Podczas letnich upałów instalacje chłodnicze pracują na granicy swojej wydajności, a wysokie temperatury otoczenia bezlitośnie obnażają wszelkie niedoskonałości w układach automatyki i sterowania. Często jednak największe straty finansowe nie wynikają z awarii urządzeń, lecz z błędnych decyzji eksploatacyjnych podejmowanych w oparciu o intuicję, a nie twarde pomiary.
Ostatnio podczas wizji lokalnej w ramach audytu energetycznego spotkałem się z przykładem takiej pozornej oszczędności. Klient użytkował skraplacz natryskowo- wyparny zasilany pompą obiegową o mocy 15 kW. Pompa ta była spadkiem po poprzednim układzie – producent obecnego urządzenia przewidział dla niego jednostkę o mocy zaledwie 4 kW. Klient był w pełni świadomy przewymiarowania i postanowił „zoptymalizować” koszty. Przy niskim, stabilnym obciążeniu maszynowni (pracowała jedna sprężarka stałoobrotowa) wyłączał pompę obiegową i prowadził proces skraplania całkowicie „na sucho”, chcąc zaoszczędzić 15 kW mocy elektrycznej pobieranej przez silnik pompy.
Czy takie podejście miało sens? Zdecydowanie nie.
Skraplacz natryskowo-wyparny pozbawiony filmu wodnego traci swoją największą zaletę – efekt chłodzenia wyparnego
Urządzenie pracujące na sucho jest w stanie przenieść zaledwie 10–30% swojej nominalnej mocy cieplnej (wartość ta zależy oczywiście od modelu oraz wielu innych parametrów). Brak odparowania wody drastycznie ogranicza wymianę ciepła, co automatyka wentylatorów próbuje natychmiast zrekompensować, wkręcając silniki na wyższe obroty.Postanowiliśmy zweryfikować ten stan rzeczy. Wyniki pomiarów były jednoznaczne:
- Praca „na sucho”: Pompa wody wyłączona (0 kW), ale wentylatory skraplacza, próbując utrzymać ciśnienie, pobierały łącznie 27,9 kW. Całkowity pobór stacji: 27,9 kW
- Praca z natryskiem: Po załączeniu przewymiarowanej pompy (15 kW) i ustabilizowaniu się parametrów, ciśnienie skraplania było stabilnie utrzymywane w zadanym set poincie, jednak obroty wentylatorów wyraźnie spadły, a ich pobór mocy zmalał do zaledwie 1,3 kW. Całkowity pobór stacji: 16,3 kW (15 kW pompa + 1,3 kW wentylatory).
Różnica wyniosła 11,6 kW na korzyść pracy z załączoną pompą, co oznacza spadek zużycia energii elektrycznej stacji skraplania o aż 42%. W skali pracy ciągłej (8760 h w roku) stała redukcja mocy o kilkanaście kilowatów sumuje się do potężnych oszczędności finansowych, idących w dziesiątki tysięcy złotych. Paradoksalnie, próba zaoszczędzenia prądu na pracy pompy windowała całkowity pobór mocy stacji o ponad 70%.Oczywiście zimą, przy ujemnych temperaturach zewnętrznych, bilans wyglądałby zupełnie inaczej – wtedy praca na sucho jest uzasadniona i czasami pożądana. Jednak latem fizyki nie da się oszukać.
Instalację chłodniczą zawsze należy traktować jak żywy, połączony organizm.
Zmiana parametru w jednym punkcie natychmiast wywołuje reakcję w drugim. Zamiast działać na wyczucie, warto opierać się na pomiarach, testować różne nastawy i weryfikować całkowity bilans energetyczny układu. Czasem to, co wydaje się oszczędnością na pojedynczym silniku, okazuje się czystą stratą w skali całego zakładu.