Jos arvioit teollisia tai kaupallisia jäähdytyslaitteita, suora vastaus on tämä: CO2-jäähdytin on höyryllä puristettu jäähdytin, joka käyttää kylmäaineena hiilidioksidia (R744) ja se voi toimittaa jäähdytettyä vettä, suolaliuosta tai suorapaisuntajäähdytystä noin 5 °C:sta -35 °C:seen ilman, että se on riippuvainen korkeasta kylmäaineesta. Koska CO2:n kriittinen lämpötila on vain 31,1 °C, jäähdytin toimii usein transkriittisellä alueella lämpiminä päivinä ja korkea sivupaine on 80–120 baaria R134a- tai R404A-koneille tyypillisen 15–25 baarin sijaan. Tämä yksittäinen ero ohjaa kaikkia muita laitteistoa koskevia päätöksiä komponenttien valinnasta ja putkien liitosmenetelmistä ohjausstrategiaan ja huoltosuunnitelmaan.
Otsikon numerot ovat selvät. CO2:n 100 vuoden ilmaston lämpenemispotentiaali (GWP) on 1, otsonikatopotentiaali (ODP) nolla ja ASHRAE Standard 34 -turvallisuusluokitus on A1, mikä tarkoittaa syttymätöntä ja alhaista myrkyllisyyttä. Se on halpa, saatavilla kaikilla markkinoilla, eikä se ole alttiina toimitus- ja kustannusrajoitteille, jotka vaikuttavat yhä enemmän korkean GWP:n HFC-kylmäaineisiin. Koska CO2:n tilavuusjäähdytysvaikutus on yleensä viidestä kahdeksaan kertaa suurempi kuin R404A:n tyypillisissä jäähdytyshaihdutusolosuhteissa, vaadittu kompressorin iskutilavuus ja putkien halkaisijat ovat paljon pienempiä kuin vastaavalla HFC-laitoksella, jolla on sama kapasiteetti, ja kylmäainepanos on vastaavasti pienempi.
Tämän oppaan loppuosassa kerrotaan, mitä CO2-jäähdytin tekee eri tavalla, miten sitä verrataan perinteisiin kylmäaineisiin, miten transkriittinen sykli todella toimii, mitä määritetään, mitkä sovellukset hyötyvät eniten ja mitä ylläpito- ja hankintariskejä on suunniteltava. Painopiste on käytännöllinen: toleranssit, käyttörajat ja suunnittelun yksityiskohdat, jotka erottavat luotettavan laitoksen kalliista ongelmasta.
Mikä on CO2-jäähdytin ja miten se eroaa perinteisestä jäähdyttimestä?
Perinteinen jäähdytin haihduttaa fluorihiilivetyä (HFC), kuten R134a tai R404A vaippa-putki- tai juotettu levyhöyrystimessä, puristaa höyryn ja kondensoi sen ilma- tai vesijäähdytteisessä lauhduttimessa. Koko syklin korkeapainepuoli jää kylmäaineen kriittisen pisteen alapuolelle, joten lauhdutin muuttaa kylmäaineen kaasusta nesteeksi lähes vakiolämpötilassa.
CO2-jäähdytin noudattaa samaa höyrynpuristusperiaatetta, mutta ratkaisevalla erolla. Hiilidioksidin kriittinen lämpötila on 31,1°C, mikä tarkoittaa, että aina kun lämmönpoistolämpötila on yli 25-30°C, syklin yläpuoli on ylikriittinen. Lauhduttimesta tulee kaasujäähdytin. Kylmäaine poistuu kompressorista ylikriittisenä kaasuna 80-120 barissa, jäähdytetään kondensoitumatta ja laajenee sitten suoraan haihdutuspaineeseen.
Käytännön seuraukset näkyvät kaikkialla koneessa. Putkisto on suunniteltu vähintään 120 baarin käyttöpaineelle ja se on yleensä juotettu tai hitsattu mieluummin kuin soihdettu. Kompressorien tulee kestää 100-130°C poistolämpötiloja ja ne tarvitsevat tehokasta öljyjäähdytystä. Paisuntaventtiilin tulee hallita painehäviö, joka voi ylittää 50 bar. Korkeapaineventtiilit purkavat ilmakehään, mikä on hyväksyttävää, koska CO2 ei ole syttyvää eikä myrkyllistä normaalisti esiintyvillä pitoisuuksilla.
Toisin sanoen CO2-jäähdytin on tarkoitukseen rakennettu kone, ei muunnettu HFC-jäähdytin. Järjestelmän suunnittelun laatu, kaasujäähdyttimen mitoitus ja ohjauslogiikka määräävät, kuinka paljon energiaa se kuluttaa ja kuinka luotettavasti se toimii päivittäisessä käytössä.
CO2 vs. HFC ja muut luonnolliset kylmäaineet: keskeiset vertailutiedot
Alla olevassa taulukossa verrataan jäähdytysprojekteissa useimmin käytettyjä kylmäaineita. GWP-arvot noudattavat IPCC Fifth Assessment Report -raporttia (100 vuoden aikahorisontti). Turvallisuusluokat noudattavat ASHRAE-standardia 34. Kriittiset lämpötila- ja painearvot ovat peräisin julkaistuista kylmäaineen kyllästystiedoista.
| Kylmäaine | GWP (100 vuotta) | ODP | Turvallisuusluokka | Tyypillinen korkea sivupaine | Kriittinen lämpötila | Volumetrinen kapasiteetti vs. R404A |
|---|---|---|---|---|---|---|
| R744 (CO2) | 1 | 0 | A1 | 30-50 bar alikriittinen, 80-120 bar transkriittinen | 31,1 °C | 5-8 kertaa |
| R134a | 1 430 | 0 | A1 | 15-25 bar | 101,0 °C | 0,6 kertaa |
| R404A | 3,922 | 0 | A1 | 18-25 bar | 72,1 °C | 1.0 (viite) |
| R290 (propaani) | 3 | 0 | A3 | 15-25 bar | 96,7 °C | 0,7 kertaa |
| R717 (ammoniakki) | 0 | 0 | B2 | 10-20 bar | 132,3 °C | 1,5 kertaa |
Tästä vertailusta seuraa välittömästi kaksi johtopäätöstä. Ensinnäkin ilmastolaskennan kannalta CO2 on samassa kategoriassa kuin ammoniakki: GWP 1 tarkoittaa käytännössä nollaa vuodon ilmastovaikutusta. R404A:n GWP on 3 922, joten pienellä vuosivuodolla R404A-koneesta on sama hiiliekvivalenttivaikutus kuin paljon suuremmalla ilmakehään vapautuvalla CO2-määrällä.
Toiseksi CO2-järjestelmän korkea sivupaine on neljästä kuuteen kertaa korkeampi kuin HFC-vaihtoehtojen paine. Tämä on hinta, jonka maksat ympäristö- ja tilavuuseduista, ja se on hallittavissa vain, jos valmistaja, asentaja ja huoltourakoitsija noudattavat paineluokitusta piirin jokaisessa kohdassa.
Kuinka transkriittinen CO2-sykli toimii
Prosessin viisi vaihetta
- Puristus. Matalapainehöyry tulee kompressoriin noin 25-40 barissa ja poistuu 80-120 barissa. Purkauslämpötilat 100-130°C ovat normaaleja, joten kompressorissa on oltava vahva öljyjäähdytys ja sisäinen lämpötilasuoja.
- Kaasujäähdytys. Ylikriittistä höyryä jäähdytetään kaasujäähdyttimessä ilman, veden tai haihduttavien väliaineiden avulla. Se ei tiivisty. Kaasujäähdyttimen ulostulolämpötila, normaalisti 35-45 °C, on tärkein yksittäinen järjestelmän tehokkuuden muuttuja.
- Laajentaminen. Elektroninen paisuntaventtiili laskee paineen ylätasolta haihdutustasolle, tyypillisesti 25-40 bar. Venttiilin asentoa säädetään jatkuvasti optimaalisen poistopaineen ylläpitämiseksi.
- Haihtuminen. Nestemäinen CO2 haihtuu sovelluksen määrittämässä lämpötilassa, tyypillisesti -10°C kylmävesikäytössä ja -40°C pakastinkäytössä, ottamalla lämpöä jäähdytetystä nesteestä tai ilmavirrasta.
- Imu. Tulistettu höyry palaa kompressoriin imuakun tai nesteerottimen kautta, mikä suojaa kompressoria nesteen irtoamiselta kuormien vaihtuessa ja sulatusjaksoissa.
Alikriittinen ja transkriittinen toiminta
Kun lämmönpoistolämpötila on alle noin 25 °C, CO2 tiivistyy kaasunjäähdyttimessä 40-60 barin paineessa ja kierto toimii aivan kuten perinteinen kylmäainekierto. Tämä tapahtuu usein kylmässä tai lauhkeassa ilmastossa, ja se on yksi syy, miksi CO2-järjestelmät saavuttavat usein paremman vuodenaikojen tehokkuuden kuin HFC-laitteet näillä alueilla. Kun ympäristön lämpötila nousee, järjestelmä siirtyy transkriittiseen toimintaan ja säädin ottaa haltuunsa yläpuolen paineenhallinnan.
Purkauspaineen optimointi
Transkriittisessä toiminnassa säädin etsii jatkuvasti purkauspainetta, joka antaa korkeimman suorituskertoimen (COP). Laajalti käytetty peukalosääntö transkriittisessä CO2-tekniikassa on, että optimaalinen korkean puolen paine on noin 85-100 baaria, kun kaasujäähdyttimen ulostulo on 30-35 °C, ja että jokainen 1 K:n lasku kaasujäähdyttimen ulostulolämpötilassa parantaa syklin COP-arvoa noin 2-4%. Tästä syystä lämmönpoistokomponentti ja ohjausstrategia ansaitsevat yhtä paljon huomiota kuin itse kompressori.
Tärkeimmät valintakriteerit CO2-jäähdyttimelle
Aloita valinta käyttökuoresta, älä tyyppikilvestä. Kuusi tarkistusta havaitsee useimmat määritysvirheet.
1. Jäähdytyskapasiteetti ja lähtevän nesteen lämpötila
Mitoita jäähdytin kilowatteina todellisessa suunnitteluympäristön lämpötilassa. Jäähdytetylle vedelle konfiguroitu CO2-jäähdytin tuottaa tyypillisesti 0-5 °C:n lähtevän nesteen; matalan lämpötilan suolavesiversio tuottaa -10 °C - -35 °C; ja suoralaajeneva versio syöttää ilmanjäähdyttimiä pakastimissa -25 °C - -40 °C. Pyydä kapasiteettitietoja projektin ympäristöolosuhteissa, ei teollisuuden normalisoidussa 25 °C:n vertailupisteessä.
2. Ympäristöolosuhteet ja ilmastokuvio
Jos paikan päällä on pitkiä aikoja yli 30°C, jäähdytin toimii ylikriittisesti suurimman osan vuodesta ja kaasujäähdyttimen suunnittelulla on suuri vaikutus vuotuiseen energiankäyttöön. Jos paikka on kylmä suuren osan vuodesta, jäähdytin toimii alikriittisenä, jolloin CO2 on luonnollisesti tehokas. Yhdistä ilmoitettu kausihyötysuhde omiin ilmastotietoihisi sen sijaan, että vertaat yhden pisteen täyden kuorman COP-lukuja.
3. Kompressorin tyyppi ja toimintarajat
Mäntäkompressorit ovat yleisiä alle 200-300 kW:n teholla; ruuvikompressoreita käytetään tämän alueen yläpuolella. Tarkista suurin sallittu poistolämpötila, öljyn jäähdytysmenetelmä ja voiko kompressori toimia invertterin nopeudensäädön kanssa osakuormituksessa. Nämä yksityiskohdat määräävät sekä luotettavuuden että huoneen yöpymiskyvyn.
4. Komponenttien painearvot ja asennuskäytäntö
Jokainen korkeapainesilmukan komponentti on mitoitettu suunnittelupaineelle, joka on tyypillisesti 120 baaria tai enemmän. Varmista, että höyrystin, kaasunjäähdytin, putket, venttiilit ja rajoituslaitteet ovat kaikki mitoitettu tälle arvolle, ja vaadi juotettuja tai hitsattuja liitoksia levenevien mekaanisten liitosten sijaan. Yleisin syy ennenaikaiseen vikaan CO2-laitoksissa on HFC-käytännöstä kopioitujen komponenttien ja asennusmenetelmien käyttö.
5. Lämmön talteenottopotentiaali
CO2-jäähdyttimet ovat kaikista yleisimmistä kylmäaineista vahvimmat lämmöntalteenottajan ehdokkaat. Koska kylmäaine poistuu kompressorista 100-130°C:ssa, jäähdytin tai toinen kaasujäähdytinvaihe voi tuottaa luotettavasti 70-90°C kuumaa vettä pesua, pastörointia, tilan lämmitystä tai kattilan esilämmitystä varten. Jos työmaalla on samanaikaisesti jäähdytyksen ja käyttöveden tarve, huomioi tämä säästö ensimmäisen vuoden käyttökustannusennusteessa.
6. Osakuormituksen käyttäytyminen ja ohjauksen laatu
Useimmat laitokset käyvät osakuormalla suurimman osan käyttötunneista. Kysy jäähdyttimen suorituskykyä 25 %, 50 %, 75 % ja 100 % kuormalla ja tarkista, kuinka ohjain käsittelee poistopainetta, kaasujäähdyttimen tuulettimen nopeutta ja paisuntaventtiilin asentoa. Jäähdytyskone, jolla on hieman pienempi täyskuormituksen COP, mutta jossa on erinomainen osakuormituksen hallinta, voi helposti ylittää nimellisesti paremman koneen kokonaisen käyttövuoden aikana.
Jos projektissa on mukana myös kylmävarastojen lauhdutusyksiköitä, valintalogiikka on hyvin samanlainen; katso tämän sivuston opas lauhdutusyksikön valitsemiseen kylmävarastointisovelluksiin ennen laitoksen kokoonpanon viimeistelyä. Ulkoasennuksessa lämpimässä ilmastossa pakattu ilmajäähdytteinen jäähdytin on vertailukohta; insinööritiimi voi ilmoittaa nimelliskapasiteetin erityisessä suunnittelutilanteessa.
Kaidin ilmajäähdytteinen jäähdytin ulkoilmasovelluksiin Ilmajäähdytteinen jäähdytin on lähtökohta ulkoasennuksille lämpimissä ilmastoissa. Kaidi, jolla on lähes 30 vuoden kokemus, tarjoaa nimelliskapasiteetin suunnitteluolosuhteissasi, joten se on ihanteellinen referenssi järjestelmäarkkitehtuurin vertailuun. Näytä tuote → CO2-jäähdytysjärjestelmän arkkitehtuurivaihtoehdot
Oikea järjestelmäarkkitehtuuri riippuu lämpötila-alueesta ja erillisten kuormien lukumäärästä. Neljä perusasettelua kattaa useimmat projektit.
Yksivaiheinen transkriittinen jäähdytin
Tämä on yksinkertaisin CO2-jäähdyttimen järjestely. Kompressori purkautuu kaasujäähdyttimeen, ja paisuntaventtiili syöttää yhtä höyrystintä tai jäähdytysvesipiiriä. Se soveltuu keskilämpötiloihin noin 5°C:sta -25°C:een, ja se toimitetaan useimmiten tehdasvalmisteisena jäähdytysyksikkönä.
Kaskadijärjestelmä
Erittäin matalissa lämpötiloissa, tyypillisesti -35 °C - -50 °C, CO2:ta käytetään matalan lämpötilan vaiheessa, kun taas toinen kylmäaine, kuten R134a tai ammoniakki, toimii korkean lämpötilan vaiheessa. CO2-puoli pysyy alikriittisenä, joten asennuspaineet pysyvät maltillisina, ja laitos voi silti hyödyntää CO2:n erinomaista suorituskykyä matalassa lämpötilassa. Korkean lämpötilan puoli on usein vesijäähdytteinen lauhdutusyksikkö, kun jäähdytysvesisilmukka on käytettävissä; Kaidin vesijäähdytteisiä jäähdyttimiä käytetään tässä asennossa useissa teollisissa kaskadiprojekteissa.
Kaidin vesijäähdytteinen jäähdytin Cascade-jäähdytysprojekteihin CO2-kaskadijärjestelmissä vesijäähdytteiset lauhdutusyksiköt toimivat korkean lämpötilan vaiheena. Kaidin vesijäähdytteisiä jäähdyttimiä on käytetty useissa teollisissa kaskadiprojekteissa, mikä mahdollistaa tehokkaan lämmönpoiston siellä, missä jäähdytysvesisilmukka on käytettävissä. Näytä tuote → Transkriittinen tehostusjärjestelmä
Booster-järjestelmät yhdistävät keskilämpötilan ja matalan lämpötilan piirin yhdessä laitoksessa. Ne ovat hallitseva ratkaisu suurissa supermarketeissa, mutta niitä esiintyy myös elintarvikelogistiikka- ja jakelukeskuksissa. Keskilämpöisen kompressorin poisto on kaasujäähdytteinen ja matalan lämpötilan kompressorit keskilämpöiseen imulinjaan, mikä parantaa yleishyötysuhdetta kahteen erilliseen järjestelmään.
Pumpattu CO2-sekundaarisilmukkajärjestelmä
Tässä arkkitehtuurissa nestemäistä CO2:ta pumpataan keskuslaitoksesta etähaihduttajiin tai jäähdytyspatteriin sen sijaan, että sitä laajennetaan joka pisteessä. Pumppu ylläpitää jatkuvaa nesteensyöttöä, mikä parantaa lämmönsiirtoa ja vähentää kokonaiskylmäaineen määrää. Tätä asettelua käytetään jäähallissa, kylmävarastoissa ja elintarvikejalostuslaitoksissa, joissa monet hajautetut kuormat tarvitsevat luotettavaa jäähdytystä.
Lämmönpoisto- ja kaasujäähdytysvaihtoehdot
Koska jokainen 1 K kaasujäähdyttimen lähtölämpötila maksaa noin 2-4 % syklin COP:sta, lämmönpoistokomponentti on CO2-jäähdytyslaitoksen vaikutusvaltaisin osa kompressorin jälkeen. Käytännössä käytetään neljää hylkäysmenetelmää.
- Ilmajäähdytteiset kaasujäähdyttimet käytä uudelleen kuivailmalauhdutintekniikkaa korkeammilla painearvoilla. Ne ovat yksinkertaisia eivätkä vaadi vettä, mutta niiden ulostulolämpötila seuraa kuivan lampun lämpötilaa, mikä on haitta kuumassa ja kuivassa ilmastossa.
- Haihdutuskaasujäähdyttimet ja haihdutuslauhduttimet hylätä lämpöä lähellä ympäristön märkälämpötilaa, joka on usein 8–15 K alle kuivan lämpötilan kuivassa ilmastossa. Ne ovat suositeltu vaihtoehto, kun vuotuiset transkriittiset tunnit ovat korkeat.
- Vesijäähdytteiset kaasujäähdyttimet tai vesijäähdytteiset lauhduttimet käytetään, kun jäähdytystorni tai vesisilmukka on jo olemassa tai kun laitos on kaskadijärjestelmä, jossa on vesijäähdytteinen korkea vaihe.
- Lämmöntalteenottokaasujäähdyttimet asennetaan toiseksi korkeapainelämmönvaihtimeksi, joka tuottaa kuumaa vettä 70-90°C:ssa. Talteen otettu lämpö on käytettävissä aina jäähdyttimen käydessä, joten järjestelmän tehokas hyötysuhde on paljon korkeampi kuin pelkän jäähdytyksen COP ehdottaa.
Tehdasvalmisteisessa jäähdyttimessä teollisuusympäristössä haihdutus-kondensoiva jäähdytinpaketti antaa usein parhaan tasapainon ensikustannusten ja vuosihyötysuhteen välillä, varsinkin kun vedenkäsittely ja jäähdytystornin huolto ovat jo osa työmaan rutiinia. Kaidin haihdutus-kondensoituva jäähdytinsarja on rakennettu teollisuuden jäähdytyskäyttöön, ja se voidaan määrittää lämmönpoistopaketiksi CO2-kaskadi- tai tehostinlaitoksissa, joissa on vesipuolen lämmönvaimentaminen.
Haihduttava kondensoiva jäähdytinpaketti teollisuuden jäähdytyskäyttöön Tehdasvalmisteisille teollisuusjäähdyttimille haihtuva lauhdutuspaketti tarjoaa parhaan tasapainon ensikustannusten ja vuositehokkuuden välillä. Kaidin mallisto on rakennettu teollisuuskäyttöön ja sopii sinne, missä vedenkäsittely ja jäähdytystornien huolto ovat jo rutiinia. Näytä tuote → Missä CO2-jäähdyttimet tuottavat parhaat tulokset
CO2-jäähdyttimet ansaitsevat käyttökustannukset sovelluksissa, joissa on suuri jäähdytyskuorma, alhainen lämpötilavaatimus tai samanaikainen lämmöntarve. Seuraavilla sovelluksilla on vahvin historia.
- Panimot ja juomalaitokset. CO2-jäähdyttimet syöttävät tasaisesti 0-4°C prosessivettä ja tuottavat samanaikaisesti 70-90°C kuumaa vettä, joka voi korvata tai vähentää kattilan käyttöä. Sekä jäähdytyskuorma että kuuman veden tarve ovat suuria, joten yhdistetty säästö on huomattava.
- Maidon käsittely. Laitos jäähdyttää maidon nopeasti 4°C:een tai sen alle ja säilyttää kylmävaraston 0-4°C:ssa. CO2:n myrkytön luokitus mahdollistaa asennuksen lähellä elintarvikkeita ilman ammoniakin asettamia ilmanvaihtovaatimuksia.
- Kylmäsäilytys ja pikapakastustilat. Suoralaajeneva CO2-järjestelmä, jossa on -25 °C - -35 °C:n jäähdyttimet, jäädyttää tuotteen nopeasti ja pitää lämpötilan vaihtelun pieninä. Kuumakaasusulatus on tehokasta, koska kylmäainetta on aina saatavilla korkeassa lämpötilassa ja paineessa.
- Jäähallit. Pumpattavat CO2-sekundaarisilmukat jäähdyttävät kaukalolaatan noin -5°C - -7°C lämpötilaan erittäin alhaisella jään lämpötilan vaihtelulla, jota sekä luistelijat että kiinteistönhoitajat arvostavat. CO2-panos jää laitoshuoneeseen, joten itse kaukalo on vuototurvallinen.
- Supermarketit ja elintarvikkeiden vähittäiskauppa. Transkriittiset paineenkorotusjärjestelmät käsittelevät sekä pakaste- että jäähdytysnäyttökuormat yhdellä keskuslaitoksella, ja kaasujäähdytyksestä talteen otettu lämpö käytetään tilan lämmitykseen.
- Teollisuuden prosessien jäähdytys. Kemian-, lääke- ja muovitehtaissa käytetään CO2-jäähdyttimiä, joissa kylmäainepolitiikka sulkee pois syttyvät tai myrkylliset nesteet ja joissa HFC:n saatavuus on pitkäaikainen.
Käyttökustannukset, ylläpito ja hankintariskit
Energiakustannukset
CO2-jäähdyttimen täyden kuorman COP kuumalla säällä on pienempi kuin vastaavan R134a-jäähdyttimen, jos vertaa vain jäähdytystehoa. Rehellinen vertailu on kausiluonteista: mukaan lukien lämmön talteenotto, vapaajäähdytystunnit, osakuormituksen ohjaus ja alikriittisen toiminnan tehokkuus kylminä aikoina. Tältä pohjalta nykyaikaiset CO2-jäähdytyslaitokset vastaavat säännöllisesti HFC-perusjärjestelmiä tai ylittävät sen vuotuisten energiakustannusten suhteen lauhkeissa ilmastoissa, ja ne tuottavat lisäarvoa aina, kun kuumaa vettä tarvitaan.
Kylmäaineen hinta ja lataus
CO2 maksaa murto-osan siitä, mitä R404A tai R134a maksaa kilolta, ja vaadittu lataus on paljon pienempi suuren tilavuuskapasiteetin vuoksi. Huoltotapahtuman jälkeiset täyttökustannukset ovat siis pieni rivi, eikä pienten vuotojen korjaamista lykätä taloudellista painetta.
Huoltosuunnitelma
Rutiinihuoltosuunnitelma on samanlainen kuin HFC-jäähdyttimessä: kompressorin öljytasot ja öljyn hajoaminen, suodatinkuivaimen kunto, paisuntaventtiilin kalibrointi, kaasujäähdyttimen patterin puhdistus ja ohjaus-asetusarvon tarkistus. Kaksi kohdetta ansaitsevat erityistä huomiota. Ensimmäinen on korkeapaineen kestävyys: ajoita kaikkien juotettujen ja hitsattujen liitosten sekä paineenalennuslaitteiden säännöllinen tarkastus. Toinen on vuotojen valvonta: CO2 on väritöntä ja hajutonta, joten suljetuissa laitoshuoneissa tulee olla CO2-ilmaisu ja ilmanvaihto, joka aktivoituu ennen kuin tukahdutustasoa lähestytään.
Hankintojen riskit
- Vain 60–80 baarin paineelle mitoitettuja komponentteja asennetaan 120 baarin järjestelmään, mikä voi johtaa katastrofaaliseen repeämiseen.
- Levenevät mekaaniset liitokset vuotavat lämpökierron aikana; CO2-laitoksissa on käytettävä juotettuja, hitsattuja tai korkeapainepuristusliitoksia.
- Alamittaiset kaasujäähdyttimet, jotka nostavat ulostulon lämpötilaa, vähentävät COP:tä ja pidentävät kompressorin käyttötunteja joka kuumana iltapäivänä.
- Ohjausjärjestelmät, jotka toimivat kiinteällä korkealla puolella paineella sen sijaan, että optimoidaan poistopaine, tuhlaavat 5-15 % kompressorin energiasta.
- Huoltourakoitsijat ilman korkeapaineista CO2-koulutusta, mikä johtaa pitkiin seisokkeihin ja huonoon vuotojen hallintaan.
Voit vähentää näitä riskejä vaatimalla kirjallisen selvityksen suunnittelupaineesta ja täydelliset tekniset tiedot kompressorista ja kaasujäähdyttimestä sekä valitsemalla toimittajan, joka tarjoaa teknistä tukea mitoitusvaiheesta käyttöönottoon asti. Ota yhteyttä suoraan Kaidi-insinööritiimiin kuormitusprofiilisi ja työpaikan olosuhteiden kanssa saadaksesi ensikierron järjestelmäasetelman ja vertailun tavanomaiseen jäähdytysvesilaitokseen.
Usein kysyttyjä kysymyksiä CO2-jäähdyttimistä
Mitä eroa on CO2-jäähdyttimellä ja tavallisella jäähdyttimellä?
Normaali jäähdytin käyttää HFC:tä, kuten R134a tai R404A, ja kondensoi kylmäaineen kriittisen pisteen alapuolelle. CO2-jäähdyttimessä käytetään R744:ää, joka toimii usein transkriittisesti kaasujäähdyttimen kanssa 80-120 barissa lauhduttimen sijaan. Höyrystimen ja jäähdytetyn veden ulostulot voivat olla identtisiä, mutta painetaso, komponentit ja säätimet ovat täysin erilaisia.
Onko CO2-kylmäaine syttyvää tai myrkyllistä?
CO2 on luokiteltu A1 ASHRAE-standardin 34 mukaan: syttymätön ja alhainen myrkyllisyys. Suurina pitoisuuksina se voi syrjäyttää hapen suljetussa tilassa, joten kasvihuoneet tarvitsevat ilmanvaihdon ja CO2-vuodon havaitsemisen. Normaalikäytössä se on turvallinen ruoka- ja juomapaikoille.
Millä paineella CO2-jäähdytin toimii?
Imupuoli on tyypillisesti 25-40 bar, riippuen haihtumislämpötilasta. Korkeapainepuoli on 40-60 bar alikriittisessä käytössä ja 80-120 bar transkriittisessä käytössä. Kaikki korkean puolen komponentit on mitoitettu järjestelmän suunnittelupaineelle, normaalisti 120 baaria tai enemmän.
Voiko CO2-jäähdytin korvata olemassa olevan R404A-järjestelmän?
Se ei ole drop-in-korvaus. Höyrystin, putkisto, paisuntaventtiilit, kaasujäähdytin, kompressori ja säätimet on mitoitettu CO2-paineen ja käyttöominaisuuksien mukaan. Yleensä tarvitaan kokonaan uusi hiilidioksidin ympärille suunniteltu laitos, vaikka olemassa olevaa jäähdytetyn veden tai suolaveden jakelupiiriä voidaan usein käyttää uudelleen.
Ovatko CO2-jäähdyttimet kalliimpia kuin HFC-jäähdyttimet?
Ensimmäinen hinta on tyypillisesti 10-25 % korkeampi jäähdytinpaketilla, pääasiassa korkeapainekomponenttien ja ohjausjärjestelmän takia. Kylmäainekustannukset ovat kuitenkin alhaisemmat, lämmön talteenotto voi vähentää energialaskuja ja laitos välttää korkean GWP:n kylmäaineiden tulevaisuuden kustannus- ja saatavuusongelmia. Elinkaarikustannukset riippuvat voimakkaasti sovelluksesta ja ilmastosta.
Mitä lämpötiloja CO2-jäähdytin voi saavuttaa?
Jäähdytyskäytössä CO2 voi tuottaa lähtevän jäähdytetyn veden tai suolaveden lämpötiloja noin 5 °C:sta -35 °C:seen. Kaskadijärjestelyillä haihtumislämpötilat -50°C asti ovat mahdollisia. Sovellus määrittää arkkitehtuurin ja kompressorin valinnan.
CO2-jäähdytin ei ole enää kokeellinen tuote. Se on todistettu tekniikka panimoissa, kylmävarastoissa, jäähallissa, supermarketeissa ja teollisissa prosessilaitoksissa, ja sen käyttäytyminen on hyvin dokumentoitua kaikissa ilmasto-olosuhteissa. Siinä onnistuneet ostajat käsittelevät paineluokitusta, kaasujäähdyttimen suunnittelua, poistopaineen ohjausta ja toimittajan palvelukykyä neljänä ei-neuvoteltavissa olevana tarkastuksena. Aloita näistä neljästä kohdasta, ja loput määrityksestä seuraavat luonnollisesti.
