13 Jan 2020

Rozwiąż problem starzejących się systemów HVAC

Wykonawcy projektów mechanicznych
 

Kontrola klimatu jest niezbędna w każdym budynku, zarówno mieszkalnym, komercyjnym, jak i przemysłowym. Brak wystarczającego ogrzewania lub chłodzenia prowadzi do utraty produktywności, uszkodzenia towarów i sprzętu — a nawet przestojów. W związku z tym niezbędne jest zainstalowanie systemu HVAC najwyższej klasy.

Żaden system, nawet najbardziej imponujący, nie jest wieczny. Co się więc stanie, gdy poszczególne elementy i urządzenia zaczną się starzeć? Skąd wiadomo, kiedy je wymienić, a kiedy wystarczy naprawić? Jak przedłużyć żywotność systemu HVAC, aby uniknąć problemów? 

Co robi system HVAC? 

Systemy grzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne (HVAC) wykorzystują zasady wymiany ciepła, termodynamiki i mechaniki płynów do wszelkiego rodzaju regulacji temperatury, w tym do ogrzewania i klimatyzacji, zabezpieczając centra danych i urządzenia w dyspozytorniach przed przegrzaniem, umożliwiając pozbycie się zużytego powietrza i zapewniając cyrkulację świeżego powietrza w budynku.

Termin HVAC obejmuje wszystko: od domowych jednostek klimatyzacyjnych po ogromne, złożone systemy instalowane w biurach, szpitalach, szkołach i obiektach przemysłowych. 

Jak systemy HVAC ewoluowały w czasie?

Nowoczesny klimatyzator narodził się w 1902 roku, gdy Willis Carrier opracował system, który miał chłodzić pomieszczenia produkcyjne w drukarni, gdzie pracował, zapobiegając w ten sposób uszkodzeniom książek. 

Te wczesne wersje działały w oparciu o cyrkulację zimnej, zamiast ciepłej wody, przez wężownice grzewcze, chłodząc powietrze przepływające nad nimi. Z biegiem czasu konstrukcje zostały ulepszone, zimną wodę zastąpiły czynniki chłodnicze, a klimatyzatory i związane z nimi odpowietrzniki i orurowanie zmniejszyły swoje rozmiary. Urządzenia stały się znacznie bardziej energooszczędne, a substancje chemiczne niszczące warstwę ozonową zastąpiono substancjami bardziej przyjaznymi dla środowiska. 

W ostatnim czasie stworzono i wykorzystano Internet rzeczy i związane z nim technologie do zdalnej kontroli klimatu, inteligentnego wykorzystania energii i monitorowania wydajności. Dzisiejsze systemy HVAC są o wiele tańsze w eksploatacji i znacznie mniej energochłonne niż kiedykolwiek wcześniej. 

Jak są konfigurowane dzisiejsze systemy HVAC? 

Komercyjne systemy HVAC w dużych budynkach wykorzystują sprężarkę do zwiększania ciśnienia i temperatury czynnika chłodniczego. Następnie sprężarka wdmuchuje gorące powietrze z zewnątrz nad skraplaczem, aby je skroplić, zanim zawór rozprężny zamieni czynnik chłodniczy w niskociśnieniową, chłodną ciecz. Parownik odprowadza ciepło, zamieniając chłodną ciecz w gaz, który jest wystarczająco ciepły, aby cyrkulować. 

Konfiguracja systemu zależy od kilku czynników, w szczególności od tego, czy do zasilania elementów grzewczych wykorzystywana jest energia elektryczna czy gaz, od rodzaju czynnika chłodzącego, od tego, czy ciepło lub chłód są dostarczane przez kanały powietrzne czy układ wodny, oraz od tego, czy istnieje specjalny system wentylacyjny. 

W zależności od budynku system może również obejmować chłodnie kominowe, agregaty chłodnicze, kotły, grzejniki i pompy ciepła, które odprowadzają ciepło z powietrza lub wody, i/lub agregaty dachowe, wprowadzające schłodzone powietrze do pomieszczeń w budynku.

Systemy te działają albo z zastosowaniem central wentylacyjnych podłączonych do kanałów rozprowadzających ciepłe i chłodne powietrze w budynku, albo mogą się składać z mniejszych systemów, które działają oddzielnie, takich jak wentylatory mechaniczne, grzejniki do ogrzewania i urządzenia do klimatyzacji rozmieszczone na całym obszarze. Do większości z nich włącza się również „pasywne” formy wentylacji, zmniejszając zużycie energii i koszty.  

Co się dzieje wraz ze starzeniem się sprzętu?

W miarę starzenia się agregatów chłodniczych, central, klimatyzatorów i innych urządzeń HVAC stają się one coraz mniej niezawodne. Przy odpowiedniej konserwacji systemy HVAC są zaprojektowane tak, aby działać od 10 do 30 lat, przy średniej 20 lat, zanim zaczną się psuć. 

W USA jest prawie 6000 zarejestrowanych szpitali z ponad 900 000 łóżek i łącznym budżetem wynoszącym prawie 1 bilion dolarów. Jest to ogromna infrastruktura HVAC, która przyczynia się do poprawy zdrowia wszystkich obywateli. Jeśli będzie niszczeć, szybko dostrzeżemy szkodliwe skutki tego procesu. 

Gdy koszt konserwacji zapobiegawczej lub napraw awaryjnych przekroczy około 5% kosztów wymiany urządzenia, trzeba się dokładnie zastanowić, czy nie bardziej ekonomicznie jest po prostu zdecydować się na nowe.

Nie tylko dlatego, że być może trzeba będzie zapłacić za 20 cykli napraw. Wynika to również z faktu, że używanie urządzeń niższej jakości powoduje spadek wydajności, a tym samym zwiększa koszty energii. Jeśli polegasz na systemach HVAC przy działaniach o krytycznym znaczeniu dla firmy, zbyt długie pozostawanie przy starych rozwiązaniach może prowadzić do nieplanowanych i kosztownych przestojów.

Dotyczy to również małych elementów, które łączą części dużego, złożonego systemu. W związku z tym wszelkie problemy z wadliwym okablowaniem, przestarzałym sprzętem elektrycznym lub zaniedbanymi rurami, które zaczynają przeciekać lub pękać, mogą spowodować spustoszenie.

Wymiana przestarzałych jednostek lub systemów może jednak przyprawiać o ból głowy — zwłaszcza jeśli znajdują się one pod ziemią, na dachach lub w innych trudno dostępnych miejscach. Jeśli były zaniedbywane przez dziesiątki lat, być może otaczają je również stare przewody lub rury, które mogą być bardzo trudne do odnalezienia bez spowodowania uszkodzeń!

Co mogę z tym zrobić?

Kluczem jest konserwacja zapobiegawcza. Należy uważnie obserwować system HVAC w budynku, przeprowadzając regularne audyty, aby sprawdzić, czy wszystkie urządzenia są nadal odpowiednie do danego celu lub czy konieczna jest wymiana jakichkolwiek komponentów. 

Na początek przyjrzyjmy się pompie wody, odpływom i sprężarkom. Ile mają już lat? Czy wyglądają na bardzo zużyte? 

Aby zminimalizować ryzyko uszkodzenia budynku przez wodę, należy sporządzić harmonogram konserwacji i przeglądów sprzętu w oparciu o zadania i wymagania comiesięczne, sezonowe lub roczne. 

Ponadto należy zebrać informacje na temat tego, kiedy każdy komponent HVAC został zainstalowany (i kiedy ma być wymieniony), zapoznać się ze specyfikacją każdego elementu wyposażenia (wraz z modelem i numerem seryjnym), mieć rejestry z historią wyposażenia (w tym daty instalacji i napraw), listę części zamiennych, które mogą być potrzebne i skąd można je pobrać, raporty dotyczące bilansu powietrza i specyfikacje jego przepływu, a także plany rozmieszczenia i miejsca eksploatacji systemu dla powiązanych instalacji hydraulicznych, mechanicznych i elektrycznych. 

Jeśli masz dużo starzejącego się sprzętu, zastanów się, czy w dłuższej perspektywie nie byłoby bardziej opłacalne zmodernizowanie całego systemu lub wypożyczenie wydajnego wyposażenia, zamiast wykosztowywania się na nowy.

Bez względu na to, czy chodzi o modernizację, wynajem czy staranną konserwację istniejącego systemu, najważniejszą rzeczą jest wczesna interwencja w celu rozwiązania wszelkich problemów z systemem HVAC w budynku. Pomaga to zapobiegać katastrofalnym awariom sprzętu i jednocześnie obniżać codzienne koszty eksploatacji. Warto zainwestować teraz!