Холодильные системы на СО2
Разработки технологий для производства искусственного холода ведутся человечеством уже длительное время. В процессе этих работ были найдены идеальные хладагенты для использования их в различных холодильных системах. В этом качестве, как хлор, так и фреоны, содержащие бром, обладали всеми нужными производственными критериями. Они имели необходимые химическую стабильность и термодинамические характеристики. Однако, их применение в постоянно нарастающих масштабах, привело к огромному вреду для окружающей среды. Сначала их использование законодательно ограничили, а затем полностью запретили, как озоноразрушающие вещества.
Поиски их адекватной замены постепенно привели к использованию альтернативных, так называемых природных, хладагентов. Но, используемый в настоящее время в холодильных установках промышленного назначения аммиак, является горючим и токсичным веществом. А углеводороды (бутан и пропан) обладают ещё большей пожароопасностью и применяются лишь в небольшом холодильном оборудовании. По этой причине у разработчиков, учёных и инженеров, появился повышенный интерес к углекислому газу, обладающему многими достоинствами, если сравнивать его с вышеперечисленными хладагентами.
Характеристики углекислого газа
Диоксид углерода, имеющий техническое обозначение R744, обладает следующими достоинствами:
• у него большая холодопроизводительность;
• он безопасен при использовании и нетоксичен;
• газ инертен к материалам;
• у него низкая стоимость и большая доступность;
• имеет ничтожный потенциал всемирного потепления.
К основным недостаткам можно отнести:
• низкую критическую температуру;
• большое давление при рабочих температурах.
Особенности применения углекислоты
Практически во всех европейских странах на протяжении более 10 лет применяются так называемые каскадные схемы холодильного оборудования. В них хладагентом в верхнем каскаде является аммиак, а на нижней ступени используется углекислый газ. Это позволяет снизить потребность в аммиаке на 15% и ощутимо уменьшить энергопотребление. При охлаждении потребителей диоксид углерода также используется как промежуточный хладоноситель. Холодильное оборудование на СО2, в котором применяется транскритическая бустерная система, характеризуется разделением системы на 3 секции по давлению (секции низкого, среднего и высокого давлений).
Углекислый газ переходит в жидкость при относительно большом давлении и сравнительно низкой температуре испарения и последующей конденсации. Это давление значительно больше, чем в области рабочих давлений стандартных, типовых компрессоров. Поэтому для двуокиси углерода был постепенно осуществлён переход от открытого типа винтовых и поршневых компрессоров к полугерметичным. В настоящее время уже накоплено достаточно опыта по производству различных конструкций специальных полугерметичных компрессоров и предохранительных систем для них.
Высокое давление при рабочих температурах хотя и требует специальную, усиленную конструкцию компрессора, но обеспечивает повышение холодопроизводительности. Во время проектирования холодильных систем надо предусматривать, а при их монтаже принимать меры, чтобы внутрь при их заправке хладагентом не попадала вода. Иначе, при взаимодействии с ней диоксида углерода образуется угольная кислота, которая разъедает трубы в оборудовании.
Тенденции и перспективы развития холодоснабжения
До недавнего времени углекислый газ применялся в качестве хладагента лишь в секторе розничной торговли. В европейских странах установленные в супер- и гипермаркетах системы на СО2 составляли около 14% от их общего числа. Но в последние 2-3 года всё резко изменилось, холодильные системы на углекислом газе стали теснить конкурентов, причем и в ретейле, и в промышленном сегменте. Появляются другие типы холодильных установок, в которых применяются транскритические конденсационные блоки СО2. Разрабатываются новые технологии параллельного сжатия, создаются множественные и одиночные эжекторы и эффективные нагнетатели.
В настоящее время холодильное оборудование на диоксиде углерода широко применяется на складах, в магазинах и ресторанах при промышленных процессах, в быту и даже устанавливается на кораблях. Многие ведущие компании и фирмы все больше выпускают комплектующих, которые успешно могут использоваться в оборудовании на СО2. Статистика прогнозов ведущих в этой отрасли международных экспертов показывает, что уже в недалеком будущем каскадные системы на углекислом газе будут составлять около 23%. А две третьих экспертов считают, что будущее за транскритическими углекислотными системами промышленного холодоснабжения.
Мнения и отзывы специалистов по оборудованию
Специалисты, занимающиеся разработкой оборудования, работающего на двуокиси углерода, а также мастера, монтирующие и эксплуатирующие его, положительно отзываются о нем. Их мнения основываются на следующем:
• оборудование состоит из небольших по размерам компонентов;
• его комплектующие широко представлены на рынке и у них доступные цены;
• утилизация хладагента не предписана законодательством;
• его холодопроизводительность в пять раз больше, чем у аммиака;
• оно комплектуется компрессорами с малым рабочим объемом;
• при монтаже используются трубы малого диаметра;
• в нем малые потери давления;
• испарение и конденсация происходят с высоким коэффициентом теплоотдачи;
• его материалы хорошо совмещаются с рефрижераторными маслами.
Рынок холодильного оборудования
Мы специализируемся на производстве и поставке холодильных систем на углекислом газе. Придерживаемся единых стандартов по повышению энергоэффективности оборудования и его экологичности. Сегодня уже многие заказчики проявляют заинтересованность в реализации больших проектов по приобретению, монтажу и дальнейшей эксплуатации мощных современных холодильных систем на СО2.
Подобные системы стали внедрять крупные фруктохранилища, овощехранилища и склады. Внедрение холодильных систем с использованием «природных» хладагентов набирает обороты. Не смотря на завышенные капитальные затраты при строительстве указанных систем, руководителей все больше прельщает значительное увеличение эффективности при их эксплуатации. Окупаемость затраченных средств наступает сравнительно быстро.
Оборудование с хладагентом R744, получившее большое распространение на крупных хозяйственных объектах, все больше внедряется на средних и небольших.
