W wielu zakładach przemysłowych instalacje chłodnicze „działają poprawnie”: nie ma alarmów, nie ma awarii, parametry mieszczą się w dopuszczalnych zakresach. Mimo to zużycie energii pozostaje wysokie. W jednym z audytów energetycznych przyczyna okazała się zaskakująco prosta: olej zalegający w wymiennikach ciepła, który znacząco pogarszał wymianę ciepła i obniżał sprawność całego układu.
Efekt audytu i korekty eksploatacyjnej:
562 MWh oszczędności energii rocznie – bez nakładów inwestycyjnych.
Olej w instalacji chłodniczej – dlaczego to problem?
Olej stosowany w instalacjach chłodniczych jest transportowany przez parę czynnika chłodniczego i krąży wraz z nim w całym układzie. W przeciwieństwie do czynnika chłodniczego:
- olej nie ulega przemianom fazowym w wymiennikach,
- jego ilość w obiegu powinna być możliwie jak najmniejsza.
Podczas sprężania:
- olej ze sprężarki jest porywany przez pary czynnika,
- w małych ilościach trafia do skraplacza, gdzie czynnik ulega kondensacji,
- następnie mieszanina przechodzi przez zbiornik cieczy, przez zawór rozprężny do POC i przez lata eksploatacji może się zdarzyć, że do wymienników.
Czynnik chłodniczy odparowuje. Olej – nie.
W praktyce oznacza to, że olej ma tendencję do gromadzenia się w wymiennikach ciepła, gdzie stopniowo ogranicza ich wydajność.
Co się dzieje, gdy olej zalega w wymienniku?
Skutki są jednoznaczne:
- pogorszenie wymiany ciepła,
- spadek temperatury parowania,
- wzrost różnicy ciśnień,
- większe obciążenie sprężarek,
- wyższe zużycie energii elektrycznej.
Producenci wymienników jasno wskazują: wymienniki powinny być okresowo czyszczone i odolejane.
W praktyce konserwacja ta:
- bywa odkładana,
- bywa wykonywana rutynowo,
- często wykonywana jest nieprawidłowo.
Związek temperatury parowania ze zużyciem energii
Każde podwyższenie temperatury parowania generuje oszczędności energii elektrycznej. Dlaczego?
- im mniejsza różnica temperatur między parowaniem a skraplaniem,
- tym mniejsza różnica ciśnień,
- tym mniejszą pracę musi wykonać sprężarka.
W analizowanej instalacji:
- średnia temperatura parowania wynosiła –17,2 °C,
- po prawidłowym odolejeniu wymiennika możliwe było jej podniesienie do –13,4 °C.
Zmiana ta:
- poprawiła współczynnik COP,
- bez ingerencji w urządzenia,
- wyłącznie dzięki przywróceniu właściwej wymiany ciepła.
Efekt energetyczny i finansowy
Roczny efekt uzyskany po odolejeniu wymiennika i korekcie parametrów pracy:
- 2024 GJ oszczędności energii elektrycznej rocznie (odpowiednik 562,2 MWh/rok)
- ok. 111 tys. PLN oszczędności kosztowych rocznie
- brak nakładów inwestycyjnych (0 CAPEX)
Wnioski z audytu
Roczny efekt uzyskany po odolejeniu wymiennika i korekcie parametrów pracy:
- Instalacja chłodnicza może działać poprawnie, a jednocześnie być energetycznie nieefektywna.
- Olej zalegający w wymienniku to realny, mierzalny koszt energii.
- Najtańsze oszczędności to często te, które wynikają z prawidłowej eksploatacji, a nie z inwestycji.
- Audyt energetyczny pozwala wskazać miejsca, gdzie:
- wystarczy zmiana procedury, a nie zakup nowych urządzeń.