Spis treści

• 1. Co to jest instalacja wody lodowej?
• 2. Zastosowanie wody lodowej w przemyśle
• 3. Główne elementy instalacji chłodniczej
• 4. Czynniki chłodnicze – Woda a roztwory glikolu
• 5. Izolacja rurociągów i zasady Hygienic Design
• 6. Badania i weryfikacja systemów
• 7. Polecane szkolenia z projektowania higienicznego
• 8. Więcej pytań (FAQ)

1. Co to jest instalacja wody lodowej?

Instalacja wody lodowej to nowoczesny, zamknięty układ hydrauliczny, w którym czynnik chłodzący (czysta woda lub wodny roztwór glikolu propylenowego/etylenowego o temperaturze najczęściej ok. 6°C) służy do stabilnego klimatyzowania dużych obiektów bądź odbierania ciepła z linii produkcyjnych. Z inżynieryjnego punktu widzenia, tzw. Water Chilling Package (pakiet schładzania wody) stanowi zintegrowany fabrycznie zespół sprężarek, skraplaczy i parowników wraz z odpowiednim orurowaniem i systemem sterowania, którego wyłącznym celem jest chłodzenie czynnika ciekłego. Względem systemów freonowych (VRF/VRV), woda lodowa oferuje niższe koszty eksploatacji przy rozległych sieciach oraz podwyższone bezpieczeństwo z racji minimalizacji ilości gazów fluorowanych.

2. Zastosowanie wody lodowej w przemyśle B2B

Instalacje wody lodowej stanowią fundament bezpieczeństwa procesowego wszędzie tam, gdzie rygorystyczna kontrola temperatury decyduje o jakości i ciągłości pracy. Systemy chłodzenia cieczą dedykowane są przede wszystkim dla:

• Branży spożywczej i napojowej: Procesy pasteryzacji, chłodzenie brzeczki, kontrola temperatury w reaktorach mieszających (m.in. przemysł mleczarski, winiarski).
• Branży kosmetycznej i farmaceutycznej: Regulacja warunków termicznych procesów wytwórczych, zachowanie stabilności emulsji i rygorów temperaturowych dla magazynów.
• Infrastruktury technicznej: Serwerownie, obiekty biurowo-komercyjne, szpitale oraz zaawansowane centrale wentylacyjne i klimatyzacyjne.

3. Główne elementy instalacji chłodniczej

Prawidłowo skomponowana pętla chłodnicza wymaga starannego wymiarowania pod kątem obciążenia cieplnego, tzw. Net Refrigeration Capacity, definiowanego jako iloczyn masowego natężenia przepływu schłodzonej wody (lub glikolu) i różnicy jej entalpii między wlotem a wylotem z parownika.

4. Czynniki chłodnicze – Woda a roztwory glikolu

Podczas projektowania instalacji chłodzenia decydujący jest wybór medium przenoszącego ciepło. Zastosowanie samej wody demineralizowanej może nieść ryzyko zamarznięcia w przypadku obniżenia temperatury na parowniku. Dodatek alkoholi wielowodorotlenowych stabilizuje punkt krzepnięcia instalacji. Praktyka branżowa wskazuje na wykorzystanie nośników mieszanych. Przykładowo, roztwór glikolu etylenowego w stężeniu 45% (w/w) często funkcjonuje jako strona "zimna" (Cold Side) na zaawansowanych, płytowych wymiennikach ciepła.

Z punktu widzenia mikrobiologii, jakość wody technologicznej w zamkniętych obiegach chłodzących jest kluczowa. Obiegi schłodzone traktuje się jako zabezpieczone mikrobiologicznie (samokonserwujące) dopiero wtedy, gdy stężenie glikolu propylenowego przekracza 25% objętości – takie stężenie efektywnie hamuje rozwój mikroorganizmów i w konsekwencji chroni obieg przed obrastaniem.

Natomiast czynniki robocze obecne wewnątrz skraplaczy (np. gazy chłodnicze) to osobny obszar regulacji. W systemach przemysłowych priorytetem jest m.in. dobór gazów o zerowym współczynniku niszczenia powłoki ozonowej (Zero ODP) i braku potencjału cieplarnianego (Zero GWP) – doskonałym przykładem jest wysokowydajny amoniak (R717). Jest to jednak czynnik toksyczny i wymaga implementacji specjalistycznych systemów detekcji nieszczelności na halach produkcyjnych.

5. Izolacja rurociągów i zasady Hygienic Design

Materiały wykorzystywane do transportu chłodziwa (m.in. stal węglowa, miedź, stal nierdzewna AISI 304/316L, nowoczesne polimery) dobiera się wedle wymagań procesowych. Odpowiednia izolacja termiczna jest obowiązkiem projektowym m.in. dla przewodów przenoszących medium o niskich temperaturach. Izolacja redukuje obciążenia cieplne pochodzące z otoczenia, chroni przed urazami, konserwuje energię oraz eliminuje zagrożenie wykraplania się (kondensacji) pary wodnej na powierzchni rur, która sprzyja zakażeniom mikrobiologicznym.

Hygienic Design (Higieniczne Projektowanie) w obiegach HVAC i wody lodowej: W strefach czystych (Cleanrooms) czy halach rozlewniczych branży spożywczej, izolacja rur oraz wszelkich komponentów musi być dodatkowo uszczelniona gładkim płaszczem z blachy nierdzewnej (najlepiej spawanym na całej długości obwodu), aby zapobiec powstawaniu trudnych do umycia szczelin gromadzących zabrudzenia. Dodatkowo elementy konstrukcyjne, z którymi bezpośredni styk mają surowce i woda oczyszczona, charakteryzować musi niska chropowatość powierzchni wewnętrznych - standardowo ≤ 0,8 μm Ra. Z kolei elementy takie jak panele dachu, tace ociekowe pod chłodnicami muszą znieść obciążenie osoby z serwisu bez powstania stałych deformacji i być zaprojektowane do łatwego mycia.

"Poprawne wykonanie instalacji wody lodowej na wydziale produkcji żywności czy farmaceutyków opiera się na dwóch filarach. Pierwszy to odpowiedni dobór stężenia glikolu propylenowego, uniemożliwiający namnażanie mikroorganizmów w rurociągach, co zapobiega zatykaniu i korozji mikrobiologicznej (MIC). Drugi to absolutna szczelność izolacji na halach - jakakolwiek wykroplona woda tworzy idealne środowisko do wzrostu biofilmu."
— Krzysztof Żarczyński, Senior Validation Engineer w BNT SIGMA

6. Badania i weryfikacja systemów

Aby upewnić się, że parametry projektowe chłodzenia (np. różnica ciśnień w instalacji glikolowej oraz temperatury wody i gazu na modułach) mieszczą się w docelowych widełkach kontrolnych, prowadzone są pomiary inżynierskie przyrządami pomiarowymi o potwierdzonym statusie. Profesjonalny zespół wykonuje m.in. mapowanie rozkładu temperatur strumieni cieplnych, sprawdzanie integralności wymienników ciepła, weryfikację nastaw czujników przepływu oraz dokumentowanie procesu walidacji czyszczenia sekcji stykających się z czynnikiem higienicznym. Systematyczne pomiary ciśnienia (np. poprzez przetworniki różnicowe) i temperatury zapewniają płynną i bezpieczną pracę całej pętli.

7. Polecane szkolenia z projektowania higienicznego

Inżynierów projektujących maszyny produkcyjne oraz specjalistów działów utrzymania ruchu (UR) zapraszamy na nasze specjalistyczne szkolenia podnoszące kompetencje w obszarze utrzymania sterylności układów produkcyjnych B2B:

• SZKOLENIE Hygienic Design cz.1 – Higiena budowy i czyszczenie urządzeń produkcyjnych wchodzących w bezpośredni kontakt z produktem
• SZKOLENIE Hygienic Design cz.2 – Media oraz systemy pomocnicze w higienicznych procesach produkcyjnych (powietrze w obszarach produkcyjnych, sprężone powietrze, woda, para)

8. Więcej pytań (FAQ)

AUTOR WPISU

Krzysztof Żarczyński
Senior Validation Engineer, Biuro Naukowo-Techniczne SIGMA

Pracował jako specjalista ds. walidacji w Zakładach Farmaceutycznych Polpharma w Starogardzie Gdańskim, koordynator ds. zmian w Dziale Transferów Produktów i Technologii w GlaxoSmithKline Pharmaceuticals w Poznaniu, Quality Manager w ADM Szamotuły. Odpowiedzialny za walidację urządzeń i instalacji oraz system zarządzania jakością w Centrum R&D Unilever w Poznaniu. Obecnie pomiarowiec, konsultant i trener w BNT SIGMA. Odpowiedzialny za kwalifikacje pomieszczeń czystych, pomiary czystości sprężonego powietrza, pomiary procesów termicznych (pasteryzacja i sterylizacja żywności). Członek Komitetu Technicznego nr 161 ds. Jakości Powietrza Wnętrz, Komitetu Technicznego nr 317 ds. Klimatyzacji i Wentylacji, Komitetu Technicznego nr 15 ds. Maszyn i Urządzeń dla Przemysłu Spożywczego oraz Komitetu Technicznego nr 295 ds. Sterylizacji w Polskim Komitecie Normalizacyjnym.

Kontakt:
Email: info@bnt-sigma.pl
Kom: +48 530 30 90 30