רפי אהרוני, מנכ"ל אסא אהרוני מהנדסים יועצים בע"מ
בנמל התעופה בן גוריון בוצעו בחמש השנים האחרונות פרוייקטים רחבי היקף ומורכבים טכנולוגית בתחום מערכות מיזוג האוויר. מאמר זה סוקר חלק מהפרויקטים ומתמקד במיוחדים שבהם.
עם ההגדלה בכמות הנוסעים העוברת בשדה התעופה בנתבג, בוצעו פרויקטים רבים של בינוי והרחבה במקומות רבים בשדה התעופה. השדה מטפל כיום ביותר מ-17 מיליון נוסעים בשנה וצפוי לגדול בשנים הקרובות עוד יותר.
17,000 טון קירור
טרמינל 1 שודרג והופעל מחדש בהיקף גדול לטיסות לחו"ל – LOW COST. במסגרת זו הוחלפו מערכות ישנות רבות שעבדו 30-40 שנים כולל יחידות טיפול באויר, יחידות מים קרים צנטרפוגליות, מגדלי קירור וכן הופעל בשנים האחרונות מאגר מים קרים המשמש גם לכיבוי אש.
בטרמינל 3 ששטחו המקורי כ-200,000 מ"ר הורחבו השטחים הממוזגים, הוספו מערכות טכנולוגיות נוספות הדורשות מיזוג אוויר ונבנה מגדל פיקוח חדש. במסגרת הרחבות הוחל בביצוע זרוע נוספת רביעית לטרמינל 3 בשטח של 48,000 מ"ר.
טרמינל 3 הכולל שני מבנים גדולים המחוברים בינהם במעבר (צד יבשתי/דרומי וצד אווירי/צפוני) משורת כולו מחדר מכונות מרכזי הממוקם כקילומטר מהמבנה באיזור מבני התמך של השדה.
מחדר מכונות זה מסוחררים מים קרים וחמים במנהרה תת קרקעית עד לכל אחד מהמבנים. קוטר הצנרת של המים הקרים במנהרה הינו "30.
חדר המכונות תוכנן להתאמה להתרחבות עתידית וכולל כעת 7 יחידות צנטרפוגליות מתוצרת חברת יורק בתפוקות שונות של 1000 עד 2000 טון קירור. חלק מהיחידות מתוכננות לעבודה עם אתילן גליקול בטמפ' מתחת לאפס לצורך קירור מאגר מים גדול של כ-5500 מ"ק המאפשר בזמן פריקה כ-1000 טון קירור נוספים למשך 8 שעות. היחידות מונעות במתח ביניים של 6.3KV בחלקם עם מתנעים רכים. סה"כ תפוקת חדר המכונות היא 11,600 טון קירור ובכל עת נשמרת יחידה אחת רזרבית שאינה בפעולה.
לאור הגידול בעומס הנוסעים הצפוי בשדה, הרחבת השטחים הממוזגים ותוספת מערכת מרכזית למיזוג אוויר של המטוסים (ראה פירוט בהמשך) נבחנו חלופות רבות להרחבת חדר המכונות. בין החלופות שנבחנו תוספת מאגר קרח, יחידות עם מדחסי טורבו קור, מערכות מבוססות ספיגה, יחידות צנטרפוגליות עם וסתי מהירות ועוד. החלופה שנבחרה מבוססת על תוספת 2 מכונות מים קרים נוספות בתפוקה של 2000 טון קירור וכן מכונת ספיגה בתפוקה של 1400 טון קירור המחוברת ישירות לגזי הפליטה של גנרטור חדש הנמצא בתהליך רכש. הנצילות של היחידות המותקנות גבוהה במיוחד והינה כ-5.8. מערכת העיבוי חדר המכונות וכן קירור מתקני עזר של הגנרטורים מבוסס על 8 תאי מגדלי קירור עם מפוחים ציריים במידות 10/10 מ"ר כ"א. המים המסופקים למגדלי הקירור הינם מים מושבים ממכון טיהור השפכים של שדה התעופה. תכנון תחנת הכוח החדשה כולל מערכת הספיגה תוצג במאמר נפרד.
סה"כ תפוקה צפוייה של הציוד המותקן בחדר המכונות הינה 17,000 טון קירור.
קירור אוויר צח לטמפרטורה של -7 מעלות צלזיוס
במסגרת העבודות להתקנת המערכות החדשות נדרש לבצע התחברויות חמות בצנרת המים הקרים, על מנת למזער ולצמצם את ההפרעות למערכת מיזוג האוויר הפועלת 24/7 ובחלקה מיועדת למתקנים חיוניים. לצורך כך נדרשו התחברויות חמות בקטרים גדולים יחסית של 16" . כמוכן בוצעו חיבורים שונים באמצעות הקפאה של קטעי צנרת . הכנסת היחידות למקומם הוותה מבצע הובלה מסובך מכיוון והיחידות ממוקמות מעל קומת מרתף והעומס הנקודתי בזמן ההובלה וההצבה של היחידות כולל המשאית מנוף היה גבולי לעומס המותר לרצפה.
צרכן מרכזי בהגדלת התפוקה היא מערכת קירור המטוסים. כיום לאור תקנות חדשות בנושא זיהום אוויר כל מטוס שמתחבר לשרוול/שער נדרש לצמצם את הפעלת מערכות המטוס המופעלות בדלק סילוני ועליו להתחבר למערכות הקרקע. עם הקמת השדה בשנות ה-2000 הותקנו בכל שער מערכות עצמאיות מוכללות (פקג') מתוצרת חברה ספרדית. יחידות אלו בתפוקות שונות של 70-140 טון קירור (בתלות בגודל המטוס המחובר לשער) ופועלות לקירור אוויר צח לטמפרטורה של 7- מעלות צלזיוס. לחץ המפוח הינו גבוה במיוחד - "40 עקב הצורך להתחבר למטוס באמצעות שרוולים בקוטר "8 (חיבור סטנדרטי בכל המטוסים). ביחידות אלו התגלו בעיות תחזוקה רבות ובמהלך השנים הוחלפו חלקים שונים ובכל זמן נתון היו מספר יחידות בשיקום.
חברת יעוץ הולנדית המתמחה בנושא הכינה דוח לבחינת חלופות שונות לשיפור המצב והציעה אלטרנטיבה חדשנית המבוססת על יחידות היברידיות ואשר בוצעה בשדות תעופה במזרח התיכון. יחידות אלו מחוברות למערכת המים הקרים של שדה התעופה ובנוסף כוללות מעגלי קירור עם מדחסים בעיבוי מים. המים המסוחררים בסוללת הקירור הראשונה בזרם האויר מוזרמים בהמשך לסוללות עיבוי של מעגלי התפשטות ישירה. בשני מעגלי גז נפרדים, המדחסים מזרימים קרר לשתי דרגות של סוללות קירור. חלופה זו מאפשרת ניצול מושלם של ספיקת מים קטנה יחסית לצורך קירור אוויר לטמפרטורה נמוכה של 7-. המים מסוחררים בטמפרטורה של 6-7 מעלות צלסיוס ויוצאים מהיחידה בטמפרטורה של 14-16 מעלות. מכיוון וחלק משמעותי (כ-70%) מהאנרגיה הנדרשת מבוסס על המים הקרים המיוצרים במדחסים צנטרפוגליים גדולים הנצילות של מערכת זו מהווה שיפור משמעותי לעומת הקיים. התפוקה הכוללת הנדרש לכל הזרועות יחד היא 1600 טון קירור.
שתי דרגות הקירור בהפשרה
אחת הבעיות המרכזיות של מערכות קירור מטוסים הינה הטיפול בהפשרה מכיוון ומדובר ביחידות לטיפול באוויר צח (לח) וטמפרטורת אספקת מתחת לאפס. יחידות היברדיות מאפשרות מתן מענה מיטבי מכיוון וגם במצב בו שתי דרגות הקירור בהפשרה, סוללת המים הקרים ממשיכה ליבש ולקרר באופן חלקי את האוויר.
במסגרת המפרט הטכני שהוכן לפרויקט זה הוגדרו דרישות טכניות רבות כולל אספקת יחידות לתקופת ניסוי בשדה (פיילוט) וכן ניסויים במפעל היצרן בתא אקלימי. במכרז בינלאומי זכתה בפרויקט חברה איטלקית שהינה כיום חלק מקונצרן מיצובישי אלקטריק המתמחה בציוד מסוג זה. לאחר אישור התכן ובניית היחידות בוצע ניסוי מורכב במשך מספר ימים במפעל בו נבחנו תסריטים שונים של פעולת היחידות. היחידות הורכבו בחודש מרץ 2016 והינן כעת בסוף תקופת הניסוי שהוכתרה כמוצלחת.
במהלך תקופת הניסוי נבחנו פרמטרים שונים של פעולת היחידות בהתאם לפרוטוקול שהוגדר מראש בתנאי המכרז. היחידות עמדו בכל הדרישות ללא תקלות. במסגרת העבודה הוחלפו גם מערכות התיעול בחדשות מבודדות טוב יותר ובעלות מקדמי חיכוך נמוכים וכן הוספה מערכת לאיסוף קטע התעלה הגמישה המחברת את התיעול שבקצה הגשר למטוס. מערכת HOSE RETRIVER הינה מערכת מכנית מורכבת המאפשרת אחסון של תעלה גמישה באורכים של למעלה מ-21 מטר.
חסכון תפעולי מרבי
חטיבת ההנדסה וחטיבת האחזקה של רשות שדות התעופה האחראיות לפרויקטים המתוארים בצעו בשנים האחרונות פרויקטים רחבי היקף, מורכבים טכנולוגית והמאפשרים התיעלות אנרגטית וחסכון תפעולי מרבי תוך ביצוע השבתות מינימליות כמעט ללא הפרעה לפעולת המתקנים. במסגרת הפרויקטים הוחלפו והתווספו יחידות מים קרים ביעילות גבוהה במיוחד, שודרגו מגדלי קירור המבוססים על מים מושבים, שודרגו מערכות בקרה וכן מוחלפת מערכת מיזוג האוויר למטוסים במערכת יעילה במיוחד.
הכנת עבודת המטה בנושא חסכון באנרגיה במערכות מיזוג האוויר, תכנון תוספת היחידות למים קרים ומערכת הספיגה בחדר המכונות הראשי, שינויים ותוספות בקווי המים הקרים וכן תכנון ולווי פרויקט קירור המטוסים בוצע על ידי חברת אסא אהרוני מהנדסים יועצים.