CHAODNICTWO URZDZENIA Dlaczego stosuje się chłodnie wentylatorowe, czyli chłodzenie mokre? Anna Muszyńska*) hłodnie wentylatorowe są najbardziej wydajnymi, posiadającymi największą entalpii wynikająca ze wzrostu temperatury powietrza suchego podczas procesu chło- Csprawność urządzeniami do chłodzenia wody obiegowej dla instalacji tech- dzenia (ciepło właściwe powietrza suchego nologicznych i przemysłowych oraz klimatyzacyjnych. W porównaniu do innych 1 kJ / 1 kg x k) jest czynnikiem uzupełniają- systemów stanowią one energooszczędne i niezawodne, a przy tym ekologiczne cym. zródło chłodu. Jak to działa? n powietrze na wejściu posiada ustaloną zawar- W tabeli przedstawione zostały występujące Różnice pomiędzy tość energii = entalpii h [kJ/kg], różnice pomiędzy entalpiami (h entalpia) na chłodzeniem mokrym i suchym n powietrze na wyjściu ma wyższą zawartość wejściu i wyjściu dla mokrego i suchego cho- Chłodzenie mokre realizowane jest energii = entalpii h [kJ/kg], dzenia. Jak z tego wynika, do odprowadzenia w chłodniach wentylatorowych, natomiast suche n energia jest: ciepła w chłodniach wentylatorowych (mokre w chłodnicach powietrznych. zarówno dla chło- wzięta z procesu, który podlega chłodze- chłodzenie), potrzeba mniejszej ilości powietrza, dzenia mokrego, jak i suchego występują nastę- niu, a to oznacza mniejsze zużycie energii elektrycz- pujące zależności: przekazywana do powietrza, nej oraz cichszą pracę urządzenia. Tabela. Przykład: różnice pomiędzy entalpiami (h entalpia) Wyjście Wyjście Wejście suche mokre chłodzenie chłodzenie hsuche powietrze kJ/kg 20 40 32 henergia parowania wody kJ/kg 27,5 27,5 76,5 hpary wodnej kJ/kg 0,41 0,82 1,83 hsuma kJ/kg 47,9 68,3 110,3 odprowadzana do Dobór chłodni wentylatorowej środowiska. Dobór chłodni wentylatorowej, zdeterminowany Różnice pomiędzy jest parametrami technologicznymi niezbędnymi mokrym i suchym chło- do prawidłowej pracy instalacji. Moc chłodzenia dzeniem przedstawiono chłodni wentylatorowej opisana jest wzorem: na wykresie Moliera na rysunku 1. Q = V x (Tw1 Tw2) x 4,187 x 1000 [kW], Dla podanego na wykresie przykładu widzi- gdzie: my, że w procesie suche- Tw1, Tw2 temperatura wejścia i wyjścia go chłodzenia, powietrze z chłodni, chłodzące zawiera tę samą 4,187 kJ/kg Ł k ciepło właściwe wody, ilość wilgoci na wejściu 1000 kg/m3 gęstość wody, i wyjściu z chłodnicy. Róż- V przepływ objętościowy wody [m3/s]. nica entalpii wynika tylko ze wzrostu temperatury Moc chłodzenia chłodni wentylatorowej równa chłodzącego powietrza się obciążeniu chłodniczemu. Obciążenie chłod- (ciepło właściwe powietrza nicze jest to energia, która przekazywana jest Rys. 1. Wykres Moliera przedstawiający różnice entalpii w procesie suchego 1 kJ / 1 kg x k). w procesie chłodzenia, przez chłodzone urządzenia mokrego i suchego chłodzenia Chłodzenie w chłod- do cyrkulującej wody chłodzącej. sprawność niach wentylatorowych, chłodni wentylatorowej opisuje się następującą *) mgr inż. anna Muszyńska czyli mokre chłodzenie, oparte jest przede formułą: GEa Polacel wszystkim na cieple parowania (ciepło paro- Cooling Towers B.V. wania wody ~2491 kJ/kg), natomiast różnica = (Tw1 Tw2)/ (Tw1 Tnb), www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl 3/2009 2 AUTOR CHAODNICTWO URZDZENIA powietrza oraz temperaturę ter- mometru wilgotnego. Przykład: (Tw2 Tnb) [oC]: 8 4 [%]: (100) (50) Powierzchnia chłodni: [m2]: 5 10 [%]: (100) (200) Jak możemy stwierdzić na podstawie powyższego przykła- du, gdy (Tw2 Tnb) zmniejszy się o połowę, to powierzchnia chłodni musi zwiększyć się dwukrotnie. Chłodnie wentylato- rowe GEA Polacel GEA Polacel jest od ponad 40 lat producentem odpornych na korozję chłodni wentylato- rowych i ma w swojej ofercie chłodnie o powierzchni poje- E I I dynczej celi od 1 do 300 m2. h konstrukcja chłodni wykonana Rys. 2. Zależność powierzchni chłodni od różnicy temperatur jest ze stali nierdzewnej lub z h h i pomiędzy temperaturą termometru wilgotnego tworzywa sztucznego, nato- l h miast obudowa z tworzywa gdzie Tnb jest temperaturą termometru wilgot- sztucznego wzmacnianego włóknem szklanym. Chłodnie o przepływie przeciwpr -
nego. Wszystkie elementy łączne chłodni są także dowym lub krzy owym z osiowymi wykonane ze stali nierdzewnej. wentylatorami. Teoretycznie najniższa możliwa temperatura Chłodnie produkowane są z trzema rodza- Modułowa budowa. wody ochłodzonej Tw2 w wyparnej wieży chło- jami napędu (rys. 3). Rodzaj zastosowanego
Konstrukcja ze stali kwasoodpornej dzącej, jest równa temperaturze termometru napędu zależny jest od wielkości chłodni. lub tworzywa sztucznego. wilgotnego Tnb. Dla takiego przypadku, spraw- Najmniejsze chłodnie typu CMC (do 16 m2) Obudowa z tworzywa sztucznego
ność wieży chłodzącej wynosi 100%. aby mógł wykorzystują napęd bezpośredni, chłodnie wzmacnianego włóknem szklanym. zajść ten przypadek, wielkość chłodni powinna Z własn tac ociekow lub do po-
być nieskończenie duża. Dlatego też, możemy sadowienia na basenie. powiedzieć, że temperatura wody ochłodzonej Zastosowane materiały o najwy -
nie będzie nigdy niższa lub równa temperaturze szej jako ci. termometru wilgotnego na wlocie powietrza Wentylatory, nap dy, silniki, reno-
do chłodni. mowanych, wiatowych producen- Dla chłodni wentylatorowych, często stosuje tów. się pojęcie obciążenia wodnego R. Jest to Wentylatory z łopatami aluminio-
ilość cyrkulującej wody chłodniowej (chłodzącej) wymi lub z tworzywa sztucznego. przypadającej na powierzchnię mokrej chłodni (m3/m2/h). Wpływ różnicy temperatur pomiędzy temperaturą wody ochłodzonej, a temperaturą termometru wilgotnego (Tw2 Tnb) na wielkość chłodni Pod pojęciem powierzchni chłodzenia w chłodni wentylatorowej, rozumiemy poziomą, mokrą powierzchnię chłodni wentylatorowej. Im mniejsza jest różnica pomiędzy wodą ochłodzo- Vlijstraat 25 NL 7000 AG Doetinchem The Netherlands Telephone +31 314 37 14 14 Telefax +31 314 34 48 84 ną a temperaturą termometru wilgotnego, tym www.polacel.nl sales polacel.nl większa jest chłodnia (powierzchnia chłodni). Tą GEA Polacel w Polsce: zależność przedstawia wykres na rysunku 2. 71-497 Szczecin, ul. Andyjska 8a Dla tego wykresu przyjęto stałe: obciążenie Tel.: +48918803702; +48508023511 wodne (m3/m2/h), różnicę temperatur wody na Anna.Muszynska geagroup.com Rys. 3. Rodzaje napędów wykorzystywane przez wejściu i wyjściu z chłodni (Tw1 Tw2), prędkość GEA Polacel w chłodniach wentylatorowych 3/2009 www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl 3 reklama CHAODNICTWO URZDZENIA Rys. 4. Chłodnia CMC 16 Rys. 5. Chłodnie CMDR 300 Rys. 6. Chłodnie CMDI 2200 Rys. 7. Schemat działania chłodni o przepływie przeciwprądowym i krzyżowym CMDR (do 120 m2) posiadają napęd pośredni W zależności od jakości wody cyrkulującej wentylator. Dla tego przypadku, Polacel może z motoreduktorem, zaś w chłodniach CMDI zasto- w chłodni, GEa Polacel stosuje cztery rodzaje zaproponować m.in. super ciche wentylatory sowano napęd pośredni z przekładnią, wałem wypełnień w postaci: oraz dyfuzory z okładziną akustyczną. i silnikiem. n tzw.filmu 12 mm dla wody najczystszej (głów- Chłodnie Polacel mają budowę modułową. Wyżej wymienione chłodnie oferowane są nie dla instalacji klimatyzacji), Najmniejsze chłodnie dostarczane są na plac z wentylatorami osiowymi o przepływie prze- n tzw fimu 19 mm (woda przemysłowa), budowy w całości. Duże chłodnie dostarczane ciwprądowym i krzyżowym. zasada działania n krat NF20 o szerokości kanału 20 mm (woda są w częściach, które składa się bardzo łatwo na obu chłodni przedstawiona jest na schemacie np. z zawartością oleju), miejscu. Firma może tutaj zaproponować nadzór na rysunku 7. n krat P40 o wielkości oczek 40 mm (m.in. dla nad montażem lub też kompleksowy montaż. W chłodniach o przepływie przeciwprą- ścieków papierniczych), które można czyścić W chłodzeniu mokrym w chłodniach wen- dowym, system zraszania stanowią dysze, mechanicznie. tylatorowych otwartych, nie należy obawiać się zaś w chłodniach o przepływie krzyżowym, niebezpieczeństwa wynikającego z niskich tem- system zraszania jest co do zasady bezciś- W ostatnim czasie, bardzo dużą uwagę peratur. Ciepło procesowe, jest wystarczającym nieniowy. W celu poprawnej pracy chłodnie zwraca się na ograniczenie emisji hałasu. czynnikiem do prawidłowej pracy chłodni w okre- o przepływie przeciwprądowym wymagają zamon- stąd też firma rozwija różne rozwiązania w celu sie zimowym. Także w czasie postoju, chłodnie są towania eliminatora unosu, ze względu na uno- zminimalizowania mocy akustycznej ze zródła odporne na działanie niskich temperatur. kompak- szoną wodę wraz z zasysanym powietrzem. Dla dzwięku jaki stanowi chłodnia. yródłem hałasu towa, modułowa budowa chłodni Polacel, lekkość chłodni o przepływie krzyżowym, stosowanie eli- w chłodniach wentylatorowych jest spadająca konstrukcji oraz energooszczędność, sprawiają że minatora unosu, nie jest zawsze konieczne. Dla woda, wentylator oraz silnik wraz z przekładnią. nakłady inwestycyjne oraz eksploatacyjne są zde- obu typu chłodni mają zastosowanie wentylatory W celu redukcji hałasu na wlocie powietrza cydowanie niższe niż przy chłodzeniu suchym. ssące. Chłodnie wentylatorowe o przepływie krzy- (od spadającej wody), GEa Polacel proponuje Podsumowując, chłodnie wentylatorowe są żowym stosuje się przede wszystkim ze względu zastosowanie m.in. pływających mat. Głów- najlepszym rozwiązaniem dla ludzi i środowiska. na niższy poziom mocy akustycznej. nym zródłem hałasu na wylocie powietrza, jest n www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl 3/2009 4