«Новая» транскритическая эжекторная система на CO2 для жаркого климата

профессор Института технологии и науки Берла в Пилани (Индия) Мани Шанкар Дасгупта

«Новая» транскритическая холодильная система на CO2 (R744), предназначенная для супермаркетов и использующая мультиэжектор, параллельное сжатие и механическое переохлаждение, показала себя эффективнее традиционной транскритической бустерной системы на CO2 на величину до 82,5% при работе в жарком климате.

Об этом рассказал профессор Института технологии и науки Берла в Пилани (Индия) Мани Шанкар Дасгупта, представивший доклад «Новая IMS-эжекторная система холодоснабжения супермаркета на CO2 для регионов южнее “экватора CO2”» на 10-й конференции Международного института холода (МИХ, IIR), проходившей в Охриде, Северная Македония, с 27 по 29 апреля 2023 года.

Согласно исследованию, при температуре наружного воздуха от 30 до 40°C эффективность рассматриваемой системы на 18,7–46,8% превосходит систему прямого расширения (DX) на ГФУ-хладагенте R404A, на 13,85–50,4% — транскритическую систему на CO2 с параллельным сжатием и затопленными среднетемпературными (MT) испарителями, на 34,85–56,7% — транскритическую систему на CO2 только с параллельным сжатием, на 41,4–82,5% — традиционную транскритическую бустерную систему на CO2.

Дасгупта отметил, что новая система эффективна при повышенной температуре, при этом эффект проявляется независимо от того, используются ли затопленные или незатопленные («сухие») испарители. Коэффициент производительности COP рассматриваемой мультиэжекторной системы, использующей затопленные средне- и низкотемпературные (LT) испарители, показал рост на 0,95–15% при повышении температуры до 30—40°C. Система с «сухими» испарителями показала рост COP на 6,22–22,8% в том же диапазоне температур.

В работе также исследовалось влияние «псевдокритической точки» на работу каждого компонента новой системы. В псевдокритической точке давление CO2 составляет 80 бар, а температура — около 34,5°C. Истинная критическая точка расположена немного ниже, ей соответствуют давление 74 бар и температура 31°C. 

«Новая» транскритическая холодильная система на CO2 (R744), предназначенная для супермаркетов и использующая мультиэжектор, параллельное сжатие и механическое переохлаждение

Схема «новой» системы

Конструкция новой транскритической эжекторной холодильной системы на CO2 спроектирована специально для супермаркетов, работающих в жарком климате.

Холодильная нагрузка на низко- и среднетемпературные испарители холодильных витрин оценивается, соответственно, в 25 и 120 кВт.

В качестве низкотемпературного компрессора нижней ступени используется модель BITZER 2GSL-3K, уравнивающая давление хладагента с давлением в среднетемпературном испарителе. Комбинированный поток хладагента из среднетемпературного испарителя и низкотемпературного компрессора поступает в среднетемпературный компрессор средней ступени DORIN CD-380H и на эжектор Danfoss HP 1875, создающий перепад давления до 11 бар. Нагрузка между компрессором и эжектором распределяется в пропорции 4 к 1.

При температуре наружного воздуха ниже 20°C вся нагрузка идет на расширительный вентиль высокого давления (HPEV) и среднетемпературный компрессор. При температуре выше 20°C давлением на стороне высокого давления управляет эжектор.

Флэш-газ из жидкостного ресивера сжимается до давления газоохладителя при помощи вспомогательного компрессора модели Frascold D3-1.9TK (AUX), подключенного параллельно среднетемпературному компрессору. Вспомогательный компрессор включается только при достаточном количестве флэш-газа в ресивере, частота его вращения регулируется в диапазоне 30—80 Гц.

Система также оснащена встроенным теплообменником (IMS HX) для дальнейшего переохлаждения хладагента, выходящего из газоохладителя (GC). Часть хладагента расширяется до давления, соответствующего насыщению при температуре 20°C, что является нижним пределом для коммерчески доступных компрессоров. Поток расширенного хладагента охлаждает хладагент, покидающий газоохладитель, а затем испаряется в теплообменнике IMS HX. Газообразный хладагент из теплообменника поступает в компрессор механического переохлаждения (IMS), в качестве которого используется модель с регулируемой частотой вращения, способная адаптироваться к различным условиям эксплуатации.

Комментарии 0

При поддержке
Ассоциация предприятий индустрии микроклимата и холода
Россоюзхолодпром
Международный центр научной и технической информации
Ассоциация холодильной промышленности и кондиционирования воздуха Республики Казахстан
Всероссийский научно-исследовательский институт
холодильной промышленности
Международная академия холода