חיסכון אנרגיה מערכות מ"א

 
 
מהנדס יועץ יהודה גזונדהייט. שכתוב ועריכה: ד"ר עופר אלון, א.ט. אפעל טכנולוגיות
משאבות ומפוחים: אמנם רוב האנרגיה במתקני מ"א נצרכת להפעלת המדחסים ודודי ההסקה, אך כמות ניכרת נצרכת גם על ידי משאבות ומפוחים. במשאבות צריכת החשמל נקבעת על ידי ספיקת המים, מפלי הלחץ בצינורות, הבדלי גובה (במעגל פתוח כמו מגדל קרור), מפלי לחץ דרך מכשירים, וביעילות המשאבה והמנוע.
למתכנן יש גמישות מסוימת לבחירה. למשל, הפחתת כמות המים תקטין את אנרגיית השאיבה ותגדיל את זו של הדחיסה. צנרת בקוטר גדול יותר תעלה יותר אך תחסוך אנרגיה בעתיד, גם משאבה ומנוע יעילים יותר יחסכו בעתיד.
איבודי אנרגיה: בצנרת המזרימה מים ליט"א קיים מעבר חום או קור שאותו מקטינים עם בידוד. חום חודר גם דרך דפנות התעלות. בידוד לצינורות או לתעלות קרות חייב להיות לא חדיר לאוויר או מצופה הרמטית בחומר אטום כדי למנוע עיבוי מים הגורם לדליפת אנרגיה, טפטוף וחלודה.

מה בעיקר משפיע?
• מעבה אוויר גורם ללחץ עיבוי גבוה יותר ממעבה המים ולכן האחרון עדיף אנרגטית.
• מעבה מים זקוק למגדל ולמשאבה הצורכים אנרגיה, וכן תחזוקה טובה וטיפול נגד אבנית.
• עדיף איוד בהתפשטות ישירה, כי הוא מאפשר שימוש בלחץ איוד גבוה. בשיטה זו רק מחליף חום אחד, ובו בזמן שמאיידים ישנם שני מחליפי חום ושני מפלי טמפ'.
בהתפשטות ישירה גם חוסכים את מערכת צינורות המים, משאבת הסחרור וכו'. החיסרון כאן הוא שהשיטה אינה תופסת במתקן גדול שבו יחדות פיזור האוויר מרובות ומפזרות, וזאת בגלל ריבוי צינורות הגז הגורם לדליפות וליקויי פיקוד. יחידות מושלמות המצוידות במעבי אוויר, צורכות בדרך כלל יותר חשמל לטונה קרור ממערכות מרכזיות המקוררות במים. עם זאת השימוש במערכת מרכזית המופעל במים קרים כרוך בסחרור מתמיד דרך צנרת מסועפת וזה כרוך כמובן באיבודי חום. השיטה המרכזית יותר חסכונית מהשימוש במספר רב של יחידות מושלמות, אבל אם אין שימוש רצוף בחלקים השונים של הבניין ותנודות חזקות וממושכות בעומס, יתכן שכדאי להשתמש ביחידות מושלמות (הכרוכות גם ברעש ותחזוקה(
 
נזקי תחזוקה לקויה
אמנם ההשפעה הגדולה על צריכת אנרגיה נגרמת ע"י שינויים בלחצי היניקה או הדחיסה, והבחירה הראשונית של הציוד קובעת את יעילות המערכת. אך בהעדר תחזוקה הולמת הדברים משתנים לרעה, ומתפתחים פגמים שכיחים:
סתימת מסנני אוויר במתקנים הפועלים בתפשטות ישירה: יש לנקות או להחליף כל מסנן לפי תנאי הפעולה. במסנן סתום כמות האוויר העוברת דרכו ודרך נחשון הקירור (המאייד) פוחתת, כושר המאייד להעביר חום לנוזל המתאייד הולך ופוחת וכן קצב ההתאיידות. עקב כך לחץ היניקה יורד, הנוזל מתאייד בטמפ' נמוכה יותר וזה כמובן מגדיל בחזרה את כושר העבר חום המאייד. בגלל הגידול בדלתא T המערכת מתאזנת מחדש אך בלחץ ובטמפ' יניקה נמוכים יותר ובתפוקה נמוכה יותר.
כשתהליך סתימת המסנן נמשך, יורדת טמפט' היניקה מתחת לאפס מעלות, ואז מים המתעבים על פני המאייד מתחילים לקפוא ונוצרת שכבת קרח על המאייד. הקרח פועל כבידוד ומקטין את מעבר החום מהאווויר למאייד, הטמפ' ולחץ היניקה יורדים עוד יותר, שכבת הקרח הולכת וגדלה ובמהרה כל המאייד נסתם, אוויר מפסיק לעבור ואין קירור – אך המתקן ממשיך לפעול ולצרוך אנרגיה!

סתימת מסנני אוויר במתנים מרכזיים הפועלים במים מקוררים: גורמת להקטנת התפוקה שליחידת מפוח-סוללה או של יחידת פיזור האוויר ואז מגיעות תלונות על מיזוג האוויר. אם איש התחזוקה יוריד ברשלנות רק את טמפ' המים המקוררים ע"י כיוון התרמוסטט זה יגדיל את הפרש הטמפ' בין האוויר והמים ואת תפוקתהיחידות, אבל על חשבון שימוש מוגבר באנרגיה.
סתימת מסנן מים במגדל קירור: מקטינה את זרימת המים דרך המעבה, וכתוצאה יורד כושרו לפלוט חום למים. הגז מתעבה בטמפט' ובלחץ גבוהים יותר.
סתימת מרססי מים במגדל קירור גורמת לתוצאה דומה.
התהוות אבנית בצינורות המעבה: כתוצאה ממלחים במי הקירור הנדבקים לצינורות החמים גורמים להעלאת טמפ' העיבוי והקטנת יעילות המדחס. המרכך זקוק לרגנרציה תקופתית.
חוסר גז במערכת הקירור: אם מתפתחת דליפה קטנה היא אולי לא תורגש בתחילה, אך במשך הזמן תגרום לירידה בלחץ היניקה של המאיייד. תהליך האיוד יסתיים לפני סוף המאייד ומנקודה זו והלאה הגז יתחמם על אף הלחץ הנמוך. התוצאה – לחץ נמוך, הקטנת כושר הקירור והגדלת צריכת החשמל לטונה קירור. במדחסים הרמטיים וחצי הרמטיים, חוסר גז עלול לגרום לחימום יתר של המנוע מאחר שקירורו נעשה על ידי הגז הקר החוזר דרך המנוע למדחס.

סוגי מדחסים במערכות קירור בדחיסה

מדחסים בוכנתיים הרמטיים: משמשים במתקנים קטנים כמו מזגנים ביתיים ויחידות מושלמות קטנות. המדחס והמנוע בנויים על ציר משותף וכל היחידה מורכבת בתוך מעטה סגור הרמטוית שממנו יוצאים חיבורי החשמל והגז. במקרה של תקלה הם מוחלפים בחדשים. מוצר אמין, זול ונוח שאינו דורש אחזקה.
מדחסים סמי-הרמטיים: במתקנים בינוניים מ-10 עד 100 טון קירור, יחסית יקרים וניתנים לתיקון. המנוע מורכב על ציר המדחס ומחובר על ידי עוגן ואטם לגוף המדחס, כך ששניהם מהווים מבנה סגורואטום, הניתן לפירוק לשם שירות. הגז הקר היוצא מהמאייד עובר דרך החללים בבית המנוע המקרר אותו ומשם נכנס למדחס.
מדחסים פתוחים: כאן הפרדה מכנית בין המנוע למדחס, המהווה יחידה עצמאית. גל הארכובה מתחבר למנוע על ידי גלגלים וחגורות. מאפשר טיפול קל במדחס, הניתן לפירוק, אולם יציאת גל הארכובה מגוף המדחס מהווה נקודת תורפה. אטם מיוחד מסביב לגל למניעת דליפת גז, אותו יש לבדוק ולהחליף בשעת הצורך.
מדחסים צנטריפוגליים: משמשים במתקנים גדולים ומסופקים בד"כ כחלק מיחידת קירור הכוללת אתהמדחס עם מנוע שלו, הבנויים כיחידה סמי-הרמטית. מצנן המים הוא לרוב מטיפוס "צינורות בתוך מעטה" או מסוג "המוצף", כלומר המים (ולא הגז) עוברים דרך הצינורות והמעטה מוצף בנוזל קירור, המתאדה תוך כדי רתיחה בטמפ' נמוכה. מצוף מוווסת את הזנת הנוזל למטה ושומר על מפלס פני הנוזל. גם המעובר הוא מהטיפוס של "מעטפת עם צינורות". המזמין יכול לבחור את המעבה והמאייד בגדלים המתאימים לתנאי העבודה המתוכננים, כלומר לטמפ' הצפויה של מי הקירור ושל המים המצוננים. יש פה דילמה של הגדלת היעילות על חשבון תוספת להשקעה הראשונית.
 
גרסה להדפסה גרסה להדפסה       שליחה לחבר שליחה לחבר