Комбинация «интеллектуальных» восьмицилиндровых CO₂ (R744)-компрессоров, способных адаптироваться к условиям эксплуатации, и регулируемых эжекторов является высокоэффективным решением для крупных холодильных проектов, заявил Алессандро Сильва, старший инженер компании Bitzer.
Скотт Эрколе, вице-президент по техническим продажам в CoolSys, совместно с Сильвой представил на конференции ATMO America 2025 смоделированные данные по мультитемпературному складу, построенному в 2021 году и оснащённому системой охлаждения на CO₂ с холодопроизводительностью 4,67 МВт.
«С ростом внедрения холодильных систем на CO₂ производители оригинального оборудования продолжают инвестировать в различные технологии. Поэтому мы решили пересмотреть проект распределительного центра продуктов питания, построенного в западном Мэриленде, чтобы оценить влияние более крупных компрессоров и эжекторов на операционные расходы и первоначальные затраты»,
— отметил Эрколе.
В моделировании использование 8-цилиндровых компрессоров CO₂ и эжекторов позволило сократить количество необходимых компрессоров для объекта вдвое и повысить коэффициент полезного действия (COP) при полной нагрузке примерно на 17%.
Существующая система
На объекте установлены 57 четырёх- и шестицилиндровых CO₂-компрессоров на пяти агрегатах (производства Zero Zone), охлаждающих 33 166 м² складских площадей. Они обеспечивают:
800 кВт низкотемпературного (LT) охлаждения при температуре кипения –29,4 °C;
3,59 МВт среднетемпературного (MT) охлаждения при –6,2 °C.
Две установки работают в режиме LT/MT, три — только в MT.
«Вместо того чтобы оптимизировать LT-компрессоры, нам пришлось использовать транскритические модели», — пояснил Эрколе.
Для откачки флеш-газа при высоких температурах среды применяется параллельное сжатие (по два дополнительных компрессора на установку). Каждый агрегат оснащён адиабатическим газовым охладителем с температурой на выходе 29,4 °C и промежуточным охладителем газа после низкотемпературной ступени.
Смоделированная система
Смоделированная система сохраняет пять холодильных агрегатов, как в существующем объекте. Однако вместо примерно 12 компрессоров на каждой централи используются 6 компрессоров:
два восьмицилиндровых,
три шестицилиндровых,
один четырёхцилиндровый.
Клапаны высокого давления были заменены на эжекторы с переменной геометрией — по три на каждую установку — для более эффективного управления флеш-газом. Для стоек с LT/MT нагрузками в моделировании использовались оптимизированные LT-компрессоры вместо транскритических моделей.
«Поскольку мы снижаем количество компрессоров с 12 до шести, площадь, занимаемая установкой, уменьшается на 25%»,
— отметил Эрколе, добавив, что восьмицилиндровый компрессор обеспечивает почти в три раза больший рабочий объём, чем шестицилиндровый.
Для сравнения в моделировании также были учтены пять адиабатических газоохладителей и промежуточные охладители газа. Один из восьмицилиндровых компрессоров на каждой установке обеспечивает параллельное сжатие.
В симуляции использовалось программное обеспечение CO₂ System от Bitzer и недавно выпущенная программа Fender, которая получила награду ATMO America 2025 Innovation of the Year. По словам Сильвы, обе программы показали практически одинаковые результаты.
Улучшенный COP
В сравнении были выделены коэффициенты производительности (COP) при трёх температурах окружающей среды, соответствующих полной, 85% и 75% нагрузке.
«Эжекторы, особенно при полной нагрузке, сыграли ключевую роль в перекачивании основной массы хладагента между MT-испарителями и параллельным компрессором»,
— отметил Сильва.
При полной нагрузке и температуре окружающей среды 33 °C смоделированная система показала улучшение COP на 16,95% по сравнению с существующей системой.
При 85% нагрузке и температуре 25 °C COP улучшился на 10,34%.
При 75% нагрузке и температуре 15 °C COP повысился на 5,44%.
Меньше потребляемого тока
«Главное различие — это требуемый ток между двумя системами», — отметил Эрколе.
Смоделированная система требует примерно на 20% меньше тока по сравнению с действующей:
Для существующего объекта требуется 885,9 A,
Для смоделированной системы — 710,6 A.
Оптимизированные LT-компрессоры обеспечивают основную часть этой разницы:
Для существующего объекта требуется — 372,5 A.
Для смоделированной системы — 169,9 A,
«Поскольку всё больше холодильных складов строится рядом с крупными городами, восьмицилиндровый CO₂-компрессор может быть отличным вариантом», — сказал Сильва, ссылаясь на вопросы безопасности холодильных систем на аммиаке (R717), даже при работе с малой заправкой.
«При использовании регулируемых эжекторов преимущества крупных CO₂-компрессоров включают включают в себя снижение энергопотребления, уменьшение занимаемой площади, более безопасную эксплуатацию и экономию эксплуатационных расходов»,
— добавил он.
Источник: naturalrefrigerants.com
Войдите
или зарегистрируйтесь,
чтобы поставить зачет
Комментарии 0
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий