Instalacje chłodzenia z wykorzystaniem wody lodowej – alternatywa dla klimatyzacji freonowej

Najczęściej stosowanym systemem chłodzenia na świecie wciąż pozostaje klimatyzacja freonowa, jednak  biorąc pod uwagę chęć dbania o środowisko naturalne lepszym rozwiązaniem będą instalacje chłodzenia z wykorzystaniem wody lodowej, która jest mniej szkodliwa dla środowiska i posiada większą wszechstronność w zastosowaniu.

Jeżeli myślimy o tym, żeby w okresie letnim w naszych biurach, mieszkaniach i sklepach było chłodno i przyjemnie, warto zastosować rozwiązanie popularnie zwane systemem klimatyzacji. Na tego typu rozwiązanie decydujemy się również z powodu globalnego ocieplenia klimatu, które istnieje na całym globie i szukamy jakichś rozwiązań, które będą również proekologiczne. Jeżeli zastosujemy rozwiązanie w postaci klimatyzacji to pozwoli nam to utrzymać odpowiednią wilgotność i dostosować temperaturę w pomieszczeniu do naszych potrzeb i warunków atmosferycznych panujących na zewnątrz. 

Jakie zasady działania mają instalacje chłodzenia?

Instalacje chłodzenia to rozwiązanie, które może stworzyć wrażenie paradoksu z powodu konstrukcji, ponieważ jest ona zbliżona do systemu ogrzewania, a nie chłodzenia. Są jednak różnice, a podstawową z nich jest fakt zasilania wodą o temperaturze wody 5–10 ^oC i powrotu 10–16 ^oC. Nazwa wody lodowej ściśle wiąże się z temperaturą wody. Źródłem zimnej wody jest tzw. agregat wody lodowej (chiller), który jest niczym innym jak wymiennikiem ciepła. Woda lodowa to roztwór wody zwykle w połączeniu z glikolem etylenowym lub propylenowym. Stosuje się takie rozwiązanie tylko dlatego, że zazwyczaj czysta woda nie ma odpowiedniej krzepliwości. Należy zwrócić uwagę, by ilość glikolu w roztworze nie była zbyt wysoka. Zbyt wysokie stężenie ma wpływ na wytrzymałość, jaką posiada instalacja chłodzenia. Odpowiednim roztworem, który jest wskazywany to roztwór 30 – 40%. Ważny w całym systemie jest także klimakonwektor, który staje się w instalacji odbiornikiem. Klimakonwektor jest zbiornikiem z wodą, więc jeżeli wymusimy przepływ powietrza to ciepło zostanie z niego zabrane.

Woda lodowa rozprowadzana jest systemem rur od źródła do odbiorników, co wynika z jej niskiej temperatury. Instalacja składa się z dużej ilości armatury, która steruje przepływem wody do odpowiednich odbiorników.

Niezbędna jest pompa zasilająca wodę w ciśnienie, aby mogła dopłynąć do odbiornika końcowego. Należy odpowiednio zaprojektować poszczególne etapy instalacji chłodzenia, aby właściwie ukierunkować przepływ wody oraz jej temperaturę. Wykorzystuje się do tego serię zaworów regulujących ciśnienie, co pozwala unormować przepływ na poszczególnych odcinkach.

Rodzaje instalacji chłodzenia – przegląd technologii

Instalacje chłodzenia to kluczowy element nowoczesnych budynków i zakładów przemysłowych. W zależności od specyfiki obiektu, rodzaju procesów technologicznych oraz wymagań energetycznych, wyróżniamy kilka głównych typów instalacji chłodzenia:

• Instalacje chłodzenia wodą lodową – wykorzystują wodę schłodzoną do temperatury ok. 6–12°C, która krąży w zamkniętym obiegu i odbiera ciepło z urządzeń, pomieszczeń lub procesów przemysłowych. Sprawdzają się m.in. w zakładach przetwórstwa mięsnego oraz centrach logistycznych.
• Instalacje freonowe – oparte na czynnikach chłodniczych, zwanych freonami. Najczęściej stosowane w klimatyzatorach typu split, mniejszych serwerowniach czy chłodniach sklepowych.
• Instalacje adiabatyczne – chłodzą powietrze przez jego kontakt z wodą, bez użycia sprężarek. Wykorzystywane w halach magazynowych oraz obiektach przemysłowych o dużych powierzchniach.
• Systemy hybrydowe – łączą różne technologie (np. freon + woda lodowa) dla uzyskania najlepszej efektywności energetycznej. Stosowane tam, gdzie system musi pracować całorocznie w różnych trybach – np. w hotelach i centrach handlowych.
• Free cooling – wykorzystuje niskie temperatury zewnętrzne do chłodzenia wody procesowej, bez angażowania agregatów chłodniczych. Szczególnie efektywny w obiektach biurowych i technologicznych działających przez cały rok.

Dobór odpowiedniego systemu zależy od wielu czynników – warto skonsultować się z doświadczonym wykonawcą, który zaproponuje optymalne rozwiązanie dla konkretnego budynku lub zakładu.

Gdzie stosuje się instalacje chłodzenia?

Instalacje chłodzenia mają szerokie zastosowanie w różnych branżach i typach obiektów. Ich głównym zadaniem jest utrzymanie odpowiednich warunków termicznych – zarówno dla ludzi, jak i procesów technologicznych.

• Przemysł spożywczy – chłodzenie produktów i hal produkcyjnych, utrzymanie łańcucha chłodniczego. Przykład: mleczarnie, zakłady przetwórstwa mięsnego.
• Przemysł farmaceutyczny i chemiczny – kontrola temperatury podczas produkcji leków i substancji chemicznych. Przykład: laboratoria i zakłady biotechnologiczne.
• Przemysł ciężki i metalurgia – chłodzenie maszyn, obrabiarek oraz układów hydraulicznych. Przykład: odlewnie i zakłady obróbki metalu.
• Biurowce i centra usługowe – komfort termiczny dla pracowników i klientów. Przykład: biurowce klasy A z systemem chłodzenia wodą lodową.
• Data center i serwerownie – ochrona sprzętu IT przed przegrzaniem. Przykład: centra przetwarzania danych dużych firm technologicznych.
• Szpitale i laboratoria – precyzyjne warunki klimatyczne dla pomieszczeń operacyjnych i badawczych. Przykład: bloki operacyjne i sale rezonansu magnetycznego.

W każdej z tych branż instalacje chłodzenia odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu ciągłości pracy, bezpieczeństwa oraz komfortu użytkowników.

Instalacje chłodzenia z wykorzystaniem instalacji wody lodowej

Systemy wody lodowej najczęściej stosowane są w chłodnictwie przemysłowym, czyli w takich gałęziach gospodarki, które potrzebują dużej wydajności klimatyzacji. System przemysłowy wody lodowej charakterystyczny jest dla branży: farmaceutycznej, energetycznej, metalurgicznej, spożywczej, a także przy produkcji tworzyw sztucznych. Wodę lodową można również wykorzystać do chłodzenia procesów produkcyjnych, laboratoryjnych oraz medycznych. Warto wspomnieć, że w przypadku chłodzenia procesowego chiller przemysłowy wody lodowej poprzez system rur łączy się z docelowymi urządzeniami, które wymagają szczególnie zaawansowanego chłodzenia o stałej temperaturze (np. rezonans magnetyczny, laser). Coraz częściej instalacje wody lodowej stosuje się do klimatyzacji w dużych biurowcach, hotelach czy blokach mieszkalnych.

Instalacje chłodzenia — zalety

Instalacje chłodzenia stanowią nowoczesną alternatywę dla systemu klimatyzacji freonowej, które spełniają wymagania współczesnych odbiorców.

Instalacja wody lodowej to poważna inwestycja, bowiem jest trudniejsza w zaprojektowaniu i wykonaniu. Konstrukcja jest bardziej skomplikowana, a także znacznie droższa niż tradycyjna instalacja freonowa. Ma jednak wiele zalet. Cena inwestycji jest rekompensowana przez znacznie tańszy koszt eksploatacji. Nie bez znaczenia są właściwości fizykochemiczne wody lodowej. Charakteryzuje się określoną wartością cieplną, jest płynna, nietoksyczna i nie powoduje korozji. Powyższe właściwości naturalnie zapobiegają stanom awaryjnym całego systemu. Takie rozwiązanie jest oczywiście dużo bardziej ekologiczne niż klimatyzatory freonowe.

Systemy przemysłowe wody lodowej są systemami szczelnymi i zamkniętymi, dzięki czemu nie wymagają dodatkowej obróbki chemikaliami, aby zapobiegać ich korozji i zanieczyszczaniu. Systemy te stają się rozwiązaniem na miarę dzisiejszych czasów jako rozwiązanie ekologiczne, które nie powoduje niszczenia ekosystemu i zwiększania globalnego ocieplenia w przeciwieństwie do klimatyzacji freonowej.

Ekologiczne instalacje chłodzenia – nowoczesne podejście

Nowoczesne instalacje chłodzenia nie tylko zapewniają komfort i bezpieczeństwo, ale również minimalizują negatywny wpływ na środowisko. Coraz częściej projektuje się je z myślą o efektywności energetycznej i zgodności z zasadami zrównoważonego rozwoju.

• Czynniki chłodnicze o niskim GWP (Global Warming Potential) zastępują tradycyjne freony. W nowoczesnych biurowcach coraz częściej stosuje się czynniki R-32 lub R-290.
• Instalacje chłodzenia wodą lodową są bardziej ekologiczne – woda jako czynnik chłodzący nie szkodzi środowisku, a jej obieg jest zamknięty. To popularne rozwiązanie w dużych centrach logistycznych.
• Systemy z odzyskiem ciepła pozwalają wykorzystać energię z chłodzenia do podgrzewania wody użytkowej lub ogrzewania pomieszczeń, np. w hotelach czy kompleksach spa.
• Free cooling wykorzystuje zimne powietrze zewnętrzne, zmniejszając zużycie prądu przez agregaty chłodnicze – rozwiązanie szczególnie efektywne w klimacie umiarkowanym.
• Integracja z fotowoltaiką umożliwia zasilanie urządzeń chłodniczych energią ze słońca – często stosowane w nowoczesnych obiektach przemysłowych typu „zero-emission”.

Ekologiczne instalacje chłodzenia to inwestycja w przyszłość – pozwalają nie tylko obniżyć koszty eksploatacji, ale także spełniać coraz bardziej rygorystyczne normy środowiskowe.