Холодильные системы на углекислом газе

Рынок холодильного оборудования в России идет в ногу с современными мировыми тенденциями. Это связано как с присутствием международных торговых сетей и брендов, которые работают по единым стандартам, так и растущей необходимостью уделять больше внимания вопросам экологичности и энергоэффективности оборудования. Сегодня заказчики заинтересованы в установке систем на природном хладагенте СО₂,  особенно если речь идет о реализации крупных проектов. Это четко наметившийся тренд, который пришел к нам из Европы, где экологические требования к оборудованию очень высоки.

Анализируя ситуацию и спрос на рынке промышленного холода в России и странах СНГ, компания «ТехноФрост», российский производитель промышленного холодильного оборудования, приняла решение о производстве в России холодильных систем на углекислом газе. Отметим факторы, которые говорят в пользу выбора таких систем сегодня:

• в качестве хладагента СО₂  обладает отличными теплофизическими свойствами, обеспечивая системе высокую производительность и низкое энергопотребление;
• диаметр трубопроводов систем на СО₂  значительно меньше по сравнению с фреоновыми установками, что снижает риски потерь при работе, а также позволяет уменьшить типоразмер арматуры;
• углекислый газ является экологически безопасным (ODP=0, GWP=1);
• первичные капитальные затраты при использовании CO₂  могут быть выше стандартных, но в долгосрочной перспективе они оправданы, так как снижают срок окупаемости проектов.

Предлагаем подробнее рассмотреть схему работы транскритической бустерной углекислотной холодильной установки холодопроизводительностью 600 кВт на примере АПМ-1-3/4/4-3x4DSL-10K/2x4FTC-30LK+2x4FTC-30K/2x6FTEU-50LK+2x6FTE-50K-CO₂,  которая уже произведена на заводе ООО «ТехноФрост» и установлена в гипермаркете одной из крупных федеральных сетей России.

В транскритической бустерной системе СО₂  служит холодильным агентом для низкотемпературных, среднетемпературных и высокотемпературных потребителей, а высокопотенциальное тепло с магистрали нагнетания используется для рекуперации тепла. Таким образом, мы получаем в одной машине интеграцию систем охлаждения и обогрева. Для холодоснабжения высокотемпературных потребителей и системы кондиционирования в секции среднего давления, после клапана высокого давления и перед ресивером хладагента, установлен пластинчатый теплообменник для цикла с хладоносителем Temper -40. В холодное время года используется воздушный теплообменник, работая в режиме фрикулинга.

Транскритическая бустерная система на СО₂  разделяется по давлению на три секции: секция низкого, среднего и высокого давления.

В секции низкого давления пар из низкотемпературных испарителей поступает в низкотемпературные компрессоры Bitzer 4DSL-10K, сжимается там и проходит через газоохладитель Guentner GGVC CD 050.1/11-46 для понижения температуры нагнетания до допустимого значения 40°С. Затем смешивается с парами, поступающими из среднетемпературных испарителей и перепускной линии из ресивера. Отсюда пар подается на всасывание среднетемпературных компрессоров Bitzer 4FTC-30LK/4FTC-30K и после сжатия переходит на сторону высокого давления.

Секция высокого давления начинается с нагнетания среднетемпературных и параллельных компрессоров Bitzer 6FTEU-50LK/6FTE-50K. Горячий газ проходит через рекуперативные теплообменники, нагревая воду, а затем поступает в общий газоохладитель GGHV CD 100.2OF/24A-65. Заканчивается секция высокого давления электронным расширительным клапаном CCMT производства Danfoss. После него начинается секция среднего давления, где поток разделяется на газ и жидкость в ресивере. Парообразная фаза отводится во всасывающую линию параллельных компрессоров. Жидкая фаза подается к расширительным клапанам AKVH, где происходит ее расширение перед подачей в низкотемпературный и среднетемпературный испарители.

Для поддержания давления в ресиверах во время простоя системы используется небольшая холодильная машина. Такая система не позволяет повышаться давлению в ресивере выше допустимого при обесточивании или простое оборудования, чем исключается разгерметизация системы и выброс СО₂  в атмосферу.

Рабочее давление на линии всасывания низкотемпературной секции составляет порядка 15 бар, на линии среднетемпературного всасывания 28 бар. Рабочее давление на линии нагнетания среднетемпературных и параллельных компрессоров составляет 87 бар. Рабочее давление в ресивере составляет 33 бара. Давление в ресивере должно быть выше величины, при которой происходит испарение в среднетемпературных испарителях для обеспечения разности давлений на расширительных клапанах.

Управление всеми тремя температурными контурами происходит с помощью одного котроллера Danfoss c дополнительными модулями расширения. Лидерный компрессор низкотемпературной ветви имеет частотный привод, а на средних и параллельных компрессорах установлено по два частотных привода на каждый температурный контур. Такое решение позволяет повысить производительность системы без перехода на следующий типоразмер компрессора, снизить потребление электроэнергии и более плавно регулировать холодопроизводительность. Вентиляторы газоохладителей также имеют частотные приводы для плавной регулировки в условиях низкой производительности, что позволяет им максимально эффективно включаться в работу и также снизить потребление электроэнергии.

Для подробного анализа и расчета эффективности применения систем на CO₂  в вашем проекте рекомендуем обратиться к инженерам компании «ТехноФрост», отправив запрос на электронную почту info@tehnofrost.com или позвонив по телефону +7 (495) 960-89-61.

tehnofrost.com