Czy warto zastąpić klimatyzator Cabinet Coolerem? Koszty i porównanie
Klimatyzator jest jednym z najczęściej stosowanych sposobów chłodzenia elektroniki zamkniętej w szafach sterowniczych. Pozwala utrzymywać temperaturę poniżej temperatury otoczenia i może zapewnić dużą moc chłodniczą. Nie w każdej aplikacji przemysłowej jest jednak rozwiązaniem optymalnym.
Pył, mgła olejowa, drgania maszyn czy ograniczone możliwości prowadzenia regularnej konserwacji mogą mieć duży wpływ na pracę systemu chłodzenia. Z drugiej strony alternatywny Cabinet Cooler wykorzystuje sprężone powietrze, którego wytworzenie również kosztuje.
Dlatego odpowiedź na pytanie „klimatyzator czy Cabinet Cooler?” wymaga spojrzenia nie tylko na pobór energii lub cenę zakupu. Znaczenie mają również koszty obsługi, trwałość urządzenia, warunki środowiskowe oraz konsekwencje ewentualnego przegrzania elektroniki.
Klimatyzator czy Cabinet Cooler - co właściwie porównujemy?
Klasyczny klimatyzator do szafy sterowniczej wykorzystuje zamknięty układ chłodniczy. W zależności od konstrukcji obejmuje on między innymi sprężarkę, wentylatory, wymienniki ciepła i czynnik chłodniczy. Pozwala skutecznie odbierać ciepło z wnętrza obudowy i przekazywać je do otoczenia.
Cabinet Cooler działa inaczej. Jego źródłem energii jest sprężone powietrze, które trafia do rurki wirowej. Powstają w niej dwa strumienie – gorący zostaje odprowadzony na zewnątrz, a zimny kierowany jest do wnętrza szafy. W samym elemencie odpowiedzialnym za wytwarzanie zimnego powietrza nie ma typowych ruchomych podzespołów, takich jak sprężarka.
Doprowadzane do szczelnej obudowy powietrze powoduje jednocześnie powstanie niewielkiego nadciśnienia. Ogranicza to przedostawanie się do środka powietrza z hali wraz z pyłem, wilgocią czy mgłą olejową.
Podstawowe różnice można więc sprowadzić do kilku punktów:
| Klimatyzator | Cabinet Cooler | |
| Źródło energii | energia elektryczna | sprężone powietrze |
| Sposób wytwarzania chłodu | obieg chłodniczy | rurka wirowa |
| Sprężarka chłodnicza | tak | nie |
| Kontakt z powietrzem z hali | zależy od konstrukcji układu | lekkie nadciśnienie pomaga ograniczać napływ zanieczyszczeń |
| Obsługa | zależna od konstrukcji i warunków pracy | prosta konstrukcja, konieczna odpowiednia filtracja sprężonego powietrza |
| Warunek zastosowania | dostęp do energii elektrycznej | odpowiednia instalacja sprężonego powietrza |
Żadna z tych technologii nie jest automatycznie lepsza. Istotne jest środowisko i sposób eksploatacji konkretnej maszyny.
Koszt zakupu to nie wszystko - co pokazuje porównanie TCO EXAIR?
Najprostszym sposobem porównania urządzeń byłoby zestawienie ich cen zakupu. W przypadku chłodzenia szaf sterowniczych taki sposób może jednak prowadzić do błędnych wniosków.
Warto uwzględnić TCO – Total Cost of Ownership, czyli całkowity koszt użytkowania. Oprócz zakupu może on obejmować energię lub sprężone powietrze, konserwację, części eksploatacyjne, naprawy oraz przewidywany okres użytkowania. Dodatkowym czynnikiem może być koszt przestoju wynikającego z przegrzania elektroniki.
EXAIR przedstawił przykładową kalkulację dla systemów o mocy chłodniczej około 1700 BTU/h, czyli około 500 W.
| Element kosztu | Klimatyzator | EXAIR Cabinet Cooler |
|---|---|---|
| Koszt zakupu przyjęty przez EXAIR | ok. 2500 USD | ok. 750 USD |
| Przyjęty okres użytkowania | ok. 3–5 lat | ok. 15–20 lat |
| Amortyzowany koszt urządzenia / rok | 500 USD | 37,50 USD |
| Konserwacja i części / rok | ok. 320 USD | ok. 0 USD* |
| Energia / sprężone powietrze / rok | ok. 56 USD | ok. 338 USD |
| Roczne TCO według kalkulacji EXAIR | 924 USD | 379,50 USD |
Źródło danych: przykładowa kalkulacja EXAIR dla systemu 1700 BTU/h.
*Wartość 0 USD odzwierciedla założenia tabeli producenta i nie oznacza, że instalacja sprężonego powietrza, jej filtracja czy okresowa wymiana elementów filtracyjnych nigdy nie generują kosztów.
Najciekawszy wniosek z tego zestawienia nie polega na tym, że Cabinet Cooler zużywa „tańszą energię”. Wręcz przeciwnie – w kalkulacji EXAIR koszt energii potrzebnej do zasilenia klimatyzatora wynosi około 56 USD rocznie, podczas gdy koszt sprężonego powietrza dla Cabinet Cooler to około 338 USD.
Według założeń producenta przewaga Cabinet Cooler w całkowitym TCO wynika w tym przykładzie przede wszystkim z niższego kosztu zakupu, zakładanego dłuższego okresu eksploatacji oraz mniejszych kosztów obsługi.
Nie należy jednak traktować powyższej tabeli jako kosztorysu dla dowolnej instalacji w Polsce.
Rzeczywiste TCO będzie zależało między innymi od ceny energii elektrycznej, kosztu wytworzenia 1 m³ sprężonego powietrza, czasu pracy urządzenia, wymaganej mocy chłodniczej, sposobu sterowania oraz kosztów serwisu. Dane EXAIR pokazują natomiast, dlaczego podczas porównania dwóch technologii warto spojrzeć szerzej niż tylko na rachunek za energię.
Kiedy klimatyzator do szafy sterowniczej będzie lepszym wyborem?
Cabinet Cooler nie jest rozwiązaniem, które powinno zastąpić każdy działający klimatyzator.
Klasyczne chłodzenie może być bardzo dobrym wyborem, gdy szafa znajduje się w stosunkowo czystym i kontrolowanym środowisku, nie jest narażona na istotne drgania, a zakład ma możliwość regularnego wykonywania wymaganych czynności konserwacyjnych.
To rozwiązanie warto również brać pod uwagę, gdy najważniejszym kryterium jest koszt samej energii wykorzystywanej bezpośrednio do chłodzenia. EXAIR również wskazuje, że w łagodnych i czystych warunkach tradycyjny układ chłodniczy może być ekonomicznie uzasadniony właśnie z punktu widzenia kosztów energii.
Jeżeli klimatyzator pracuje poprawnie, warunki otoczenia nie powodują problemów z jego eksploatacją, a przeglądy i czyszczenie nie są uciążliwe, sama dostępność Cabinet Cooler nie jest wystarczającym powodem do wymiany sprawnego systemu.
Kiedy warto rozważyć przejście na Cabinet Cooler?
Sytuacja zmienia się, gdy szafa sterownicza pracuje w trudnym środowisku przemysłowym.
Szczególną uwagę warto zwrócić na:
- duże zapylenie,
- obecność mgły olejowej lub innych zanieczyszczeń w powietrzu,
- drgania i wstrząsy pochodzące od maszyny,
- ograniczony dostęp do regularnego serwisu,
- potrzebę utrzymania szczelności obudowy,
- wysoki koszt nieplanowanego postoju maszyny,
- dostępność odpowiedniej instalacji sprężonego powietrza.
W takich warunkach prosta konstrukcja Cabinet Cooler i brak sprężarki chłodniczej mogą stanowić istotną zaletę. Dodatkowo zimne, filtrowane powietrze doprowadzane do obudowy wytwarza niewielkie nadciśnienie, pomagając chronić jej wnętrze przed zanieczyszczeniami znajdującymi się w otoczeniu.
Dobór rozwiązania można również dopasować do wymaganej ochrony obudowy. W ofercie EXAIR znajdują się między innymi Cabinet Coolery NEMA 12odpowiadające IP54 oraz NEMA 4 i NEMA 4X odpowiadające IP66. Wariant NEMA 4X przeznaczony jest między innymi do środowisk wymagających większej odporności korozyjnej.
Sprężone powietrze kosztuje - jak ograniczyć jego zużycie?
Koszt sprężonego powietrza jest jednym z najważniejszych argumentów, które trzeba uwzględnić przy ocenie Cabinet Cooler.
Dlatego system nie powinien być przewymiarowany, a w aplikacjach, w których ciągłe chłodzenie nie jest konieczne, warto rozważyć sterowanie termostatyczne.
W takim rozwiązaniu elektrozawór dopuszcza sprężone powietrze do Cabinet Cooler wtedy, gdy temperatura wewnątrz szafy wzrośnie do ustawionego poziomu. Po jej obniżeniu chłodzenie zostaje wyłączone. Dzięki temu urządzenie nie musi pobierać powietrza przez cały czas.
EXAIR podaje, że zastosowanie sterowania termostatycznego może ograniczyć zużycie sprężonego powietrza do 70% względem pracy ciągłej. Jest to wartość deklarowana przez producenta, a rzeczywisty efekt będzie zależał od obciążenia cieplnego szafy, warunków otoczenia i czasu pracy systemu.
Równie ważny jest prawidłowy dobór mocy. Standardowa gama Cabinet Cooler obejmuje obecnie modele od 275 do 5600 BTU/h, czyli około 80-1640 W. Wartości katalogowe określane są przy ciśnieniu zasilania 6,9 bar. Przy niższym ciśnieniu rzeczywista wydajność chłodnicza spada.
Nie warto więc wybierać większego modelu „na zapas” bez wcześniejszego określenia rzeczywistego obciążenia cieplnego szafy.
Czy warto wymienić klimatyzator na Cabinet Cooler?
Nie ma jednej odpowiedzi odpowiedniej dla wszystkich zakładów.
Pozostanie przy klimatyzatorze może mieć więcej sensu, gdy:
- środowisko jest czyste i stabilne,
- drgania są niewielkie,
- regularna konserwacja nie stanowi problemu,
- obecny klimatyzator działa prawidłowo,
- kluczowym kryterium jest bezpośredni koszt energii,
- nie ma odpowiedniej instalacji sprężonego powietrza.
Cabinet Cooler warto szczególnie przeanalizować, gdy:
- pył, olej lub inne zanieczyszczenia utrudniają pracę tradycyjnego chłodzenia,
- szafa pracuje na maszynie narażonej na drgania,
- problemem są częste czynności serwisowe,
- przegrzanie elektroniki powoduje kosztowne przestoje,
- istotna jest prosta konstrukcja systemu,
- zakład dysponuje sprężonym powietrzem o odpowiednich parametrach.
Przed podjęciem decyzji warto jednak najpierw określić wymaganą moc chłodzenia. Potrzebne są przede wszystkim wymiary szafy, aktualna i maksymalna temperatura otoczenia, temperatura wewnętrzna i docelowa, informacje o głównych źródłach ciepła oraz istniejącej wentylacji, warunki środowiskowe i dostępne ciśnienie sprężonego powietrza.
Dopiero zestawienie tych danych z kosztami energii, sprężonego powietrza, obsługi oraz ryzykiem przestoju pozwala odpowiedzieć, czy przejście z klimatyzatora na Cabinet Cooler będzie uzasadnione technicznie i ekonomicznie.
Chcesz sprawdzić, czy Cabinet Cooler będzie odpowiedni dla Twojej szafy sterowniczej? Prześlij nam wymiary obudowy, temperatury pracy, warunki otoczenia oraz dostępne ciśnienie sprężonego powietrza. Pomożemy określić wymaganą moc chłodzenia i dobrać odpowiedni system EXAIR.