Управление газоохладителем повышает эффективность СО2 систем

Регулирование температуры на выходе газоохладителя жизненно важно для повышения энергоэффективности транскритических холодильных систем на диоксиде углерода (CO2, R744) в условиях жаркого климата, — утверждает Майк Бейкер, управляющий директор холодильной компании из Австралии AJ Baker & Sons.

Использование таких методов, как адиабатическое орошение, параллельное сжатие и замкнутый контур переохлаждения, позволяет сделать транскритические системы на CO2 более энергоэффективными, чем каскадные установки, использующие CO2, и системы на ГФУ-хладагентах.

Своими выводами Майк Бейкер поделился на конференции Австралийского института холода, кондиционирования воздуха и отопления (AIRAH), проходившей в мае 2022 года.

Компания AJ Baker & Sons занимается монтажом транскритических систем на CO2 уже девять лет. Всего к маю 2022 года она ввела в эксплуатацию 55 таких установок, ещё 6 находились в процессе монтажа и 12 – на стадии проектирования.

Диапазон холодопроизводительности установок компании — от 1,4 кВт низкотемпературного и 67 среднетемпературного холода до 45 кВт низкотемпературного и 202 кВт – среднетемпературного холода.

Для уменьшения влияния характерных для Австралии высоких температур, снижающих эффективность транскритических систем на CO2, в компании используют различные методы уменьшения температуры на выходе газоохладителя.

На самых мощных установках для этого применяются испарительное охлаждение, адиабатическое орошение, механическое переохлаждение с использованием пропана (R290) или ГФУ с низким ПГП, параллельное сжатие и замкнутый контур переохлаждения.

По словам Майка Бейкера, для каждого метода есть своё место.

Регулирование температуры на выходе газоохладителя

Проведённый Бейкером анализ показал, что адиабатическое орошение, использующее для уменьшения температуры воздуха мелкие водяные капли, — это простое решение, которое отлично подходит для сухого климата и позволяет снизить температуру на выходе газоохладителя на величину до 9%. Однако этот метод следует с осторожностью применять в местах, отличающихся повышенной жёсткостью воды. Несмотря на эффективность такого способа, Бейкер не рекомендует полагаться только на него, предлагая использовать адиабатическое орошение в сочетании с традиционными методами.

Испарительное предохлаждение – ещё один простой, но эффективный метод, хорошо работающий в сочетании с традиционными технологиями. Он подходит как для территорий с сухим климатом, так и для мест с повышенной жёсткостью воды, и способен снижать температуру на выходе газоохладителя на величину до 8%. Недостатки метода – необходимость в техническом обслуживании и более высокая стоимость по сравнению с адиабатическим орошением.

Механическое переохлаждение подразумевает оснащение выхода газоохладителя системой охлаждения. Этот простой подход обеспечивает точность регулирования температуры на выходе газоохладителя, однако связан с дополнительным энергопотреблением, кроме того, в дополнительной системе охлаждения может использоваться ГФУ-хладагент.

Параллельное сжатие предполагает добавление к ресиверу жидкости дополнительного среднетемпературного компрессора, обеспечивающего более эффективное сжатие "флэш-газа". В зависимости от температуры на выходе газоохладителя, этот метод позволяет повысить коэффициент производительности (COP) системы на 16-30%. Параллельное сжатие – более сложный, но вместе с тем и более действенный метод по сравнению с механическим переохлаждением.

По оценке Майка Бейкера, замкнутый контур переохлаждения – простой метод управления температурой на выходе газоохладителя – позволяет снизить энергопотребление на величину до 18%.

Согласно представленным на конференции данным, применение замкнутого контура переохлаждения в транскритической холодильной системе на CO2 позволяет уменьшить образование "флэш-газа" и снизить потребление энергии на величину до 36% по сравнению с системой, использующей параллельное сжатие. Данные также показывают, что транскритическая система на CO2 с замкнутым контуром переохлаждения потребляет на 6% меньше энергии, чем каскадная установка на CO2.

Меньшее энергопотребление транскритических систем по сравнению с каскадными установками на CO2 и системами на ГФУ-хладагентах служит дополнительным финансовым стимулом для перехода на природные хладагенты.

Источник: ozoneprogram.ru