Что такое системы охлаждения на C02 (углекислом газе, двуокиси углерода)?
Системы охлаждения на CO2 — это будущий этап промышленных систем охлаждения. Данные системы основаны на двуокиси углерода, и они предлагают гораздо лучшее решение, чем автономные аммиачные системы, так как они вообще не производят токсичных отходов. То есть системы охлаждения на CO2 предлагают владельцам заводов отличное решение для охлаждения без загрязнения окружающей среды.
Как углекислый газ используется для охлаждения?
Углекислый газ характеризуется способностью достигать очень низкой вязкости и относительно быстро не изменяется в условиях рабочего давления. Климатический кризис принес с собой изменения в получении разрешений на промышленное оборудование с содержанием фреонов. Среди них изменения в разрешениях на применение различных систем охлаждения на базе фреонов ГФУ, ХФУ и объемов заправки. В результате многие обратились к экологически безопасным решениям для промышленного охлаждения, таким, например, как системы охлаждения на основе углеводородов и углекислого газа.
Самым известным из всех решений является система охлаждения на основе углекислого газа. Углекислый газ сегодня имеет множество применений в промышленности, как в области охлаждения, так и в области нагрева. Законодательство по защите окружающей среды стало отправной точкой для «захвата» системами на основе углекислого газа большой части рынка холодильного оборудования по всему миру.
Преимущества системы охлаждения CO2 на хладагенте R744 (транскритическая система)
Во-первых, конструкция данных систем отличается от конструкции обычных систем на основе фреонов, аммиака и других холодильных систем. Для проектирования системы охлаждения на основе СО2 (транскритической) необходимо учитывать экстремальную температуру в месте размещения системы (страны/ региона) – это необходимо только для выбора газкулера, т.е., если конструкция проектируется в более теплых климатических зонах, газкулер должен иметь большую площадь теплопередачи, чтобы система могла работать при высоких температурах.
Во-вторых, с целью сравнения систем на основе R-744 (CO2), транскритических систем и систем, работающих на других хладагентах — фреонах, аммиаке и т. д., следует учитывать температуру, предлагаемую для локации, в которой система будет работать, поскольку КПД транскритических систем на основе СО2 постоянно меняется, по сравнению с другими хладагентами с постоянным коэффициентом полезного действия (КПД). Например, средняя температура в Государстве Израиль в районе Тель-Авива – 20,9 градусов Цельсия, что можно увидеть на приложенной ниже иллюстрации (информация взята из Метеорологического центра Государства Израиль). Таким образом, коэффициент полезного действия транскритической системы (CO2) в этом регионе при холодопроизводительности 650 кВт составляет 3,11 по сравнению с коэффициентом полезного действия системы всего в 1,8 на хладагенте R-507 при аналогичных параметрах.
Помимо всего сказанного выше, транскритические системы на основе СО2 находятся на диаграмме Мольера над "колоколом", то есть, при повышении температуры окружающей среды сверх расчетной, система продолжает работать в нормальном режиме, происходит только снижение КПД, в то время как у холодильных систем на основе других хладагентов (фреонов, аммиака) при повышении внешней температуры выше расчетной температуры работы происходит прекращение работы системы (повышение высокого давления и прекращение работы компрессора по аварии высокого давления в системе).
Еще одно преимущество, по сравнению с системой на других хладагентах, заключается в том, что горячая вода может быть получена при гораздо более высоких температурах по сравнению с системами, основанными на фреонах, аммиаке и т. д., поскольку температура сжатия хладагента R-744 (CO2) намного выше, чем у обычных хладагентов.
Тель-Авив, Сде-Дов: значения температуры воздуха (градусы Цельсия)
1995-2009*
Преимущества систем охлаждения на основе CO2
Заметные преимущества данных систем включают значительное снижение затрат на техническое обслуживание, ремонты и на текущие эксплуатационные расходы. Кроме того, данные системы подходят для любой области, по той причине, что их легко настроить и установить.
Более того, установка данной промышленной системы охлаждения поможет снизить потенциальную опасность утечек аммиака.
Другими, и не менее важными, преимуществами системы являются: экологическая безопасность системы, снижение загрязнения воздуха и создание более зеленой окружающей среды. Данные системы, безусловно, обеспечивают высокую выгоду относительно затраченных средств, поэтому в большинстве стран мира осуществляется переход на данные охлаждающие системы с предпочтением их любым другим системам охлаждения.
Системы охлаждения HEAT PUMP (тепловые насосы для нагрева воды) – на основе CO2
NIK-Systems поставляет и устанавливает системы HEAT PUMP (тепловые насосы для нагрева воды) на основе хладагента R744 (CO2) – транскритические системы для нагрева воды до температуры до 80 градусов Цельсия.
Эти системы очень эффективны по сравнению с другими системами, представленными на рынке. Например по сравнению с системами на основе традиционного хладагента(фреона), которые могут обеспечить горячую воду до 65 градусов и имеют при этом очень низкую энергоэффективность, система на базе CO2 может нагревать воду до 90-95С сохраняя при этом высокие показатели COP(энергоэффективности).
Объяснение этому простое, потому что экстремальная температура конденсации фреонов примерно 65-72 градусов Цельсия, а в транскритических системах на хладагенте R744 (CO2) температура сжатия может составлять 130-140 градусов Цельсия и, как следствие, коэффициент энергоэффективности (КПД) может варьироваться в пределах 5-8, по сравнению с такими системами на основе фреонов, чей коэффициент полезного действия составляет всего 1,5-2,5.
Области использования HEAT PUMP (теплового насоса)
Тепловой насос на основе CO2 легко нагревает воду до 65 – 95 градусов Цельсия без какого-либо ограничения объема нагреваемой воды.
Тепловой насос используют в супермаркетах, продуктовых магазинах и других торговых заведениях, предприятиях пищевой промышленности (в том числе мясокомбинатах) и предприятиях общепита, заводах и фабриках, поликлиниках и больницах, гостиницах, хостелях, крытых бассейнах, банях и саунах, гольф-клубах и спортзалах.
Использование диоксида углерода в тепловом насосе в холодильной промышленности (известном как R744) в качестве естественного хладагента связано с тем, что он:
Не вреден для окружающей–среды:
Нетоксичный (в отличие от аммиака);
Негорючий (в отличие от пропана);
Не взрывоопасен.
Спрос на тепловые насосы на CO2 (воздух-вода) обусловлен не только тем, что они безвреден для окружающей среды, но и их высокой энергоэффективностью и низкими эксплуатационными расходами.
Дополнительные преимущества теплового насоса на CO2
Воздушный тепловой насос CO2 отличается не только отличной энергоэффективностью и экологичностью, но и высоким уровнем безопасности при эксплуатации, в отличие от взрывоопасных нагревателей на газе, жидком топливе и угле. Если сравнивать с ним имеющиеся на рынке тепловые насосы на фреоновых хладагентах, то коэффициент полезного действия в тепловых насосах на основе СО2 (R744) выше в 1,5-4 раза, что дает высокую экономию энергии и финансовых средств по сравнению с обычными тепловыми насосами.
Утечка углекислого газа не приводит к отрицательному воздействию на экологический баланс.
Тепловой насос на CO2 не требует специального обслуживания при работе на высоких температурах:
Даже работник без специальной подготовки может выполнять соответствующие обслуживающие работы раз в квартал. Все настройки автоматически регулируются в зависимости от температуры окружающей среды и температуры воды, подаваемой в диффузор теплового насоса. Например, при работе с угольными, мазутными или газовыми нагревателями для выполнения технического обслуживания системы необходим высококвалифицированный технический специалист, который будет постоянно следить за работой системы центрального отопления и вносить незамедлительные коррективы при ее отклонениях от рабочих параметров.
Высокотемпературный тепловой насос на СО2 имеет модульную конструкцию и при необходимости может быть подключен к аналогичным устройствам, работающим параллельно. Благодаря этому производительность системы центрального отопления на базе таких агрегатов может достигать 360-480 киловатт и более.
СИСТЕМА ТЕПЛОВОГО НАСОСА
Новая система, установленная в новом здании "Исракарт" с декабря 2021 года, которая используется для холодильных и морозильных помещений кухни и регулярно обеспечивает горячую воду с температурой 65 градусов для всего здания.
Система работает в две фазы, первая – охлаждение для холодильных и морозильных камер, а вторая – регулярное производство горячей воды с температурой 65 градусов.
Мы нашли наиболее эффективное решение на рынке по утилизации энергии тепловыделения системы охлаждения при отсутствии нагрузки на охлаждение – система продолжает регулярно производить горячую воду температурой 65 градусов.
Система основана на транскритической системе на CO2.
Системы Ник Системс – Nik Systems
Высокоэффективная система охлаждения на CO2 — это система, изготовленная согласно высоким стандартам качества. На сегодняшний день компания "NIK-Systems" является одним из немногих импортеров и производителем этих систем охлаждения в Израиле. Наша компания осуществляет поставку и производство индивидуальных систем охлаждения/отопления на без CO2 совместно с нашим партнером в Германии. Системы соответствуют строгим европейским стандартам и поступают к нам после того, как были разработаны совместно с нашим партнером на одном из лучших заводов-производителей в мире.
Важно знать, что мы и наши партнеры многократно проводят различные тесты систем, чтобы обеспечить их безупречную работу.
Первая система, установленная в феврале 2019 года, с мощностью охлаждения 75 кВт для +4С и 45 кВт для -18С.