Przewodnik po agregatach chłodniczych CO2: Jak działają agregaty chłodnicze CO2, koszty, wybór i zastosowania

Jeśli oceniasz przemysłowe lub komercyjne urządzenia chłodnicze, bezpośrednia odpowiedź jest następująca: agregat chłodniczy CO2 to agregat chłodniczy ze sprężaniem pary, który wykorzystuje dwutlenek węgla (R744) jako czynnik chłodniczy i może dostarczać schłodzoną wodę, solankę lub chłodzenie z bezpośrednim odparowaniem od około 5°C do -35°C bez polegania na czynnikach chłodniczych o wysokim GWP. Ponieważ temperatura krytyczna CO2 wynosi zaledwie 31,1°C, agregat chłodniczy często pracuje w obszarze nadkrytycznym w ciepłe dni, przy ciśnieniu po stronie wysokiego ciśnienia od 80 do 120 barów zamiast od 15 do 25 barów typowych dla maszyn z R134a lub R404A. Ta pojedyncza różnica wpływa na każdą inną decyzję, jaką podejmiesz w sprawie sprzętu, począwszy od wyboru komponentów i metody łączenia rur, po strategię sterowania i plan serwisowy.

Liczby w nagłówkach są jasne. CO2 ma współczynnik globalnego ocieplenia (GWP) na przestrzeni 100 lat wynoszący 1, potencjał niszczenia ozonu (ODP) wynoszący zero i klasyfikację bezpieczeństwa A1 według normy ASHRAE 34, co oznacza, że ​​jest niepalny i ma niską toksyczność. Jest niedrogi, dostępny na wszystkich rynkach i nie podlega ograniczeniom podaży i kosztów, które w coraz większym stopniu wpływają na czynniki chłodnicze HFC o wysokim współczynniku GWP. Ponieważ objętościowy efekt chłodniczy CO2 jest powszechnie określany jako pięć do ośmiu razy większy niż R404A w typowych warunkach parowania chłodniczego, wymagana pojemność skokowa sprężarki i średnice rur są znacznie mniejsze niż w przypadku równoważnej instalacji HFC o tej samej wydajności, a ładunek czynnika chłodniczego jest odpowiednio niższy.

W pozostałej części tego przewodnika opisano, czym różni się agregat chłodniczy CO2, jak porównać go z konwencjonalnymi czynnikami chłodniczymi, jak faktycznie działa cykl transkrytyczny, co należy określić, które zastosowania przynoszą największe korzyści oraz jakie ryzyko związane z konserwacją i zaopatrzeniem należy zaplanować. Nacisk jest praktyczny: tolerancje, ograniczenia operacyjne i szczegóły konstrukcyjne, które oddzielają niezawodną instalację od kosztownego problemu.

Co to jest agregat chłodniczy CO2 i czym różni się od konwencjonalnego agregatu chłodniczego?

Konwencjonalny agregat chłodniczy odparowuje fluorowęglowodór (HFC), taki jak R134a lub R404A, w parowniku płaszczowo-rurowym lub płytowym lutowanym, spręża parę i skrapla ją w skraplaczu chłodzonym powietrzem lub wodą. Cała wysokociśnieniowa strona cyklu pozostaje poniżej punktu krytycznego czynnika chłodniczego, więc skraplacz zmienia czynnik chłodniczy z gazowego w ciekły w niemal stałej temperaturze.

Agregat chłodniczy CO2 działa według tej samej zasady sprężania pary, ale z zdecydowaną różnicą. Temperatura krytyczna dwutlenku węgla wynosi 31,1°C, co oznacza, że ​​ilekroć temperatura oddawania ciepła przekracza około 25-30°C, górna strona cyklu jest nadkrytyczna. Skraplacz staje się chłodnicą gazu. Czynnik chłodniczy opuszcza sprężarkę w postaci gazu nadkrytycznego pod ciśnieniem 80–120 barów, jest schładzany bez kondensacji, a następnie rozprężany bezpośrednio do ciśnienia parowania.

Praktyczne konsekwencje są widoczne w całej maszynie. Orurowanie jest zaprojektowane na ciśnienie robocze co najmniej 120 barów i jest zwykle lutowane lub spawane, a nie kielichowane. Sprężarki muszą tolerować temperatury tłoczenia wynoszące 100–130°C i wymagać skutecznego chłodzenia oleju. Zawór rozprężny musi wytrzymać spadek ciśnienia, który może przekroczyć 50 barów. Wysokociśnieniowe zawory nadmiarowe odprowadzają gaz do atmosfery, co jest dopuszczalne, ponieważ CO2 nie jest ani palny, ani toksyczny w normalnie występujących stężeniach.

Innymi słowy, agregat chłodniczy CO2 jest maszyną specjalnie zaprojektowaną, a nie przerobionym agregatem chłodniczym HFC. Jakość projektu systemu, dobór chłodnicy gazu i logika sterowania określają, ile energii zużywa i jak niezawodnie pracuje w codziennej pracy.

CO2 a HFC i inne naturalne czynniki chłodnicze: kluczowe dane porównawcze

Poniższa tabela porównuje czynniki chłodnicze najczęściej uwzględniane w projektach agregatów chłodniczych. Wartości GWP są zgodne z Piątym Raportem Oceniającym IPCC (horyzont czasowy 100 lat). Klasy bezpieczeństwa są zgodne z normą ASHRAE 34. Krytyczne wartości temperatury i ciśnienia pochodzą z opublikowanych danych dotyczących nasycenia czynnikiem chłodniczym.

Z tego porównania wynikają bezpośrednio dwa wnioski. Po pierwsze, z punktu widzenia rachunkowości klimatycznej CO2 należy do tej samej kategorii co amoniak: GWP wynoszący 1 oznacza praktycznie zerowy wpływ wycieków na klimat. R404A ma współczynnik GWP na poziomie 3922, zatem niewielki roczny wyciek z maszyny z R404A ma taki sam efekt równoważnika emisji dwutlenku węgla, jak znacznie większa ilość CO2 uwalniana do atmosfery.

Po drugie, ciśnienie po stronie wysokiego układu CO2 jest cztery do sześciu razy wyższe niż w przypadku alternatywnych rozwiązań HFC. Jest to cena, jaką płacisz za korzyści środowiskowe i objętościowe, którą można zapłacić tylko wtedy, gdy producent, instalator i wykonawca serwisu przestrzegają wartości ciśnienia znamionowego w każdym punkcie obwodu.

Jak działa transkrytyczny cykl CO2

Pięć kroków procesu

1. Kompresja. Para o niskim ciśnieniu wchodzi do sprężarki pod ciśnieniem około 25–40 barów i wypływa pod ciśnieniem 80–120 barów. Temperatury tłoczenia wynoszące 100–130°C są normalne, dlatego sprężarka musi mieć solidne chłodzenie oleju i zabezpieczenie przed temperaturą wewnętrzną.
2. Chłodzenie gazu. Para nadkrytyczna jest chłodzona w chłodnicy gazu powietrzem, wodą lub mediami wyparnymi. Nie ulega kondensacji. Temperatura na wylocie chłodnicy gazu, zwykle 35-45°C, jest najważniejszą zmienną wpływającą na wydajność systemu.
3. Ekspansja. Elektroniczny zawór rozprężny obniża ciśnienie z poziomu strony wysokiego ciśnienia do poziomu parowania, zwykle 25–40 barów. Położenie zaworu jest stale regulowane, aby utrzymać optymalne ciśnienie tłoczenia.
4. Odparowanie. Ciekły CO2 odparowuje w temperaturze określonej przez zastosowanie, zazwyczaj -10°C w przypadku wody lodowej i do -40°C w przypadku zamrażarki, pobierając ciepło ze schłodzonego płynu lub strumienia powietrza.
5. Ssanie. Przegrzana para powraca do sprężarki poprzez akumulator ssący lub separator cieczy, który chroni sprężarkę przed zatykaniem cieczy podczas zmieniających się obciążeń i cykli odszraniania.

Operacja podkrytyczna i transkrytyczna

Gdy temperatura oddawania ciepła spada poniżej około 25°C, CO2 skrapla się w chłodnicy gazu pod ciśnieniem 40–60 barów, a cykl przebiega podobnie jak konwencjonalny cykl czynnika chłodniczego. Dzieje się tak często w klimacie zimnym lub umiarkowanym i jest to jeden z powodów, dla których systemy CO2 często osiągają lepszą efektywność sezonową niż urządzenia HFC w tych regionach. Gdy temperatura otoczenia wzrasta, system przechodzi w tryb transkrytyczny, a sterownik przejmuje zarządzanie ciśnieniem po stronie wysokiego ciśnienia.

Optymalizacja ciśnienia tłoczenia

W trybie transkrytycznym sterownik w sposób ciągły poszukuje ciśnienia tłoczenia zapewniającego najwyższy współczynnik wydajności (COP). Powszechnie stosowaną praktyczną zasadą w inżynierii transkrytycznego CO2 jest to, że optymalne ciśnienie po stronie wysokiego ciśnienia wynosi około 85–100 barów, gdy temperatura na wylocie chłodnicy gazu wynosi 30–35°C, oraz że każde obniżenie temperatury na wylocie chłodnicy gazu o 1 K poprawia współczynnik COP w cyklu o około 2–4%. Dlatego element odprowadzający ciepło i strategia sterowania zasługują na taką samą uwagę, jak sama sprężarka.

Kluczowe kryteria wyboru agregatu chłodniczego CO2

Rozpocznij proces wyboru od koperty roboczej, a nie od tabliczki znamionowej. Sześć kontroli wychwytuje większość błędów specyfikacji.

1. Wydajność chłodzenia i temperatura płynu na wyjściu

Dobierz wielkość agregatu chłodniczego w kilowatach przy rzeczywistej projektowej temperaturze otoczenia. Agregat chłodniczy CO2 skonfigurowany do pracy z wodą lodową zazwyczaj dostarcza płyn opuszczający o temperaturze 0–5°C; wersja z solanką niskotemperaturową zapewnia -10°C do -35°C; a wersja z bezpośrednim odparowaniem zasila chłodnice powietrzne w zamrażarkach w temperaturze od -25°C do -40°C. Poproś o dane dotyczące wydajności w warunkach otoczenia projektu, a nie w znormalizowanym w branży punkcie odniesienia 25°C.

2. Warunki otoczenia i wzorzec klimatyczny

Jeżeli w obiekcie przez dłuższy czas panuje temperatura powyżej 30°C, agregat chłodniczy będzie pracował w trybie transkrytycznym przez większą część roku, a konstrukcja chłodnicy gazowej ma nadmierny wpływ na roczne zużycie energii. Jeśli przez większą część roku w obiekcie jest zimno, agregat chłodniczy pracuje w trybie podkrytycznym, gdzie CO2 jest naturalnie efektywne. Dopasuj podaną efektywność sezonową do własnych danych klimatycznych, zamiast porównywać jednopunktowe wartości COP przy pełnym obciążeniu.

3. Typ sprężarki i ograniczenia operacyjne

Sprężarki tłokowe są powszechnie stosowane przy mocy poniżej około 200–300 kW; powyżej tego zakresu stosowane są sprężarki śrubowe. Sprawdź maksymalną dopuszczalną temperaturę tłoczenia, metodę chłodzenia oleju i czy sprężarka może pracować przy sterowaniu prędkością za pomocą falownika przy częściowym obciążeniu. Szczegóły te określają zarówno niezawodność, jak i zdolność ograniczania obciążenia.

4. Wartości ciśnienia komponentów i praktyka instalacyjna

Każdy element pętli wysokociśnieniowej musi być przystosowany do ciśnienia projektowego, które zazwyczaj wynosi 120 barów lub więcej. Upewnij się, że parownik, chłodnica gazu, przewody, zawory i urządzenia nadmiarowe mają parametry znamionowe dla tej wartości i kładź nacisk na połączenia lutowane lub spawane, a nie kielichowe połączenia mechaniczne. Najczęstszą przyczyną wczesnych awarii instalacji CO2 jest użycie komponentów i metod instalacji skopiowanych z praktyki HFC.

5. Potencjał odzysku ciepła

Spośród wszystkich powszechnie stosowanych czynników chłodniczych agregaty chłodnicze CO2 są najsilniejszymi kandydatami do odzyskiwania ciepła. Ponieważ czynnik chłodniczy opuszcza sprężarkę w temperaturze 100–130°C, schładzacz lub drugi stopień chłodnicy gazu może niezawodnie wytworzyć gorącą wodę o temperaturze 70–90°C do mycia, pasteryzacji, ogrzewania pomieszczeń lub wstępnego podgrzewania kotła. Jeśli obiekt ma jednoczesne zapotrzebowanie na chłodzenie i ciepłą wodę, należy uwzględnić tę oszczędność w prognozowanych kosztach operacyjnych w pierwszym roku.

6. Zachowanie przy częściowym obciążeniu i jakość kontroli

Większość elektrowni pracuje przy częściowym obciążeniu przez większość godzin pracy. Zapytaj o wydajność agregatu chłodniczego przy obciążeniu 25%, 50%, 75% i 100% i sprawdź, jak sterownik radzi sobie z ciśnieniem tłoczenia, prędkością wentylatora chłodnicy gazu i położeniem zaworu rozprężnego. Agregat chłodniczy z nieco niższym współczynnikiem COP przy pełnym obciążeniu, ale doskonałą kontrolą przy częściowym obciążeniu, może z łatwością przewyższyć nominalnie lepszą maszynę przez cały rok pracy.

Jeśli projekt obejmuje również agregaty skraplające do chłodni, logika wyboru jest bardzo podobna; zobacz tę witrynę przewodnik dotyczący wyboru agregatu skraplającego do zastosowań chłodniczych przed sfinalizowaniem konfiguracji instalacji. W przypadku instalacji na zewnątrz w ciepłym klimacie, punktem odniesienia jest agregat chłodniczy chłodzony powietrzem; zespół inżynierów może podać pojemność znamionową w określonych warunkach projektowych.

Chłodzony powietrzem agregat chłodniczy firmy Kaidi do zastosowań na zewnątrz w ciepłym klimacie Agregat chłodzony powietrzem stanowi podstawę dla instalacji zewnętrznych w ciepłym klimacie. Kaidi, z prawie 30-letnim doświadczeniem, oferuje pojemność znamionową w warunkach projektowych, co czyni go idealnym punktem odniesienia dla porównania architektury systemu. Zobacz produkt →

Opcje architektury systemu agregatu chłodniczego CO2

Właściwa architektura systemu zależy od zakresu temperatur i liczby oddzielnych obciążeń. Cztery podstawowe układy pokrywają większość projektów.

Jednostopniowy agregat chłodniczy transkrytyczny

Jest to najprostszy układ agregatu chłodniczego CO2. Sprężarka rozładowuje gaz do chłodnicy gazu, a zawór rozprężny zasila pojedynczy parownik lub obieg wody lodowej. Nadaje się do pracy w średnich temperaturach od około 5°C do -25°C i jest najczęściej dostarczanym pakietem jako fabrycznie budowany agregat chłodniczy.

System kaskadowy

W przypadku bardzo niskich temperatur, zazwyczaj od -35°C do -50°C, CO2 stosuje się w fazie niskotemperaturowej, podczas gdy drugi czynnik chłodniczy, taki jak R134a lub amoniak, działa w fazie wysokotemperaturowej. Strona CO2 pozostaje podkrytyczna, więc ciśnienia w instalacji pozostają umiarkowane, a instalacja może nadal korzystać z doskonałej wydajności CO2 w niskich temperaturach. Strona wysokotemperaturowa to często agregat skraplający chłodzony wodą, jeśli dostępna jest pętla wody chłodzącej; Chłodzone wodą agregaty chłodnicze Kaidi są wykorzystywane w tym miejscu w kilku przemysłowych projektach kaskadowych.

Chłodzony wodą agregat chłodniczy firmy Kaidi do projektów chłodnictwa kaskadowego W systemach kaskadowych CO2 agregaty skraplające chłodzone wodą służą jako stopień wysokotemperaturowy. Agregaty chłodnicze chłodzone wodą firmy Kaidi zostały wykorzystane w kilku przemysłowych projektach kaskadowych, zapewniając efektywne odprowadzanie ciepła tam, gdzie dostępna jest pętla wody chłodzącej. Zobacz produkt →

Transkrytyczny system wzmacniający

Systemy wspomagające łączą w jednej instalacji obieg średniotemperaturowy i obieg niskotemperaturowy. Dominują w dużych supermarketach, ale pojawiają się także w centrach logistyki i dystrybucji żywności. Wylot sprężarki średniotemperaturowej jest chłodzony gazem, a sprężarka niskotemperaturowa jest odprowadzana do przewodu ssącego średniotemperaturowego, co poprawia ogólną wydajność w porównaniu z dwoma oddzielnymi systemami.

System pętli wtórnej z pompowanym CO2

W tej architekturze ciekły CO2 jest pompowany z instalacji centralnej do odległych parowników lub wężownic chłodzących, zamiast rozprężać się w każdym punkcie. Pompa utrzymuje stały dopływ cieczy, co poprawia wymianę ciepła i zmniejsza całkowitą ilość czynnika chłodniczego. Ten układ jest stosowany na lodowiskach, chłodniach i zakładach przetwórstwa spożywczego, gdzie wiele rozproszonych ładunków wymaga niezawodnego chłodzenia.

Opcje odprowadzania ciepła i chłodzenia gazem

Ponieważ każdy 1 K temperatury na wylocie chłodnicy gazu kosztuje około 2–4% współczynnika COP w cyklu, element odprowadzający ciepło jest zaraz po sprężarce najbardziej wpływową częścią instalacji agregatu chłodniczego CO2. W praktyce stosowane są cztery metody odrzucania.

• Chłodnice gazu chłodzone powietrzem ponowne wykorzystanie technologii skraplacza suchego powietrza przy wyższych ciśnieniach znamionowych. Są proste i nie wymagają wody, ale ich temperatura na wylocie jest zgodna z temperaturą termometru suchego, co jest wadą w gorącym i suchym klimacie.
• Wyparne chłodnice gazu i skraplacze wyparne odrzucają ciepło w pobliżu temperatury termometru mokrego otoczenia, która często jest o 8–15 K niższa od temperatury termometru suchego w suchym klimacie. Są preferowaną opcją w przypadku dużej liczby godzin transkrytycznych w ciągu roku.
• Chłodzone wodą chłodnice gazu lub skraplacze chłodzone wodą są stosowane, gdy istnieje już wieża chłodnicza lub pętla wodna, lub gdy instalacja jest systemem kaskadowym z wysokim stopniem chłodzonym wodą.
• Chłodnice gazu z odzyskiem ciepła instalowane są jako drugi wysokociśnieniowy wymiennik ciepła wytwarzający ciepłą wodę o temperaturze 70-90°C. Odzyskane ciepło jest dostępne zawsze, gdy agregat chłodniczy pracuje, więc efektywna wydajność systemu jest znacznie wyższa niż sugeruje współczynnik COP dla samego chłodzenia.

W przypadku agregatu chłodniczego montowanego fabrycznie w środowisku przemysłowym, agregat chłodniczy z wyparnym układem kondensacyjnym często zapewnia najlepszą równowagę pomiędzy kosztami początkowymi a wydajnością roczną, szczególnie tam, gdzie uzdatnianie wody i konserwacja wieży chłodniczej są już częścią rutynowych czynności w obiekcie. Asortyment agregatów chłodniczych wyparno-kondensacyjnych firmy Kaidi jest przeznaczony do zastosowań w chłodnictwie przemysłowym i może być specyfikowany jako zestaw odrzucający ciepło w instalacjach kaskadowych CO2 lub instalacjach wspomagających z odprowadzaniem ciepła po stronie wody.

Zestaw wyparnego agregatu chłodniczego kondensacyjnego do zastosowań w chłodnictwie przemysłowym W przypadku produkowanych fabrycznie przemysłowych agregatów chłodniczych, zestaw z kondensacją wyparną zapewnia najlepszą równowagę pomiędzy kosztami początkowymi i wydajnością roczną. Seria Kaidi została stworzona do zastosowań przemysłowych i jest idealna tam, gdzie uzdatnianie wody i konserwacja wieży chłodniczej są już rutyną. Zobacz produkt →

Gdzie agregaty chłodnicze CO2 zapewniają najlepsze rezultaty

Agregaty chłodnicze CO2 zarabiają na kosztach operacyjnych w zastosowaniach z dużymi obciążeniami chłodniczymi, wymaganiami niskotemperaturowymi lub jednoczesnym zapotrzebowaniem na ciepło. Następujące aplikacje mają największe osiągnięcia.

• Browary i zakłady produkujące napoje. Agregaty chłodnicze CO2 stale dostarczają wodę procesową o temperaturze 0–4°C i jednocześnie wytwarzają gorącą wodę o temperaturze 70–90°C, która może zastąpić lub zmniejszyć zużycie kotła. Zarówno obciążenie chłodnicze, jak i zapotrzebowanie na ciepłą wodę są duże, więc łączne oszczędności są znaczne.
• Przetwórstwo nabiału. Instalacja szybko schładza mleko do temperatury 4°C lub niższej i utrzymuje temperaturę przechowywania w temperaturze 0-4°C. Klasyfikacja nietoksycznego CO2 umożliwia instalację w pobliżu produktów spożywczych bez wymagań dotyczących wentylacji, jakie stwarza amoniak.
• Urządzenia do przechowywania i szybkiego zamrażania. System bezpośredniego rozprężania CO2 z chłodnicami powietrza o temperaturze od -25°C do -35°C szybko zamraża produkt i utrzymuje niewielkie wahania temperatury. Odszranianie gorącym gazem jest wydajne, ponieważ czynnik chłodniczy jest zawsze dostępny w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem.
• Lodowiska. Wtórne pętle pompowanego CO2 schładzają płytę lodowiska do temperatury w przybliżeniu od -5°C do -7°C przy bardzo niewielkich wahaniach temperatury lodu, co cenią zarówno łyżwiarze, jak i operatorzy obiektu. Ładunek CO2 pozostaje w pomieszczeniu technicznym, więc samo lodowisko jest szczelne.
• Supermarkety i handel detaliczny żywnością. Transkrytyczne systemy wspomagające obsługują zarówno zamrażarki, jak i chłodnie wystawowe za pomocą jednej centralnej instalacji, a ciepło odzyskane z chłodzenia gazem jest wykorzystywane do ogrzewania pomieszczeń.
• Chłodzenie procesów przemysłowych. Zakłady chemiczne, farmaceutyczne i przetwórstwa tworzyw sztucznych korzystają z agregatów chłodniczych CO2 tam, gdzie polityka dotycząca czynników chłodniczych wyklucza płyny łatwopalne lub toksyczne i gdzie problemem jest długoterminowa dostępność HFC.

Koszty operacyjne, konserwacja i ryzyko związane z zaopatrzeniem

Koszt energii

Współczynnik COP agregatu chłodniczego CO2 przy pełnym obciążeniu podczas upałów jest niższy niż równoważnego agregatu chłodniczego z R134a, jeśli porówna się tylko moc chłodzenia. Rzetelne porównanie ma charakter sezonowy: uwzględnia odzysk ciepła, godziny swobodnego chłodzenia, sterowanie przy częściowym obciążeniu i wydajność pracy podkrytycznej w zimnych okresach. Na tej podstawie nowoczesne agregaty chłodnicze CO2 regularnie dorównują lub przewyższają systemy bazowe HFC pod względem rocznych kosztów energii w klimacie umiarkowanym i zapewniają dodatkową wartość wszędzie tam, gdzie potrzebna jest gorąca woda.

Koszt i opłata za czynnik chłodniczy

CO2 kosztuje niewielki ułamek tego, ile kosztuje R404A lub R134a za kilogram, a wymagany ładunek jest znacznie mniejszy ze względu na dużą pojemność objętościową. Koszt ponownego napełnienia po serwisie jest zatem drugorzędną pozycją i nie ma presji ekonomicznej, aby odkładać naprawę małych wycieków.

Plan konserwacji

Rutynowy harmonogram serwisowania jest podobny do agregatu HFC: poziomy oleju w sprężarce i degradacja oleju, stan filtra-osuszacza, kalibracja zaworu rozprężnego, czyszczenie wężownicy chłodnicy gazu oraz przegląd wartości zadanej sterowania. Dwie pozycje zasługują na szczególną uwagę. Pierwszym z nich jest integralność pod wysokim ciśnieniem: należy zaplanować regularne kontrole wszystkich połączeń lutowanych i spawanych oraz urządzeń nadmiarowych. Drugim jest monitorowanie wycieków: CO2 jest bezbarwny i bezwonny, dlatego zamknięte pomieszczenia techniczne powinny być wyposażone w detektor CO2 i wentylację uruchamiającą się przed osiągnięciem poziomu uduszenia.

Ryzyko zakupów

• Komponenty o ciśnieniu znamionowym zaledwie 60–80 barów instalowane w systemie 120 barów, co może prowadzić do katastrofalnego pęknięcia.
• Rozszerzone złącza mechaniczne nieszczelne pod wpływem cykli termicznych; Instalacje CO2 muszą stosować połączenia lutowane, spawane lub wysokociśnieniowe.
• Niewymiarowe chłodnice gazu, które podnoszą temperaturę na wylocie, zmniejszają współczynnik COP i wydłużają czas pracy sprężarki w każde gorące popołudnie.
• Systemy sterowania działające przy stałym ciśnieniu po stronie wysokiego ciśnienia zamiast optymalizować ciśnienie tłoczenia, marnując 5–15% energii sprężarki.
• Wykonawcy serwisu nie przeszkoleni w zakresie wysokociśnieniowego CO2, co prowadzi do długich przestojów i słabej kontroli wycieków.

Można zmniejszyć to ryzyko, żądając pisemnego zestawienia ciśnienia projektowego i pełnych specyfikacji sprężarki i chłodnicy gazu, a także wybierając dostawcę, który zapewnia wsparcie inżynieryjne od etapu wymiarowania aż po uruchomienie. Skontaktuj się bezpośrednio z zespołem inżynierów Kaidi z profilem obciążenia i warunkami w miejscu instalacji, aby uzyskać układ systemu pierwszego przejścia i porównanie z konwencjonalną instalacją wody lodowej.

Często zadawane pytania dotyczące agregatów chłodniczych CO2

Jaka jest różnica między agregatem chłodniczym CO2 a zwykłym agregatem chłodniczym?

Zwykły agregat chłodniczy wykorzystuje czynnik HFC, taki jak R134a lub R404A, i skrapla czynnik chłodniczy poniżej jego punktu krytycznego. Agregat chłodniczy CO2 wykorzystuje R744, który często działa w trybie transkrytycznym z chłodnicą gazu pod ciśnieniem 80–120 barów zamiast skraplacza. Wyjście parownika i wody lodowej mogą być identyczne, ale poziom ciśnienia, komponenty i sterowanie są zupełnie inne.

Czy czynnik chłodniczy CO2 jest łatwopalny lub toksyczny?

CO2 jest sklasyfikowany jako A1 zgodnie z normą ASHRAE 34: niepalny i o niskiej toksyczności. Przy wysokich stężeniach może wypierać tlen w ograniczonej przestrzeni, dlatego pomieszczenia produkcyjne wymagają wentylacji i wykrywania wycieków CO2. W normalnych warunkach użytkowania jest bezpieczny dla obiektów produkujących żywność i napoje.

Przy jakim ciśnieniu pracuje agregat chłodniczy CO2?

Ciśnienie po stronie ssawnej wynosi zazwyczaj 25–40 barów, w zależności od temperatury parowania. Strona wysokociśnieniowa wynosi 40-60 barów w trybie podkrytycznym i 80-120 barów w trybie nadkrytycznym. Wszystkie komponenty strony wysokiego ciśnienia muszą być przystosowane do ciśnienia projektowego systemu, zwykle 120 barów lub wyższego.

Czy agregat chłodniczy CO2 może zastąpić istniejący system R404A?

Nie jest to zamiennik typu drop-in. Parownik, rurociągi, zawory rozprężne, chłodnica gazu, sprężarka i elementy sterujące muszą być przystosowane do ciśnienia CO2 i charakterystyki roboczej. Zwykle wymagana jest całkowicie nowa instalacja zaprojektowana z myślą o CO2, chociaż często można ponownie wykorzystać istniejący obwód dystrybucji wody lodowej lub solanki.

Czy agregaty chłodnicze CO2 są droższe od agregatów HFC?

Pierwszy koszt jest zazwyczaj o 10–25% wyższy w przypadku zestawu agregatu chłodniczego, głównie ze względu na komponenty wysokociśnieniowe i system sterowania. Jednak koszt czynnika chłodniczego jest niższy, odzysk ciepła może obniżyć rachunki za energię, a zakład pozwala uniknąć przyszłych problemów z kosztami i dostępnością czynników chłodniczych o wysokim współczynniku GWP. Koszt cyklu życia zależy w dużym stopniu od zastosowania i klimatu.

Jakie temperatury może osiągnąć agregat chłodniczy CO2?

Podczas pracy agregatu chłodniczego CO2 może dostarczać opuszczającą wodę lodową lub solankę o temperaturze od około 5°C do -35°C. W przypadku układów kaskadowych możliwe są temperatury parowania do -50°C. Aplikacja określa architekturę i dobór sprężarki.

Agregat chłodniczy CO2 nie jest już produktem eksperymentalnym. Jest to technologia sprawdzona w browarach, chłodniach, lodowiskach, supermarketach i zakładach przemysłowych, charakteryzująca się dobrze udokumentowanym zachowaniem w każdym klimacie. Nabywcy, którym się to uda, traktują ciśnienie znamionowe, konstrukcję chłodnicy gazu, kontrolę ciśnienia tłoczenia i możliwości serwisowe dostawcy jako cztery niepodlegające negocjacjom punkty kontrolne. Zacznij od tych czterech punktów, a reszta specyfikacji będzie naturalna.