Чиллеры являются широко используемым оборудованием, которое потребляет большое количество электроэнергии. Более 50 процентов ежегодного потребления электричества оборудованием приходится на чиллеры. Таким образом, эксплуатация и техническое обслуживание чиллеров является важной составляющей в любой программе по энергетическому менеджменту оборудования.

Очень часто чиллеры эксплуатируются или обслуживаются неэффективно, вызывая увеличение платежей за электроэнергию, снижение надежности и рабочих характеристик устройства и уменьшение срока службы оборудования.

На уменьшение эффективности чиллера оказывают влияние много факторов, среди которых можно выделить пять самых общих, а именно: нештатные технологические режимы; игнорирование или отсрочка технического обслуживания чиллера; игнорирование технического обслуживания воздушного конденсатора или градирни; использование чиллера с повышенной по сравнению с требуемой производительностью; пренебрежение чиллерами, использующими альтернативные технологии. Эти факторы оказывают существенное влияние на эффективность чиллера, и инженеры по эксплуатации могут легко управлять каждым из них и устранять возникающие проблемы.

Нештатные технологические режимы

Нештатные технологические режимы могут уменьшить не только эффективность чиллера, но также и его срок службы. Применение нештатных технологических режимов, в основном, происходит по двум причинам: во-первых, при использовании чиллера для целей, не предусмотренных разработчиками, и, во-вторых, из-за недопонимания последствий от внедряемых мероприятий.

Например, очень распространенной практикой является стремление повысить расход охлаждающей воды. Однако, в действительности, увеличение расхода воды через чилер сверх норм, рекомендуемых изготовителями, снижает его эксплуатационный КПД. Еще одним важным моментом является тот факт, что, повышенный расход воды приводит к увеличению степени эрозии труб чиллера, и  досрочному выходу их  из строя.

Проблема нештатных технологических режимов заключается в том, что их влияние на работу чиллера часто остается незамеченным. Чиллеры продолжают работать в широком диапазоне холодильной нагрузки при различных режимных условиях. С течением времени такой, в принципе, нештатный режим работы оборудования начинает считаться стандартным, и в один прекрасный день становятся очевидными проблемы в работе чиллера или же он становится не в состоянии обеспечивать обычную для него ранее холодильную нагрузку. Когда это происходит, техники обычно обвиняют погоду или непосредственно чилер, но никогда не принимают во внимание режимы, при которых он эксплуатировался или обслуживался.

Для того, чтобы персонал мог распознавать нештатные режимы работы оборудования, необходимо проводить различные тренинги, как в области эксплуатации, так и в области обслуживания оборудования. Это, несомненно, поможет персоналу эффективно управлять работой оборудования, и, кроме того, даст возможность для каждого чиллера составить долгосрочную программу по его обслуживанию, что положительным образом скажется на эффективности его работы и приведет к увеличению срока его службы.

Кроме того, тренинги помогут персоналу научиться распознавать и упреждать потенциальные проблемы прежде, чем они приведут к нежелательным и дорогостоящим последствиям. И, наконец, тренинги позволят персоналу не допускать использование нештатных технологических режимов работы в качестве стандартных.

Пренебрежение техническим обслуживанием чиллера

Несмотря на то, что для любого оборудования здания важно своевременное качественное техническое обслуживание, существуют отдельные области, где это является еще более очевидным. Рассмотрим, например, влияние, которое оказывает правильное техническое обслуживание на эффективность работы чиллера.

Так, коэффициент эффективности новейших чиллеров центробежного типа составляет при полной нагрузке примерно 0.5 кВт на тонну. При надлежащем обслуживании чиллера через пять лет можно ожидать, что его эффективность составит при полной нагрузке 0.55-0.60 кВт на тонну. Если бы для этого же чиллера в течение этого времени не проводилось техническое обслуживание, то его эффективность при полной нагрузке уменьшилась бы до 0.90 к 1.0 кВт на тонну. Это означает, что плохо обслуживаемый чиллер при той же холодопроизводительности потребляет электроэнергии на 20-25% больше.

Правильное техническое обслуживание чиллера начинается с ведения для него журнала регистрации. Регулярная регистрация параметров работы чилера дает обслуживающему персоналу ценный диагностический инструмент. Большинство проблем чилера развивается в течение некоторого времени, и, периодически исследуя записи в журнале, можно выявить эти проблемы на ранней стадии их возникновения, определить основные негативные тенденции и причины их возникновения. К сожалению, хотя практика ведения журнала является довольно распространенной, но регулярное изучение записей в нем все же распространено не так широко. Изучая журнал регистрации, можно выявить такие проблемы, как утечки хладагента, протечки воздуха, загрязнение труб и т.д.

Еще одним  важным моментом в программах технического обслуживания охладителя является планирование регулярных техосмотров. Такие техосмотры, проводимые ежедневно, еженедельно, ежемесячно или ежегодно, несомненно, помогают поддерживать работоспособность чиллера и должны формировать основу любой программы технического обслуживания.  Большинство техосмотров может быть выполнено при работающем оборудовании. Некоторые, например, ежегодное обследование трубок, выполняются во время плановой остановки чиллера  на несколько дней. Осознавая, что техосмотр сам по себе не гарантирует качественной работы чиллера , а лишь выявляет проблемные области, технический персонал должен строго придерживаться рекомендованной программы технического обслуживания.

Пренебрежение техническим обслуживанием воздушного конденсатора и градирни

Градирня является критическим элементом всей системы охлаждения, а ее работа существенным образом сказывает на эффективности работы чилера. Правильная эксплуатация и обслуживание градирни дает возможность чиллерам работать на пике своей эффективности.

Даже малейшее уменьшение работоспособности градирни  будет существенным образом сказываться на эффективности работы чиллера. Например, уменьшение температуры охлаждающей воды на выходе из градирни на один градус Фаренгейта в среднем снижает эффективность работы чиллера на 2 процента.

Несмотря на важную роль, которую градирни играют в работе чиллера, их обслуживание часто игнорируется. Из-за своего размещения в основном на крышах, градирни часто страдают из-за недостатка внимания, что называется "с глаз долой, из сердца вон".

Градирни и воздушные конденсаторы подвергаются воздействию окружающей среды и являются  хорошими коллекторами грязи, листьев и другого мусора, который может засорять каналы для прохода воздуха и воды. Кроме того, теплая и влажная среда в градирнях способствует росту бактерий, который могут засорять распыливающие сопла и понижать, таким образом, их эффективность. Накапливание твердых предметов в воде градирни также может забивать каналы для прохода воды и воздуха.

Правильная работа градирни требует планирования и проведения регулярных техосмотров градирни, и при необходимости проведения ремонтов. Также должны осуществляться мероприятия по обработке воды, чтобы концентрация взвешенных веществ оставалась в заданных пределах. Кроме того, базовый вентилятор и водомеры должны работать должным образом.

Использование чиллеров с повышенной по сравнению с требуемой производительностью

Правильный подбор мощности чиллера также важен для его эффективной работы, так как эффективность чилера быстро снижается с уменьшением холодильной нагрузки. Часто распространены случаи, когда изначально выбирается чилер чуть большей мощности, чтобы иметь возможность повышать холодильную нагрузку без замены оборудования.

Также оказывается часто, что спустя несколько лет после установки, холодильная нагрузка чиллеров значительно отличается от той, на которую они были разработаны.  В частности, это часто бывает при модификации оборудования с целью повышения его энергоэффективности.

Например, установка новых окон или энергоэффективных  осветительных приборов часто приводит к снижению потребности в охлаждении. С уменьшением потребности в холоде увеличивается число часов в году, когда чилер работает с пониженной холодопроизводительностью. Это обстоятельство снижает эффективность его работы.

Подбор правильной мощности чиллера может быть легко осуществлен во время его плановой замены. Изучая рабочие характеристики существующего чиллера и те холодильные нагрузки, которые он фактически обеспечивает, можно подобрать новый чиллер так, чтобы он максимально соответствовал имеющимся требованиям. Если существует многоступенчатое охлаждение, необходимо правильным образом подобрать мощность каждой ступени.

Если пока не планируется замена чиллера, то можно скорректировать его работу, устанавливая приводы переменной частоты. Эти приводы замедляют работу чилера по мере того, как снижается требуемая холодильная нагрузка, таким образом, охладитель работает в режимах, приближенных к полной мощности, во всем диапазоне холодильной нагрузки.

Игнорирование чиллеров, использующих альтернативные технологии

Когда чиллеры выходят из строя, общей ошибкой является замена их на равноценные. Если старый чиллер был центробежным с электрическим приводом, то новый ставят точно такой же, в то время, как этот тип подбирался 15-20 лет назад. Для того времени подобный чиллер был современным и эффективным, однако, с развитием техники и технологий едва ли можно предположить, что этот же тип для современных условий является лучшим выбором.

Повременная оплата за потребленную электроэнергию и появление новых технологий - все это требует более взвешенного подхода при выборе чиллеров. Кроме того, дерегуляция и повременная оплата потребленной электроэнергии заставляют уделять особое внимание используемым электрическим мощностям.

Сглаживание электрической нагрузки, особенно в течение периодов ее пиков, снижает стоимость электроэнергии.

Если стоимость электроэнергии велика, электрические чиллеры являются главным объектом, корда речь заходит о путях снижения электрической нагрузки и финансовых затрат. При высокой стоимости электроэнергии могут использоваться альтернативные устройства. Например, чиллеры, работающие с приводом, в котором в качестве рабочего тела используется природный газ, или устройства, использующие пары и газы  в абсорбционных устройствах. Таким образом, применение альтернативных технологий дает реальную возможность существенным образом снизить эксплуатационные затраты, не снижая при этом ни рабочие характеристики, ни надежность работы оборудования.

Знание этих пяти принципов повышения эффективности чиллеров позволяет обеспечить надежную и эффективную работу оборудования и продлить срок службы устройств.

Джеймс Пипер - консультант с больше чем 25 годами опыта по  управлению оборудованием, Bowie, Мериленд, США