Maintenance des refroidisseurs industriels: approche, encrassement et efficacité est la discipline qui consiste à maintenir un refroidisseur à compression de vapeur fournissant sa capacité frigorifique nominale avec la consommation d'énergie la plus faible possible en contrôlant l'encrassement des surfaces d'échange thermique
en vérifiant la charge de réfrigérant et l'état du lubrifiant, et en suivant les températures d'approche qui révèlent la propreté réelle de la machine. Un refroidisseur tombe rarement en panne soudainement. Il se dégrade silencieusement, consommant davantage de kilowatts par unité de froid pendant des mois avant que quelqu'un ne remarque la facture d'électricité.
La machine transfère la chaleur de l'eau glacée (l'évaporateur) vers l'eau ou l'air du condenseur (le condenseur) en utilisant un compresseur pour augmenter la pression du réfrigérant. L'efficacité s'exprime en kilowatts d'entrée électrique par unité de froid fournie, communément kW par tonne ou kW par kW.
Une machine centrifuge refroidie par eau, propre et correctement chargée, fonctionne typiquement autour de 0.55 à 0.60 kW/ton à pleine charge; une unité refroidie par air est plutôt autour de 1.0 à 1.2 kW/ton. Tout ce qui oblige le compresseur à travailler sur une élévation de pression plus large augmente ce chiffre.
Les deux principaux facteurs d'augmentation de l'élévation de pression sont des surfaces d'échange thermique encrassées et une charge de réfrigérant incorrecte.
L'approche est la différence entre la température de saturation du réfrigérant et la température de l'eau quittant cet échangeur. L'approche du condenseur est la température de condensation moins la température de sortie de l'eau du condenseur ; l'approche de l'évaporateur est la température de sortie de l'eau glacée moins la température d'évaporation. Lorsque les tubes sont propres, la chaleur passe facilement et l'approche est faible. À mesure qu'une couche de tartre, de biofilm ou de boue se forme sur la paroi des tubes, le réfrigérant doit fonctionner à une température plus élevée (condenseur) ou plus basse (évaporateur) pour faire passer la même quantité de chaleur, et l'approche s'élargit. Suivre l'évolution de l'approche par rapport à la référence de mise en service est l'indicateur le plus précoce et le moins coûteux d'encrassement, bien avant le déclenchement des alarmes de pression de refoulement.
| Paramètre | Référence propre / saine | Seuil d'action |
|---|---|---|
| Approche du condenseur | 1 to 3 °C | > 3 °C au-dessus de la référence : planifier un nettoyage des tubes |
| Approche de l'évaporateur | 1 to 2 °C | Tendance à la hausse : vérifier la charge, l'huile et le circuit eau |
| Efficacité à pleine charge (centrifuge refroidi par eau) | 0.55 to 0.60 kW/ton | > 10% au-dessus de la référence : investiguer |
| Indice de Langelier de l'eau du condenseur | -0.5 to +0.5 | > +1.0 risque d'entartrage ; < -1.0 corrosif |
Règle empirique : chaque degré Celsius d'élévation de la température de condensation ajoute environ 2 à 3 pour cent à la puissance du compresseur. Un condenseur laissé à l'encrassement pendant une saison de refroidissement peut silencieusement augmenter la consommation de 10 à 20 pour cent ou plus.
L'encrassement côté eau se présente sous trois formes courantes: dépôt minéral (carbonate de calcium), film biologique et boue de solides en suspension. Chacune isole le tube. Les tubes du condenseur s'encrassent plus vite car l'eau du condenseur est chaude, oxygénée et souvent traitée par une tour de refroidissement ouverte.
Les solutions sont le nettoyage mécanique par brosse ou par hydro-jet à intervalles planifiés, ainsi qu'un traitement continu de l'eau pour maintenir l'équilibre entre encrassement et corrosion. Parce que la boucle du condenseur partage l'eau avec la tour, l'encrassement du refroidisseur et l'état de la tour constituent un seul problème, pas deux.
Gérez-les ensemble avec la maintenance de la tour de refroidissement , et lisez l'élargissement de l'approche de la même façon que vous lisez une courbe d'encrassement d'échangeur de chaleur .
Les erreurs de charge imitent l'encrassement et gaspillent de l'énergie par elles-mêmes. Une sous-charge, généralement due à une fuite lente, affame l'évaporateur, augmente la surchauffe à l'aspiration et réduit la capacité, de sorte que la machine fonctionne plus longtemps pour maintenir la consigne.
Une surcharge augmente le sous-refroidissement et la pression de refoulement et peut provoquer un coup de liquide dans le compresseur. Confirmez la charge en mesurant la surchauffe et le sous-refroidissement par rapport aux valeurs du fabricant, et non par le simple voyant de liquide.
Tout appoint masque une fuite, donc trouvez et réparez la fuite d'abord. Consignez le réfrigérant ajouté à chaque intervention; un journal croissant est une défaillance de maintenance et, pour de nombreux réfrigérants, un élément soumis à déclaration réglementaire.
Le compresseur est le plus gros consommateur d'énergie et la panne la plus coûteuse. Protégez-le par une analyse d'huile: suivez le nombre d'acide, l'humidité et les particules d'usure métallique, et changez ou filtrez l'huile selon son état plutôt que par approximations.
L'humidité dans le circuit forme des acides, attaque les enroulements des machines hermétiques et dégrade l'huile. Gardez l'unité de purge en bon état sur les machines basse pression, car les non-condensables piégés augmentent la pression de refoulement exactement comme le fait l'encrassement.
Vérifiez que le réglage de consigne eau glacée, le réglage de consigne eau du condenseur et les commandes d'étagement fonctionnent réellement; un réglage bloqué peut coûter plus que n'importe quel dépôt sur les tubes.
La chimie de l'eau détermine la vitesse d'encrassement des tubes. Maintenez la conductivité, le pH et l'indice de saturation de Langelier dans les limites, dosez inhibiteurs d'entartrage et de corrosion ainsi que biocides, et gérez les purges et les cycles de concentration. Échantillonnez régulièrement et agissez sur les tendances.
Une eau équilibrée peut prolonger les intervalles entre nettoyages des tubes d'une saison ou plus, et le retour sur investissement se voit directement dans une approche stable et un kW/ton stable.
Comme la tour fixe la température d'entrée de l'eau du condenseur, examinez l'approche vs plage de la tour de refroidissement parallèlement aux données du refroidisseur.
| Symptôme | Cause probable | Action |
|---|---|---|
| Approche du condenseur élevée, pression de refoulement élevée | Dépôt d'entartrage ou biofilm sur les tubes du condenseur | Brosser ou nettoyer au jet d'eau les tubes ; corriger le traitement de l'eau |
| Approche de l'évaporateur élevée, aspiration basse, surchauffe élevée | Charge de réfrigérant faible / fuite | Tester et réparer la fuite, puis recharger selon la spécification |
| Haute pression de refoulement, approche normale | Gaz non condensables dans le réfrigérant | Faire fonctionner et entretenir l'unité de purge |
| Augmentation du kW/ton à charge constante | Défaillance des commandes ou des réglages | Vérifier les réglages eau glacée/eau condenseur et l'étagement |
| Nombre d'acide ou humidité dans l'huile en hausse | Entrée d'humidité, dégradation de l'huile | Remplacer le filtre-sécheur et l'huile ; trouver le chemin de la fuite |
Transformer ces vérifications en tâches programmées et basées sur l'état, avec des références et un historique de tendances, est là où une GMAO trouve son utilité. Réservez une démonstration Fabrico pour voir l'évolution de l'approche et de l'efficacité liée aux bons de travail.
Il n'existe pas de valeur universelle ; utilisez la référence de mise en service. Lorsque l'approche du condenseur est d'environ 3 °C ou plus au-dessus de cette référence, à charge et températures d'eau similaires, les dépôts réduisent significativement le transfert de chaleur et un nettoyage sera rentable par une pression de refoulement et un kW/ton plus faibles.
Un condenseur encrassé force une température de condensation plus élevée, ce qui augmente l'élévation de pression que le compresseur doit surmonter. Environ 2 à 3 pour cent de puissance du compresseur par degré Celsius d'élévation de la condensation s'ajoutent rapidement sur une saison de fonctionnement.
Pas avant d'avoir trouvé la fuite. Une capacité faible signale souvent une fuite, et un appoint la masque, gaspille du réfrigérant et peut enfreindre les règles de déclaration. Mesurez la surchauffe et le sous-refroidissement, confirmez la panne, réparez la fuite, puis chargez selon la spécification du fabricant.
Faites dépendre l'intervalle des données, pas du calendrier. Suivez en continu l'approche et l'efficacité et nettoyez lorsqu'elles franchissent le seuil. En pratique, les condensateurs refroidis par eau bien traités sont nettoyés environ une fois par an, plus tôt lorsque la qualité de l'eau est mauvaise.
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