Новые компрессоры ZF*EVI

Использование в низкотемпературных холодильных системах спиральных компрессоров COPELAND SCROLL™ ZF*EVI с экономайзером является сильным и действенным антикризисным решением от Emerson Climate Technologies, позволяющим получить значительную экономию, одновременно сократить как первоначальные инвестиции в холодильную систему, так и эксплуатационные расходы. Экономия становится особенно ощутимой при использовании ZF*EVI в компрессорных станциях, предназначенных для удовлетворения потребностей супер- и гипермаркетов в низком холоде.

Обновление модельного ряда и новые возможности

В 2014 г Emerson обновил модельный ряд компрессоров ZF: новые компрессоры ZF*EVI имеют конструктивную возможность использовать экономайзер с последующим сжатием образовавшегося пара. Применение экономайзера обеспечивает прирост холодопроизводительности и СОР по сравнению с обычным холодильным циклом. Технология впрыска пара показывает наилучшие результаты при низких температурах кипения хладагента.

Рис.1 Обновление модельного ряда

Теоретические основы экономии

В простейшем случае схемное решение выглядит так, как это показано на рис.2. Часть сконденсированной жидкости i расширяется через ТРВ в противоточный пластинчатый теплообменник (экономайзер), где он испаряется, переохлаждая при этом основной поток жидкости m. Перегретый пар из экономайзера впрыскивается в промежуточную точку сжатия спирального компрессора. Переохлаждение жидкости в экономайзере увеличивает производительность испарителя и всей холодильной системы за счет понижения температуры жидкости и соответствующего понижения ее энтальпии. Энергоэффективность такой системы выше, чем у обычной системы такой же мощности, поскольку при использовании экономайзера часть холодопроизводительности получается с меньшими затратами энергии за счет того, что пар сжимается до давления конденсации не с низкого давления кипения, а с более высокого промежуточного давления.

Рис.2 Схемное решение и соответствующий термодинамический цикл

Эффект достигается за счет добавления в процесс сжатия пара с промежуточным давлением и температурой, которая контролируется с помощью ТРВ экономайзера. Для модельного ряда компрессоров ZF*EVI в среднем прирост холодопроизводительности (R404A, -35°С/40°С) при использовании экономайзера достигает 46%, а средний прирост СОР при вышеописанных условиях составляет 26%. За счет использования экономайзера компрессоры ZF*EVI имеют ощутимое превосходство в энергоэффективности по сравнению с конкурентами, которые по причинам особенности своих конструкций лишены этой возможности.

Технические детали

Для компрессорных станций возможно несколько схемных решений, каждое их которых обладает собственными достоинствами и недостатками, как например схемы с индивидуальным (по теплообменнику на каждый компрессор) и общим экономайзером. Рассмотрим схему с общим экономайзером, показанную на рис.3:

Рис.3 Компрессорная станция с общим экономайзером

В качестве расширительного устройства для общего экономайзера рекомендуется использовать электронный расширительный вентиль (ЭРВ). Трубопровод впрыска пара для каждого компрессора должен быть оснащен индивидуальным электромагнитным клапаном (ЭК), чтобы иметь возможность перекрыть впрыск пара, когда компрессор выключен. Это необходимо для того, чтобы избежать попадания в компрессор большого количества жидкости во время стоянки.

Пропуск в большие форматы ритейла

Решение «компрессор ZF с экономайзером» и ранее использовалось для удовлетворения потребностей в низком холоде в минимаркетах. Увеличение холодопроизводительности компрессоров открывает компрессорам ZF*EVI новые возможности. Если оценить потребность в низком холоде супермаркета (900…4000 м²) в 20…40 кВт, а гипермаркета (5000…10000 м²) в 40…100 кВт, то компрессорные станции на базе нескольких новых компрессоров ZF*EVI покрывают эту потребность. Традиционно для решения таких задач использовались полугерметичные компрессоры. Однако спиральные компрессоры ZF*EVI с экономайзером имеют здесь множество преимуществ. Сравним, например, спиральный компрессор ZF34K5E-EVI с аналогичным по производительности полугерметичным компрессором 4HE-18Y от конкурента (9,73 кВт у ZF34K5E-EVI против 9,0 кВт у 4HE-18Y на R404A при То=-35°С, Тк=45°С, Sh = 10 К, Sc = 0К):

• компрессор ZF34K5E-EVI потребляет электричества на 27% меньше. Его СОР = 1,31, а его полугерметичный конкурент 4HE-18Y имеет СОР = 1,03;
• компрессор ZF34K5E-EVI существенно менее шумный. Его звуковое давление при вышеописанных условиях составляет 68 дБа на расстоянии 1 м, а его полугерметичный конкурент 4HE-18Y имеет при тех же условиях 73 дБа;
• компрессор ZF34K5E-EVI имеет существенно меньшие габариты. Его ДхШхВ = 280х280х534 мм, а его полугерметичный конкурент 4HE-18Y имеет ДхШхВ = 668х456х449 мм;
• компрессор ZF34K5E-EVI почти в три раза легче, его вес 63,1 кг, а его полугерметичный конкурент 4HE-18Y весит 183 кг;
• все технические данные взяты из официальных программ изготовителей компрессоров: Select 7 (v. 7.10 (01/10/2014)) и BITZER Software v6.4.3 rev1303;
• а еще компрессор ZF34K5E-EVI вместе со стоимостью экономайзера, ТРВ и электромагнитного клапана на 21% дешевле своего конкурента при сравнении по среднерыночным ценам.

Понятно, что в случае использования нескольких компрессоров ZF*EVI в составе компрессорной станции инвестиционные расходы существенно уменьшаются, а экономия электроэнергии кратно увеличивается. За последние двадцать лет спиральная технология убедительно доказала, что не уступает по надежности поршневой. И если надежность обоих решений сопоставима, то все остальные преимущества у ZF*EVI, а за конкурентом — только сила традиции и привычка. Традиция — дело важное, но кризис в стране и в отрасли заставляет ответственных предпринимателей по новому взглянуть на сложившиеся традиции и является удобным временем поменять к выгоде для себя устоявшиеся привычки. Имея такой комплект преимуществ, включая ценовые, компрессорные станции, оснащенные новыми компрессорами ZF*EVI, создадут в супер- и гипермаркетах ощутимую конкуренцию станциям на базе полугерметичных компрессоров.

Рис.4 Компрессорная станция с компрессорами ZF*EVI — внешний вид

Применение компрессоров ZF*EVI с экономайзерами в низкотемпературных холодильных системах и компрессорных станциях обеспечивает существенное снижение как капитальных затрат, так и эксплуатационных расходов по сравнению с традиционными решениями и конкурентами. Компрессорная станция, оснащенная компрессорами ZF*EVI, является, на наш взгляд, оптимальным решением для низкотемпературного холодоснабжения супер- и гипермаркетов.