Защита от накипи испарительного конденсатора с водяным и воздушным охлаждением

В системе охлаждения супермаркета TESCO Globál Áruházak в городе Гял (Gyál, Венгрия), используются испарительные конденсаторы с водяным и воздушным охлаждением. В зимний период (с октября по апрель), трубки с теплоносителем (аммиак) обдуваются воздухом, а в летний период (с апрель по октябрь), для повышения эффективности охлаждения, в воздух обдува дополнительно распыляется вода.

Источником воды является скважина, общая жёсткость составляет 6,8 ммоль-экв./дм3, а временная (карбонатная) жёсткость – 4.8 ммоль-экв./дм3. Перед подачей в систему охлаждения подпиточная вода проходила обработку умягчением в Na-катионитовых фильтрах. В результате некорректной работы ионообменных фильтров, началось образование накипи на трубках испарительного конденсатора, что повлекло за собой снижение эффективности теплопередачи и снижение эффективности охлаждения. Система управления стала включать вентиляторы обдува чаще, и на более высокой скорости, что привело к перерасходу электроэнергии.

Компанией Энерджи Менеджмент Ассоциэйшн (Energy Management Association, ETE) было предложено, вместо системы умягчения воды, оснастить систему охлаждения испарительных конденсаторов системой Гидрофлоу Акваклер. Установить автоматические самопромывные фильтры Ямит с сеткой 50 микрон (для удаления взвешенных частиц) и установку обеззараживания воды TwinOxide, для подавления бактерий в оборотной воде.

Система Гидрофлоу Акваклер защитит трубки испарительного конденсатора от образования на них накипи. И начнётся растворение существующих отложений. В начальный период автоматические фильтры будут промываться часто. По мере удаления старых отложений, частота промывок стабилизируется.

Дальнейшее развитие событий полностью подтвердило этот прогноз. Процесс растворения накипи начался уже через два дня после запуска системы Гидрофлоу Акваклер. Это было обнаружено по увеличению частоты промывок самопромывного фильтра. Накипь, которая ранее покрывала трубки испарительного конденсатора, стала достаточно быстро разрушаться. Её частицы смешались с частицами загрязнений, содержавшимися в оборотной воде. Поскольку старой накипи в системе скопилось уже достаточно большое количество, были установлены фильтры предварительной очистки (с ручной промывкой). Один на 300 микрон и два по 150 микрон.

Вскоре было обнаружено, что корпус испарительного конденсатора был очищен от накипи, а на трубках с теплоносителем она по-прежнему присутствовала.

Технология удаления накипи, применяемая в устройствах Гидрофлоу, подразумевает постоянный контакт с водой объекта обработки, что недоступно при распылении воды в воздухе. Наблюдаемое удаление старых отложений является, вероятно, следствием смещения точки насыщения в область ненасыщенного раствора, образования угольной кислоты H₂CO₃ за счёт попадания СО₂ в воду из воздуха, которая и растворяет старую накипь. Этот процесс действительно имел место на корпусе испарительного конденсатора, в то время как CaCO₃, отложившийся на трубках с теплоносителем, по состоянию на август месяц, всё еще присутствовал. Это доказывает, что относительно предотвращения образования твёрдых солевых отложений, при распылении воды в воздухе, на корпусе, который имеет идентичную температуру с температурой воздуха, воздействие устройства Гидрофлоу было более эффективным, чем на трубках, имеющих более высокую температуру. В то же время, на трубках с теплоносителем не было обнаружено новых отложений карбоната кальция.

По мере очистки внутренних поверхностей системы охлаждения, так и внешней поверхности трубок с теплоносителем, оборотная вода системы охлаждения стала чистой. В оборотной воде остались лишь невидимые глазом частицы размером менее 50 микрон.

Результат модернизации системы водоподготовки:
- Растворенные в подпиточной воде ионы кальция, больше не осаждаются на трубках испарительного конденсатора в виде накипи.
- В связи с тем, что в оборотной воде больше не содержится крупных частиц загрязнений и кусочков накипи, продувку стало возможным осуществлять лишь для удаления избыточного количества растворённых в воде солей. Потери воды на продувку были сокращены.
- По мере очистки оборотной воды, частота промывок фильтра Ямит сократилась примерно в десять раз, до номинального значения.
- Потребление электроэнергии сократилось с 44’000 кВт до 35’000-38’000 кВт (на 14-20%), при том, что потребность в охлаждении возросла за счёт увеличения площади охлаждения на 14000 м2 (после запуска проекта, к системе охлаждения было подключено ещё одно помещение).
- Примерно 30% от достигнутой экономии достигнуто за счёт удаления взвешенных частиц загрязнений из оборотной воды, и 70% за счёт удаления накипи.
- Среднемесячные затраты на воду были сокращены примерно в 2,4 раза.
- Ионообменный умягчитель воды отключён, что также позволило сократить затраты на эксплуатацию и прекратить сбросов отработанного солевого раствора.

Таким образом, данная система является альтернативой типовому решению по водоподготовке для систем охлаждения чиллеров и испарительных конденсаторов. Она позволяет сократить издержки на эксплуатацию, высвободить персонал, сократить и простои, минимизировать потребление химических реагентов.

Потребляемая электрическая мощность системы Гидрофлоу Акваклер P-160 составляет менее 0,1 кВт.

Перевод с венгерского.
Авторы: János Őcs, Louk van den Bosch

Материал предоставлен компанией HydroFLOW Magyarország Kft.

См. также:

• Сеть универмагов Vroom & Dreesmann: опыт эксплуатации системы водоподготовки Гидрофлоу.
• Отзыв: удаление водорослей из системы охлаждения. Компания ISS (Бразилия)
• Защита от накипи, коррозии и био-обрастаний системы охлаждения кондоминимума Linneo de Paula Machado (Бразилия).
• Защита от накипи и коррозии чиллера и трубопроводов системы охлаждения федерального исправительного учреждения (США)
• Защита от био-обрастаний системы центрального кондиционирования международного банка