dopływu świeżej wody, szczególnie
w okresie intensywnej pracy układu chłodniczego,
prowadzi do obniżenia się jej poziomu w chłodniach
(może nawet doprowadzić do całkowitego jej zaniku
w zbiornikach w okresie upałów i wietrznej pogody).
Pogarsza to tym samym wymianę ciepła w
skraplaczu i powoduje wyłączanie się awaryjne układu
chłodniczego. W przypadku rozruchu, gdy w
chłodniach wieżowych jest zbyt mało wody lub występuje
jej brak, pompy mogą ulec zatarciu. Z uwagi
na te zagrożenia obsługa powinna przed każdym uruchomieniem
agregatu wody "lodowej" sprawdzać
stan napełnienia chłodni wieżowych, zaleca się również kontrolowanie ich co kilka godzin podczas intensywnej
pracy układu chłodniczego;
- brak pracy wentylatorów. Nieprawidłowość ta może być
spowodowana uszkodzeniem wentylatora, uszkodzeniem
silnika, uszkodzeniem łożysk, brakiem zasilania
silnika wentylatora, np. w wyniku uszkodzenia lub rozłączenia przewodów elektrycznych. W wyniku tego:
zmniejsza się intensywność wymiany ciepła w chłodniach
wieżowych, wzrasta temperatura wody chłodzącej, wzrasta temperatura pracy agregatu, wzrasta temperatura
i ciśnienie w skraplaczu. Pogarszają się tym
samym warunki pracy układu, co w konsekwencji prowadzi
do nieuchronnego wyłączenia go z eksploatacji,
aż do czasu usunięcia przyczyny.
• w przewodach rozprowadzających wodę chłodzącą

- zanieczyszczenie. Skutki: zwiększanie oporów przepływu, utrudniona wymiana ciepła;
- korozja. W wyniku korozji materiału zmniejsza się
grubość ścian, obniża się wytrzymałość, powstają
nieszczelności;
- nieszczelności w miejscach łączenia. Skutki: ubytek
wody, zmniejszone natężenie jej przepływu,
zmniejszona intensywność wymiany ciepła. Wszelkie
nieszczelności instalacji znajdującej się wewnątrz budynku
zwiększają ryzyko zalania pomieszczenia.
• w elementach filtracyjnych
- zanieczyszczenie filtrów znajdujących się przed
pompami cyrkulacyjnymi wody chłodzącej. Zanieczyszczone
filtry zwiększają opory przepływu wody,
a tym samym zmniejszają intensywność wymiany
ciepła w skraplaczu, co w następstwie powoduje
wzrost temperatury pracy agregatu, wzrost temperatury
i ciśnienia w skraplaczu. W ten sposób pogarszają się warunki pracy układu i w konsekwencji
prowadzi to do jego wyłączenia z eksploatacji, aż do
czasu wyczyszczenia filtrów;
- uszkodzenie filtrów, np. w wyniku korozji. Uszkodzenie
filtrów powoduje, że do dalszych części instalacji
mogą przedostawać się zanieczyszczenia. Ta
sytuacja na dalszym etapie prowadzi najczęściej do
zanieczyszczenia skraplacza (pogarsza się intensywność
wymiany ciepła) lub do uszkodzenia wirnika
pompy, w wyniku których układ przechodzi w stan
niezdatności. Aby zapobiec kosztownym remontom,
należy w sposób szczególny dbać o dobry stan filtrów.
• w podzespole pompowym (rys. 1.6)
- brak pracy pomp. Ewentualne przyczyny: uszkodzenie
wirnika lub silnika napędowego pompy, wystąpienie przerwy w zasilaniu elektrycznym, np. spowodowanego
uszkodzeniem lub rozłączeniem przewodów
elektrycznych. W tej sytuacji niemożliwy
staje się odbiór ciepła w skraplaczu, dochodzi w nim
do wzrostu ciśnienia i temperatury, co w następstwie
wyzwala zabezpieczenia agregatu i powoduje jego
wyłączenie. W przypadku niezadziałania zabezpieczeń
możliwe jest nawet uszkodzenie elementów układu
chłodniczego. Podczas rozruchu układu chłodniczego
należy zwrócić szczególną uwagę na to, czy pompy pracują oraz czy nie wydobywają się z nich dźwięki i drgania mogące świadczyć o uszkodzeniu wirników lub
łożysk (metoda na słuch). Kontrolę wspomagają również zainstalowane manometry;

Rys. 1.6 Pompy i manometry kontrolne [6]
- zbyt niska wydajność pomp. Skutek: zmniejszony odbiór
ciepła w skraplaczu. W wyniku tego wzrasta w
nim ciśnienie i temperatura, co w konsekwencji prowadzi
do wyłączenia agregatu wody "lodowej". W sytuacji
niezadziałania zabezpieczeń, możliwe jest nawet
uszkodzenie elementów układu chłodniczego.
Nieprawidłowość ta może być spowodowana, np.:
niewłaściwym doborem pomp do warunków pracy
instalacji. Częściej jednak bezpośrednimi przyczynami
zbyt niskiej wydajności pomp są zanieczyszczenia
w instalacji lub niecałkowite otwarcie zaworów
odcinających - przez co zwiększają się opory
przepływu, a także zapowietrzenie pompy lub ewentualne
mechaniczne uszkodzenie jej wirnika.
» Zespół akumulujący i rozprowadzający wodę "lodową"
- zanieczyszczenie zbiorników akumulacyjnych (rys.
1.7). Zanieczyszczenia te, to głównie produkty pochodzenia
korozyjnego, szlam. Wraz z wodą "lodową" przenoszą się one do dalszych elementów instalacji
i skutecznie utrudniają procesy obróbki
cieplno – wilgotnościowej powietrza (odkładają się
na filtrach wodnych, w chłodnicach central klimatyzacyjnych).
Należy pamiętać, że zanieczyszczone
zbiorniki, to idealne miejsca rozwoju mikroorganizmów,
w tym również chorobotwórczych.

Rys. 1.7 Zbiorniki wody "lodowej" [6]
- zanieczyszczenie filtrów wodnych i przewodów.
Skutki: zwiększone opory przepływu, utrudniony proces
wymiany ciepła w parowniku oraz w chłodnicach
central klimatyzacyjnych;
- niedostateczny przepływ wody "lodowej" przez parownik.
Przyczyny: niewłaściwe wyregulowanie
przepływu wody przez parownik, zanieczyszczenie
instalacji chłodniczej, awaria pompy cyrkulacyjnej.
Skutki: zmniejszony odbiór ciepła w parowniku, zamrożenie wody w parowniku, wyłączenie agregatu, a
w przypadku niezadziałania zabezpieczeń możliwe
uszkodzenie elementów układu chłodniczego.
- przelewanie się wody w zbiornikach lub jej niski poziom.
Najczęstszą przyczyną jest niewłaściwe działanie elektrozaworu wody uzupełniającej zbiorniki.
Nieprawidłowość ta może być spowodowana jego
uszkodzeniem, bądź brakiem zasilania zaworu w wyniku
uszkodzenia lub rozłączenia się przewodów
elektrycznych. Przed każdym rozruchem układu
chłodniczego należy sprawdzać stan napełnienia
zbiorników akumulacyjnych;
- brak pracy pompy cyrkulacyjnej wody "lodowej".
Skutki: zmniejszony odbiór ciepła w parowniku, zamrożenie wody w parowniku, wyłączenie agregatu, a
w przypadku niezadziałania zabezpieczeń możliwe
nawet uszkodzenie elementów układu chłodniczego.
Nieprawidłowość ta może być spowodowana uszkodzeniem
pompy, jej zapowietrzeniem, brakiem zasilania
w wyniku uszkodzenia lub rozłączenia przewodów
elektrycznych;
- brak pracy pompy zasilającej instalacje klimatyzacji
w wodę "lodową". Stan taki uniemożliwia właściwą obróbkę cieplno-wilgotnościową powietrza w
instalacjach klimatyzacyjnych. Do sytuacji tej może
dojść w wyniku uszkodzenia pompy, wystąpienia
przerwy w zasilaniu (np. w przypadku uszkodzenia
lub rozłączenia przewodów elektrycznych);
- niewłaściwe wskazania czujnika temperatury wody
"lodowej". Przyczyny: uszkodzenie czujnika, przewodów
elektrycznych bądź ich rozłączenie. W sytuacji
tej temperatura wody będzie różna od zadanej.
Wskazywanie wysokiej temperatury wody będzie
wymuszało ciągłą pracę układu chłodniczego, co z
kolei wpłynie na wzrost kosztów eksploatacyjnych.
Chłodnice central klimatyzacyjno-wentylacyjnych
Chłodnica jest elementem instalacji klimatyzacji – wentylacji,
której zadaniem jest obróbka cieplno-wilgotnościowa
powietrza: cieplna (chłodzenie), wilgotnościowa
(osuszanie). Ze względu na takie zalety, jak: bezpieczeństwo
osób przebywających w pomieszczeniach
zamkniętych (np. w salach operacyjnych), łatwiejsze
eksploatowanie (tylko jedno zblokowane urządzenie
chłodnicze), możliwość jednoczesnego obsługiwania
przez jeden układ wielu central klimatyzacyjno – wentylacyjnych,
w szpitalach zastosowanie znalazły pośrednie
systemy chłodzenia. Użycie w procesie chłodzenia
i osuszania powietrza wody "lodowej" umożliwia płynną
i stabilną obróbkę cieplno – wilgotnościową powietrza,
ponadto w przypadku zaistnienia nieszczelności i wycieku
wody do wnętrza pomieszczeń nie zostanie wprowadzony
"typowy" czynnik chłodniczy.
Eksploatacja układów klimatyzacyjno-wentylacyjnych
wyposażonych w chłodnice powietrza, w których
czynnikiem uczestniczącym w wymianie ciepła jest
woda "lodowa", wymagają szczególnej dbałości o ich
czystość. Zanieczyszczenia wewnętrzne chłodnic utrudniają lub mogą nawet skutecznie uniemożliwić wymianę ciepła i przepływ czynnika chłodniczego, natomiast
zanieczyszczenia gromadzące się na zewnętrznej powierzchni
chłodnicy (pochodzące z powietrza) stwarzają
dobre warunki do rozwoju mikroorganizmów, a wykraplanie
się na niej wody podczas procesu osuszania powietrza
ułatwia ich proliferację.
Na filtrze wodnym (rys. 1.8) i w rurkach chłodnicy
skupiają się twarde osady, często w postaci drobnych
łusek (produkty korozji), ale również spotyka się osady
miękkie (wytrącenia się związków chemicznych z
wody) w postaci szlamu. Objawem wskazującym na zanieczyszczenie
chłodnicy lub filtra wodnego (oczywiście
pod warunkiem prawidłowo dobranej wydajności
chłodnicy, wyregulowanym przepływie, prawidłowej
pracy agregatu chłodniczego i właściwej temperaturze
wody "lodowej") jest 100% otwarcie zaworu przy jednocześnie
zbyt wysokiej temperaturze w przewodzie
wentylacyjnym. Temperatura powietrza w przewodzie
wentylacyjnym przekracza wówczas temperaturę zadaną,
co uniemożliwia obniżenie temperatury w pomieszczeniu.

a)
b)

Rys. 1.8 Filtr wodny [6]: a) zanieczyszczony, b) po wypłukaniu czystą wodą
Zanieczyszczenia osadzające się na zewnętrznej powierzchni
chłodnicy (na lamelach) również utrudniają
wymianę ciepła. Nie spotyka się jednak na tyle silnego
zanieczyszczenia, które uniemożliwiałoby przepływ
powietrza.
Korozja w układach chłodniczych. Woda do celów
Chłodniczych
Dopuszczalne wskaźniki zanieczyszczenia wody chłodzącej powinny zapewnić spełnienie następujących warunków:
• uniknięcie wypadania osadów, mułu i kamienia na
ochładzanych elementach urządzeń;
• ograniczenie do minimum korozji metalowych części
urządzeń;
• zmniejszenie stopnia niszczenia niemetalowych tworzyw
(np. guma) stykających się z wodą chłodzącą.
Odczyn wody chłodzącej jest jednym z decydujących
czynników wpływających na szybkość korozji, dlatego
woda ta powinna wykazywać właściwości lekko alkaliczne,
tzn. mieć pH = 8,3 ÷ 10 [1]. Obecność soli w wodzie
chłodzącej zwiększa intensywność korozji elektrochemicznej.
Niewskazane jest również występowanie w
niej tlenu, dwutlenku węgla i zanieczyszczeń biologicznych.
Obecność jonów żelaza i manganu w wodzie używanej
w procesach technologicznych jest bardzo szkodliwa,
gdyż mogą one powodować rozwój bakterii żelazistych
i manganowych, których kolonie powodują zarastanie
i niszczenie przewodów hydraulicznych. W tabeli
1.1 przedstawiono wymagania dla wody chłodzącej
w obiegach przemysłowych, natomiast na rysunku 1.9
przedstawiono porównanie czystości wody wodociągowej,
"lodowej" i kondensatu parowego. W probówce
środkowej zawierającej wodę "lodową" zauważalny jest
szlam.
Tab. 1.1 Wymagania dla wody chłodzącej w obiegach przemysłowych [4]

1mval/l = 28 mg CaO/l      (1.1)

Rys. 1.9 Probówki z wodą [6]: (od lewej) wodociągową,
"lodową" zanieczyszczoną szlamem z chłodnicy, kondensatem
nieczynnej instalacji parowej
W instalacjach zawierających wodę "lodową" korozji
sprzyja wiele czynników. Eksploatacja obiektów rzeczywistych
wymaga bardzo często różnego rodzaju kompromisów technicznych.
Zespół przygotowujący i dostarczający wodę chłodniczą składa się z wielu elementów, wykonanych z różnych materiałów, co sprzyja powstawaniu lokalnych
ogniw galwanicznych. Jednak znacznie bardziej niebezpieczna
jest korozja metali powstająca w wyniku kontaktu
z wodą chłodzącą – korozja elektrochemiczna.
Woda ta ma bezpośredni kontakt z powietrzem, przez
co uzyskuje odczyn lekko kwaśny i jest dobrze natleniona.
W chłodniach wieżowych spotyka się ponadto
mikroorganizmy - bakterie i glony. Ich obecność wzmaga
korozję biologiczną, w wyniku czego degradacja
metali jest bardziej intensywna. Podczas dnia wskutek
obecności glonów w chłodniach wieżowych zachodzi
proces fotosyntezy. Produkowany jest wówczas tlen,
natomiast w nocy glony pobierają tlen z wody i wydzielają dwutlenek węgla, przez co wzrasta jego stężenie w środowisku wodnym. Temperatura wody chłodniczej
zgromadzonej w chłodniach jest stosunkowo
wysoka, co w połączeniu z pozostałymi czynnikami
wzmaga jeszcze procesy korozyjne. Na okres zimy, ze
względu na ryzyko zamarznięcia wody i możliwość
uszkodzenia instalacji, spuszcza się wodę z chłodni wieżowych i zewnętrznych przewodów hydraulicznych.
Miejsca dotąd wypełnione wodą zostają wystawione na
bezpośrednie działanie tlenu zawartego w powietrzu. Po
sezonie zimowym następuje ponowne napełnienie układu
"świeżą" wodą. Niestety te zabiegi również wzmagają procesy korozji. W okresie czyszczenia instalacji
ślady korozji zauważalne są gołym okiem w postaci
drobnych łusek, rdzy. Produkty te osiadają głównie w
dyszach rozpylających znajdujących się w chłodniach
wieżowych oraz na filtrach wodnych. Jeżeli nie wykona
się oczyszczenia tych elementów, to przepływ wody w
instalacji zostanie utrudniony nawet do tego stopnia, że
eksploatowanie układu chłodniczego nie będzie możliwe
(utrudniona wymiana ciepła w skraplaczu, wyłączenia
awaryjne). Nieuzbrojonym okiem można również
zauważyć ślady niszczenia przez korozję powierzchni
wewnętrznych elementów metalowych (np. przewodów
hydraulicznych) – łuszczenie, rdzawe zabarwienie, itp.
Zespół akumulujący i rozprowadzający wodę "lodową" również składa się z wielu elementów wykonanych
z różnych materiałów. Ze względu jednak na dość
niską temperaturę wody i mniejszą styczność z powietrzem
(zbiorniki akumulacyjne umieszczone w budynku),
proces korozji przebiega nieco inaczej i mniej dynamicznie.
Na okres zimy nie opróżnia się zbiorników
z wody, dzięki czemu zapobiega się bezpośredniemu
kontaktowi elementów instalacji z powietrzem. Opróżnienie ich następuje dopiero przed sezonem letnim, tylko na czas ich czyszczenia i przepłukania.
W wodzie "lodowej" zauważa się wydzielanie mulistych
osadów, a także niewielkiej ilości produktów stałych korozji (płatki i łuski). Podobne produkty korozji
i muliste osady, utrudniające przepływ wody "lodowej",
skupiają się na filtrach tuż przed chłodnicami. W chłodnicach
i w przewodach hydraulicznych muliste osady
mogą powodować zatory. Ze względu na osiadanie w
rurkach chłodnic mułu i szlamu utrudniona zostaje wymiana
ciepła, a tym samym zakłócony zostaje proces
obróbki powietrza w układach klimatyzacji – wentylacji.
Istnieje również zagrożenie tworzenia się kamienia,
szczególnie na filtrach wodnych.
Ze względu na możliwość zamarznięcia wody w układzie
usytuowanym na zewnątrz budynku, zastosowanie
w tego typu układach znalazły płyny niskokrzepnące. Są
to najczęściej wodne roztwory glikolu etylenowego lub
propylenowego o stężeniu 30 ÷ 40 %, co zabezpiecza
przed zamarznięciem do temperatury –20 ÷ –30°C.
Roztwory glikoli wykazują większą korozyjność w stosunku
do metali, takich jak stal, miedź i aluminium niż
czysta woda wodociągowa. Jest to spowodowane utlenianiem
i rozpadem glikoli do kwasów organicznych. Z
tego względu płyny te powinny zawierać inhibitory korozji
tych metali. Stosowanie roztworów glikoli bez
żadnych dodatków grozi korozją części wykonanych ze
stali i aluminium, co powoduje zamulenie instalacji
wody chłodzącej i lodowej osadem produktów korozji
[5]. Należy pamiętać, że dodanie do wody substancji
przeciwzamrożeniowych (np. glikoli) pociąga za sobą
pogorszenie parametrów hydraulicznych instalacji
(wzrost oporów przepływu) oraz pogorszenie warunków
wymiany ciepła (w związku ze wzrostem lepkości płynu),
a także zwiększenie korozyjności (w przypadku stosowania
solanek) [3].
Środki przeciwzamrożeniowe należy stosować rozważnie i tylko wówczas, gdy stosowanie innych sposobów zabezpieczenia instalacji przed zamarzaniem jest
zbyt kosztowne lub niemożliwe. Nie bez znaczenia jest
również toksyczność środków przeciwzamrożeniowych.
Spośród stosowanych środków najbardziej toksyczny
jest glikol etylenowy. Środki przeciwzamrożeniowe w
przypadku bezpośredniego kontaktu działają niekorzystnie
na otoczenie, wywołując niedobór tlenu. Najgroźniejsze
są tu roztwory glikolu propylenowego i etanolu.
Ten ostatni stwarza także zagrożenie pożarowe [3].
Uwaga! Glikol propylenowy jest mniej szkodliwy dla
zdrowia niż glikol etylenowy. Nie wolno spuszczać do
kanalizacji glikolu etylenowego.
Podsumowanie
Niezakłócone dostarczanie do chłodnic powietrza wody
"lodowej" o określonych parametrach umożliwia w
okresie letnim obróbkę cieplno-wilgotnościową powietrza
dostarczanego do pomieszczeń.
W układach chłodniczych z wodą "lodową" niezbędne
jest zapewnienie obsługi codziennej i sezonowej. Stosunkowo
częste przeglądy i kontrole stanu instalacji wspomagają obsługiwanie profilaktyczne, które znacząco wpływa na stan techniczny instalacji i utrzymanie jej w ruchu.
Przed podjęciem decyzji o dodaniu do wody (znajdującej się w układzie) środków chemicznych (np. przeciwzamrożeniowych lub innych zmieniających własności
chemiczne wody), należy szczegółowo zapoznać się
z ich ewentualnym oddziaływaniem na materiały konstrukcyjne.
W praktyce okazać się może - z uwagi na
użyte do konstrukcji materiały, że niemożliwe jest zastosowanie
określonych środków chemicznych. Ta sama
substancja chemiczna może być inhibitorem korozji dla
jednego rodzaju materiału konstrukcyjnego, a katalizatorem
dla drugiego.
Woda stosowana w układach chłodniczych klimatyzacji - wentylacji powinna charakteryzować się:
- niską agresywnością i korozyjnością;
- niskim stężeniem związków żelaza i manganu (najlepiej
ich brakiem);
- możliwie niską temperaturą (woda do chłodzenia
skraplaczy i woda "lodowa");
- stabilnością oraz brakiem zawiesin i mikroorganizmów
(glonów i bakterii).
Dbałość o czystość poszczególnych elementów układu
chłodniczego jest jednym z wielu warunków, które musi
spełnić eksploatator, aby zapewnić wymagany, niezakłócony
przebieg procesu wymiany ciepła.
Czystość powierzchni chłodnic powietrza (oraz ich
dodatkowego wyposażenia) zmniejsza ryzyko gwałtownego
rozwoju mikroorganizmów.
Zbiorniki i instalacje wodne w układach chłodniczych
mogą być siedliskiem niebezpiecznych dla zdrowia
mikroorganizmów chorobotwórczych, np. Legionella
pneumophila.
Autor: mgr inż. Krzysztof KAISER
LITERATURA
[1] Barcewicz K.: Ćwiczenia laboratoryjne z chemii paliw,
smarów i wody. Wydanie II, Wyższa Szkoła Morska.
Dział Wydawnictw, Gdynia 2001.
[2] Bonca Z., Depta A.: Wentylacja i klimatyzacja okrętowa.
Podstawy działania i eksploatacji. Wydanie I,
Wyższa Szkoła Morska. Dział Wydawnictw, Gdynia
1999.
[3] Girdwoyń A.: Instalacje wody lodowej. "Instal", Nr
4/2005, str. 18-21.
[4] Hajduk T.: Woda w obiegach chłodzących skraplacze
urządzeń chłodniczych. "Technika Chłodnicza i
Klimatyzacyjna", Nr 5/2004, str.177-180.
[5] Rutkiewicz A.: Zagrożenie korozyjne instalacji wody
lodowej i chłodzącej. "Instal", Nr 4/2005, str. 13.
[6] Materiały fotograficzne: Kaiser K.
Źródło: