Procesy przemysłowe generują znaczne ilości ciepła, które musi być odprowadzane, aby uniknąć uszkodzenia wrażliwych urządzeń i chronić gotowe produkty. Ugruntowana metoda monitorowania i regulacji temperatury na optymalnym poziomie polega na zastosowaniu systemów chłodniczych, które mogą być chłodzone wodą lub powietrzem. W tym artykule omówimy różnice pomiędzy systemami agregatów wody lodowej chłodzonych wodą a systemami agregatów chłodzonych powietrzem.

Agregat chłodniczy chłodzony powietrzem a agregat chłodniczy chłodzony wodą

Chociaż zarówno agregaty chłodnicze chłodzone powietrzem, jak i agregaty chłodnicze chłodzone wodą służą do usuwania niepożądanego ciepła z procesów produkcyjnych, różnią się one między sobą na różne sposoby. Decyzja o tym, który typ agregatu chłodniczego najlepiej pasuje do danego procesu przemysłowego, zależy od kilku czynników, które obejmują:

  • mechanizmy skraplacza chillera
  • różnice w kosztach
  • względy środowiskowe i lokalizacyjne

Skraplacz chłodzony powietrzem a skraplacz chłodzony wodą

Istnieją wyraźne różnice pomiędzy skraplaczem agregatu chłodniczego chłodzonego powietrzem a skraplaczem chłodzonym wodą. Agregaty chłodnicze chłodzone powietrzem są wyposażone w skraplacze, które wykorzystują powietrze otoczenia do obniżenia temperatury czynnika chłodniczego. Wentylatory są wykorzystywane do przetłaczania powietrza nad przewodami zawierającymi czynnik chłodniczy i w ten sposób odprowadzania z nich ciepła. Schłodzony czynnik chłodniczy stosowany w agregatach chłodniczych może być następnie cyrkulowany w procesie przemysłowym w celu uzyskania efektu chłodzenia.

W przeciwieństwie do nich, agregaty chłodnicze chłodzone wodą wykorzystują wysoką pojemność cieplną wody do ułatwienia chłodzenia czynnika chłodniczego. Typowym czynnikiem chłodniczym stosowanym w systemach chłodzonych wodą jest mieszanina wody i glikolu, która krąży w szczelnie zamkniętej sieci przewodów rurowych. Chłodzenie następuje, gdy schłodzony czynnik chłodniczy jest przepuszczany przez wymiennik ciepła, który współpracuje z danym procesem przemysłowym. Ogrzany czynnik chłodniczy jest następnie zawracany do wieży chłodniczej lub jednostki chłodniczej, która eliminuje ciepło nabyte w ramach przygotowania do kolejnego cyklu chłodzenia.

Różnice w kosztach

Innym ważnym czynnikiem, na który należy zwrócić uwagę przy porównywaniu agregatów chłodniczych chłodzonych powietrzem i wodą, jest koszt zakupu, instalacji i konserwacji.

Ze względu na swoją konstrukcję i działanie, agregaty chłodnicze chłodzone powietrzem wydają się droższe na pierwszy rzut oka. Po pierwsze, systemy chłodzone powietrzem wiążą się z kosztami instalacji kanałów powietrznych, wentylatorów i sterowników termoregulacji. Dodatkowo, te systemy chłodnicze zużywają większe ilości energii do zasilania wentylatorów, które ułatwiają efekt chłodzenia, co przekłada się na wyższe rachunki za energię elektryczną.

Z drugiej strony, mimo że agregaty chłodzone wodą są tańsze w instalacji, generalnie mają wyższe długoterminowe koszty operacyjne, ponieważ większość tych typów agregatów będzie wymagała zainstalowania wież chłodniczych. Ponadto, po uwzględnieniu wydatków na konserwację agregatu chłodniczego, takich jak testowanie jakości wody, obowiązkowe uzdatnianie wody i koszty eksploatacji układu chłodniczego, koszty eksploatacji agregatu chłodniczego chłodzonego wodą mogą znacznie wzrosnąć.

Względy środowiskowe/lokalizacyjne

Planowana lokalizacja agregatu chłodniczego to kolejny ważny punkt do rozważenia przy podejmowaniu decyzji o wyborze przemysłowego agregatu chłodniczego. W zależności od planów lokalizacji istnieją plusy i minusy wyboru agregatów chłodniczych chłodzonych powietrzem lub wodą.

Lokalizacje wewnątrz budynków

Zarówno chłodziarki chłodzone powietrzem, jak i wodą mogą być instalowane w pomieszczeniach zamkniętych. W przypadku agregatów chłodzonych powietrzem należy jednak wziąć pod uwagę dodatkową przestrzeń. Wynika to z faktu, że agregaty chłodzone powietrzem wymagają dostępu do wystarczającej ilości powietrza otoczenia, aby działać prawidłowo.

Umieszczenie agregatu chłodniczego chłodzonego powietrzem w słabo wentylowanym pomieszczeniu wewnętrznym ograniczy jego możliwości chłodnicze i zmniejszy wydajność. Dla porównania, agregaty wodne mogą być instalowane w miejscach o minimalnej wentylacji, ponieważ ich wieże chłodnicze mogą być umieszczone na zewnątrz budynku.

Lokalizacje zewnętrzne

Wybór agregatu chłodniczego chłodzonego powietrzem na zewnątrz jest korzystny, ponieważ jest tam nieograniczony dostęp do wysokiego przepływu powietrza otoczenia, wymaganego do ułatwienia chłodzenia chłodziwa. Układy chłodnicze chłodzone wodą rzadko znajdują się w lokalizacjach zewnętrznych.

Środowiska o podwyższonej temperaturze

Chillery chłodzone wodą są najlepszym wyborem do instalacji w obszarach przemysłowych o wysokiej wydajności cieplnej. Urządzenia chłodzone powietrzem będą działać słabo w obszarach o podwyższonej temperaturze, ponieważ chillery i wieże chłodnicze będą z trudem rozpraszać ciepło utrzymywane w rurkach z czynnikiem chłodzącym.

Lokalizacje o słabym zaopatrzeniu w wodę

W sytuacjach, w których występują słabe dostawy wody, wybór jest prosty. W takich przypadkach najlepszym wyborem jest agregat chłodniczy chłodzony powietrzem, o ile jest on zainstalowany w odpowiednio wentylowanym miejscu. Dostępna woda może być zatem skierowana do innych procesów produkcyjnych, w których jest niezbędna.

Przepisy dotyczące ochrony środowiska

Lokalne lub regionalne przepisy dotyczące ścieków przemysłowych to krytyczny problem, który należy wziąć pod uwagę przy wyborze systemu chłodniczego. Pod tym względem korzystniejszy jest agregat chłodniczy chłodzony powietrzem, ponieważ nie ma obaw o uwalnianie materiałów odpadowych do środowiska.

Ścieki z agregatów chłodniczych chłodzonych wodą w obiegu otwartym będą wymagały oczyszczania przed ponownym wprowadzeniem do naturalnych zbiorników wodnych, co oznacza dodatkowe koszty dla operatorów. Na szczęście wszystkie agregaty chłodzone wodą w firmie Cold Shot Chillers to systemy chłodnicze z zamkniętym obiegiem wody, które są bardzo przyjazne dla środowiska.

Porównanie wydajności agregatów chłodniczych

Dla porównania, agregaty chłodnicze chłodzone wodą są bardziej wydajne niż warianty chłodzone powietrzem. Efektywność agregatu chłodzonego powietrzem zależy od temperatury powietrza otoczenia wykorzystywanego w systemie chłodzenia. Im wyższa temperatura krążącego powietrza chłodzącego, tym mniej wydajny będzie agregat chłodzony powietrzem.

Ogólnie rzecz biorąc, więcej energii zostanie zużyte na wielokrotne pompowanie powietrza przez wymiennik ciepła w celu osiągnięcia pożądanej temperatury chłodziwa.

Dla porównania, wydajność agregatów chłodniczych chłodzonych wodą jest znacznie wyższa, ponieważ ich działanie w mniejszym stopniu zależy od temperatury powietrza otoczenia. Wykorzystanie wież chłodniczych z wodą lub agregatów chłodniczych zapewni stałą regulację płynu chłodniczego w optymalnym zakresie, a zatem procesy przemysłowe wykorzystujące te agregaty będą odpowiednio chłodzone.