Хорошо известно, что при высоких температурах окружающей среды системы охлаждения на CO2 обычно работают в транскритическом режиме, что приводит к снижению их энергоэффективности.
Это привело ученых и производителей оборудования к исследованию и разработке нескольких способов повышения эффективности таких систем. Новое исследование, рассматривающее использование экономайзеров для снижения температуры хладагента после газоохладителя, показало, что в жарком климате они снижают энергопотребление холодильной установки на величину до 8,5%.
Исследование «Улучшение бустерной архитектуры систем на CO2 с использованием различных экономайзеров» было опубликовано в журнале Energies в марте 2020 года. Исследование проводилось учеными кафедры машиностроения и строительства Университета Хайме I в Валенсии, Испания.
Экономайзеры, также называемые экономайзер-теплообменниками, представляют собой субохладители, расположенные на выходе из газоохладителя. Они предназначены для снижения температуры хладагента перед его поступлением в расширительное устройство, тем самым увеличивая холодопроизводительность.
В анализе использовалась типичная холодильная система европейского супермаркета производительностью 41 кВт низкотемпературного холода и 140 кВт — среднетемпературного.
Сравнивались показатели традиционной бустерной системы и двух улучшенных. Базовая бустерная система включала компрессоры с пароохладителем на низкотемпературной стороне, а также компрессоры с клапаном подачи сжиженного газа и внутренним теплообменником на среднетемпературной стороне.
Усовершенствованные системы представляли собой базовую бустерную систему с экономайзером, а также базовую бустерную систему с экономайзером и дополнительной ступенью сжатия.
Сравнивая эти три установки, исследователи обнаружили, что система с экономайзером и дополнительной ступенью сжатия имеет лучший COP при температуре окружающей среды выше 2,6°C с преимуществом, увеличивающимся с повышением температуры. Максимальное улучшение (на 22%) достигается при 40°C. «Этот результат делает данную конфигурацию очень привлекательной почти для всех климатических зон Европы», — отметили авторы.
Система с экономайзером, но без дополнительной ступени сжатия, также имела лучший COP, чем базовая бустерная система при температурах от 2,6°C до 21°C, причем максимальное улучшение (на 5,5%) наблюдалось при 5°C. Только при температуре окружающей среды ниже 2,6°C базовая бустерная система имела лучший COP среди из трех систем.
Обе усовершенствованные системы снижают потребление энергии при всех анализируемых температурах окружающей среды. Система с экономайзером снизила годовое потребление энергии на величину от 1,95% до 4%, причем лучшие результаты были получены в более прохладном климате, таком как Бельгия и Великобритания. Экономайзер с дополнительной ступенью сжатия уменьшил потребление энергии на величину от 3,5% до 8,5%, а лучшие результаты были достигнуты в более теплом климате, характерном для Испании, Франции и Греции.
r744.com
Перевод: mir-klimata.info
