۵ مشکل رایج در چیلرهای صنعتی و راه‌حل‌های رفع آنها

عدم کفایت خنک‌کاری در چیلر گردش آب خنک‌کننده : علل و راه‌حل‌ها

درک علائم عملکرد ناکافی خنک‌کاری

تشخیص به موقع کاهش کارایی خنک‌کاری، از توقف گران‌قیمت صنعتی جلوگیری می‌کند. نشانه‌های کلیدی شامل:

• تفاوت دما بین مقادیر تنظیم‌شده و خروجی واقعی (انحراف ±۲ درجه سانتی‌گراد نشانه مشکل است)
• تشکیل یخ روی سیم‌های تبخیرکن به دلیل عملکرد پایین مبرد
• ارتعاشات غیرعادی پمپ یا کاهش نرخ جریان بیش از ۱۵ درصد
• دمای آب کندانسور ۵ درجه سانتی‌گراد یا بیشتر از مشخصات طراحی

این علائم اغلب پیش از خرابی‌های اساسی سیستم رخ می‌دهند و نظارت منظم را برای حفظ عملکرد بهینه چیلر ضروری می‌کنند.

سطح پایین مایع خنک‌کننده و عدم تعادل مبرد به عنوان دلایل اصلی

یک نظرسنجی صنعت تهویه مطبوع در سال ۲۰۲۳ نشان داد که ۴۳ درصد از خرابی‌های سیستم خنک‌کننده ناشی از مدیریت نادرست سیالات است. مسائل مهم شامل:

1. کاهش مایع خنک‌کننده ناشی از نشتی‌های تشخیص‌نیافته یا تبخیر (که در محیط‌های با دمای محیط بالا رایج است)
2. شارژ بیش از حد یا کم‌تر از حد مبرد که بازده تغییر فاز را مختل می‌کند
3. مایعات آلوده کاهش ظرفیت حرارتی به میزان 20 تا 35 درصد

مثال: یک کارخانه نساجی با اجرای بررسی‌های دو هفتگی خنک‌کننده و نصب حسگرهای خودکار نشت، مشکل گرمایش مداوم را حل کرد و ضایعات انرژی را به میزان 18 درصد کاهش داد.

مطالعه موردی: بازیابی کارایی سیستم خنک‌کنندگی در چیلر تولید دارویی

یک واحد تولیدی دارای گواهی GMP با کاهش 30 درصدی عملکرد خنک‌کنندگی مواجه شد که خطر تأخیر در تولید به ارزش 2 میلیون دلار در ماه را به همراه داشت. تکنسین‌ها:

1. آزمون فراصوتی را انجام دادند تا محل نشت‌های ریز در لوله‌های مبرد را پیدا کنند
2. مایع خنک‌کننده فرسوده شده را با مایعات مقاوم در برابر خوردگی جایگزین کردند
3. جریان آب کندانسور را از طریق تنظیم مجدد پمپ به 3 متر بر ثانیه بهینه کردند

این اقدامات در عرض 72 ساعت ظرفیت طراحی خنک‌کنندگی را بازگرداند و دمای فرآیند را به‌طور پیوسته در محدوده 2 تا 8 درجه سانتی‌گراد حفظ کرد—که نشان می‌دهد چگونه تشخیص هدفمند و نگهداری پیشگیرانه می‌تواند از اختلالات اساسی در عملیات جلوگیری کند.

نشت مبرد و مدیریت شارژ در سیستم‌های چیلر گردش آب خنک‌کن

تشخیص نشتی مبرد از طریق شاخص‌های فشار و عملکرد

از دست دادن تنها ۱۰ درصد از مبرد می‌تواند قدرت سرمایشی را در آن چیلرهای خنک‌شونده با آب تقریباً ۲۰ درصد کاهش دهد، مطابق تحقیقات ASHRAE در سال گذشته. هنگامی که مشکلی وجود دارد، تکنسین‌ها معمولاً اولین بار آن را با مشاهده فشارهای مکش که به زیر ۳۰ psi سقوط می‌کند یا دماهایی که بیش از ۲ درجه فارنهایت از مقدار تعیین‌شده منحرف می‌شوند، متوجه می‌شوند. واقعاً مغازه‌های پیشرفته اکنون به ابزارهای تشخیص بهتری روی آورده‌اند. برخی از آن‌ها حسگرهای الکترونیکی نشتی نصب می‌کنند که قادر به تشخیص از دست دادنی به اندازه ۰٫۱ اونس در سال هستند، در حالی که برخی دیگر ترجیح می‌دهند از سیستم‌های ردیابی رنگ‌آمیزی ماوراء بنفش (UV dye) استفاده کنند که حتی کوچکترین نشتی‌هایی را که روش‌های بازرسی معمولی به سادگی از قلم می‌اندازند، روشن می‌کنند.

تأثیر شارژ نادرست مبرد بر بازده چیلر

سیستم‌های کم‌شارژ ۳۵٪ بیشتر تلاش می‌کنند تا دما را حفظ کنند و این امر سالانه هزینه‌های انرژی را به میزان ۵,۶۰۰ دلار در هر ۱۰۰ تن افزایش می‌دهد (وزارت انرژی ایالات متحده، ۲۰۲۳). واحدهای فراشارژ شده در معرض خطر بازگشت مایع سرمازا به سمت فشرده‌کننده قرار دارند؛ مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۳ در زمینه بازدهی سیستم‌های تهویه مطبوع نشان داد که وجود ۲۲٪ سرمازا بیش‌ازحد، به دلیل اختلال در انتقال حرارت و افزایش فشار تخلیه، منجر به کاهش ۱۸٪‌ای بازدهی می‌شود.

مطالعه موردی: شناسایی نشت‌های ریز در چیلرهای صنایع غذایی با استفاده از گاز ردیاب

یک کارخانه فرآوری مواد غذایی پس از اجرای سیستم تشخیص گاز ردیاب، تعویض فشرده‌کننده‌ها را ۷۲٪ کاهش داد. ردیابی با نیتروژن، چهار نشت با نرخ کمتر از ۰٫۵ اونس در سال در اتصالات اواپراتور که قبلاً توسط روش‌های معمولی از قلم افتاده بودند، شناسایی کرد. تعمیرات در عرض ۴۸ ساعت، ۹۶٪ از ظرفیت سرمایشی اولیه را بازگرداند و اهمیت تشخیص دقیق برای افزایش عمر تجهیزات را نشان داد.

محدودیت جریان آب و گرفتگی در چیلرهای صنعتی

تشخیص علائم گردش ضعیف آب و ناکارآمدی پمپ

اپراتورها باید نظارت کنند بر نوسانات ۱۲ تا ۱۵ PSI در فشارسنج و ارتعاشات نامنظم پمپ که نشانگرهای اولیه محدودیت جریان در چیلرهای تبرید چرخه‌ای آبی هستند. طبق یک نظرسنجی تعمیر و نگهداری صنعتی در سال 2023، 34 درصد از کاهش عملکرد چیلرها ناشی از مشکلات چرخشی تشخیص داده‌نشده است. نشانه‌های هشداردهنده مهم شامل:

• افزایش فراوانی چرخه‌های روشن‌/خاموش شدن کمپرسور
• تفاوت دمایی بیش از 8 درجه فارنهایت در سطح کویلهای تبخیرکننده
• صدای کاویتاسیون قابل شنیدن در پمپ‌های گریز از مرکز

تشخیص به موقع این علائم اجازه مداخله را قبل از وقوع آسیب گسترده فراهم می‌کند.

نگهداری پیشگیرانه: روشهای شست‌وشو و ارتقاء فیلتراسیون

اجرای شست‌و شوی نیمسالانه لوله‌ها با محلول‌های خنثی از نظر pH خطر رسوب را 63 درصد نسبت به چرخه‌های تمیزکاری سالانه کاهش می‌دهد. واحدهایی که از سیستم‌های فیلتراسیون چندمرحله‌ای استفاده می‌کنند، گزارش می‌دهند:

• 89 درصد تعمیرات اضطراری کمتر مربوط به مسدودشدگی ذرات
• 41 درصد طولانی‌تر شدن فواصل تعمیرات دوره‌ای برای آب‌بندهای پمپ
• کاهش ۲۹ درصدی مصرف عامل تمیزکننده شیمیایی

برای کاربردهای حیاتی، نصب صافی‌های دوگانه ۵۰ میکرونی با قابلیت شستشوی خودکار معکوس، دبی جریان را به‌صورت پایدار حفظ کرده و امکان عملیات مداوم در حین تعویض فیلتر را فراهم می‌کند—این امر قابلیت اطمینان را افزایش داده و بدون قربانی کردن زمان کارایی، سیستم را بهبود می‌بخشد.

خرابی‌های الکتریکی، کنترلی و راه‌اندازی در چیلرهای گردش آب خنک‌کننده

تشخیص خرابی در راه‌اندازی: بررسی منبع تغذیه و قطعات الکتریکی

حدود ۳۷ درصد از تمام مشکلات مربوط به چیلرهای خنک‌کننده چرخه‌ای آبی، در واقع ناشی از مشکلات الکتریکی است، بر اساس تحقیقات پونمون از سال ۲۰۲۳. هنگامی که چیزی اشتباه پیش می‌رود، ابتدا اصول اولیه را بررسی کنید. ببینید که آیا برق به طور مداوم از سیستم عبور می‌کند یا نه. بررسی کنید که آیا قطع‌کننده‌های مدار فعال شده‌اند، آیا فیوزها سوخته‌اند (مقدار خواندنی زیر ۵۰ کیلو اهم معمولاً به معنای سوختن آنهاست) و از نوسانات ولتاژ که از حد مجاز دستگاه بیش از ۱۰ درصد بالاتر یا پایین‌تر باشد، احتیاط کنید. استارت‌های موتور و کنتاکتورها نیز نیاز به بازرسی دقیق دارند، زیرا قوس الکتریکی یا تماس‌های فرسوده حدود ۴۲ درصد از مشکلات مزاحم راه‌اندازی کمپرسور را که تکنسین‌ها روزانه با آن مواجه می‌شوند، ایجاد می‌کنند. همچنین فراموش نکنید که اتصالات سیم‌کشی را با دوربین حرارتی بررسی کنید. این نقاط داغ اغلب قبل از وقوع مشکلات بزرگ ظاهر می‌شوند و تقریباً ۶۳ درصد از آتش‌سوزی‌های الکتریکی مشاهده‌شده در چیلرهای صنعتی را شامل می‌شوند.

رفع اشکال تابلوی کنترل و خرابی سنسورها

وقتی سنسورهای دما شروع به نمایش مقادیر نامتعبر می‌کنند یا کنترل‌ها دیگر به درستی پاسخ نمی‌دهند، اغلب دلیل آن یا اتصالات خورده‌شده در ترمینال‌های سنسور است یا نوعی نویز الکتریکی که روی کابل‌های سیگنال تأثیر می‌گذارد. بر اساس آخرین گزارش صنعتی درباره سنسورهای چیلر در سال ۲۰۲۴، تقریباً سه دهم واحدها نشان دادند که ترانسدیوسرهای فشار بسیار دور از مشخصات اولیه خود انحراف پیدا کرده‌اند، گاهی بیش از ۸٪. قبل از اینکه هر برنامه جدیدی را در سیستم تنظیم کنید، همیشه پارامترهای کنترلی را ابتدا به حالت پیش‌فرض کارخانه بازگردانید. تنظیمات نادرست PID تقریباً سهمی معادل یک سوم از تمام مشکلات سایکل کوتاه کمپرسور در محل کار را تشکیل می‌دهد. و اگر با سیستم‌های کنترل‌شده توسط PLC سروکار داشتید، حتماً از طریق لاگ‌های خطا مرور دقیقی داشته باشید. اکثر تکنسین‌ها متوجه شده‌اند که حدود ۱۹٪ از خاموشی‌های غیرمنتظره به ماژول‌های ورودی/خروجی معیوب در جایی از سیستم برمی‌گردد.

سوالات متداول

علائم رایج عدم سرمایش کافی در یک سرماگیر آب ?

علائم رایج شامل اختلاف دمایی، تشکیل یخ روی سیم‌های تبخیرکننده و لرزش غیرمعمول پمپ یا کاهش نرخ جریان است.

عدم تعادل مبرد چگونه بر بازدهی خنک‌کنندگی تأثیر می‌گذارد؟

عدم تعادل مبرد مانند شارژ بیش از حد یا کم‌شارژی می‌تواند کارایی تغییر فاز را مختل کند و منجر به افزایش مصرف انرژی و کاهش ظرفیت خنک‌کنندگی شود.

در صورت تشخیص نشتی مبرد، چه اقداماتی باید انجام شود؟

ضروری است که مبرد باقی‌مانده تخلیه شود، نشتی‌ها با مواد مناسب درزگیری شوند، مقدار مبرد به سطح مشخص‌شده بازپر شود و پایداری سیستم از طریق آزمون‌های فشار تأیید گردد.

چگونه می‌توان از محدودیت جریان آب در چیلرها جلوگیری کرد؟

نگهداری منظم، از جمله شست‌وشوی فصلی لوله‌ها و ارتقاء فیلترها، می‌تواند به پیشگیری از محدودیت جریان آب کمک کند و قابلیت اطمینان و عملکرد را بهبود بخشد.