В Норвегии создали эжекторную систему использующую углекислый газ

Специалисты из Норвежского университета науки и технологий (NTNU) и научно-исследовательского института SINTEF успешно протестировали транскритическую бустерную систему, работающую на хладагенте R-744 (CO2), предназначенную для применения в супермаркетах. Профессор Армин Хафнер из NTNU, эксперт в области холодильных технологий, отметил, что многоэжекторный ресивер низкого давления способствует повышению энергоэффективности и упрощает конструкцию системы.

"Мы часто видим сложные технологические решения, но пришло время вернуться к более простым конструкциям с использованием эжекторов и активно внедрять их", - подчеркнул профессор Хафнер, один из ведущих экспертов в области CO2, на сессии "Тенденции технологического развития" саммита ATMOsphere Europe, который проходил онлайн в конце сентября. Он также добавил, что упрощение систем облегчает их широкое внедрение, поскольку не требует специализированной подготовки персонала.

Испытания эжекторной системы при различных нагрузках были проведены в лаборатории NTNU. В дальнейшем планируется применить эту концепцию в реальном проекте. В разработанной институтом бустерной системе многоэжектор заменяет регулирующий клапан высокого давления. При высоких температурах окружающей среды эжектор направляет газ высокого давления из газового охладителя к распределительным устройствам, расположенным перед испарителями. Центральный патрубок эжектора функционирует как всасывающий порт, принимая газожидкостную смесь из испарителей средней температуры и подавая ее под повышенным давлением в жидкостный ресивер. "Жидкость подается в компрессор под давлением, которое поддерживается в ресивере, а не в испарителях", - уточнил Хафнер.

В условиях низкой температуры окружающей среды эжектор отключается, и жидкость под высоким давлением поступает непосредственно в расширительные устройства, а всасывающий порт продолжает принимать жидкость из испарителей. Профессор Хафнер описывает подачу жидкости на всасывающий порт как пассивный процесс, а эжектор – как устройство, работающее в активно-пассивном режиме.

Бустерная система с такой конфигурацией превосходит по эффективности другие системы, включая те, которые используют параллельное сжатие, а эжектор может заменить один или два компрессора.

"При правильном проектировании углекислотные системы обеспечивают высокую энергоэффективность в любых условиях, и я еще не встречал пользователей, которые бы сожалели о переходе на них", - отметил профессор Хафнер.

Хафнер рассказал об эффективном решении компании Enex для коммерческого и промышленного использования, где эжектор был применен в углекислотном тепловом насосе/чиллере. Увеличение давления всасывания компрессора приводит к повышению энергоэффективности установки, а тепловой насос способен нагревать воду до 90°С.

Установка Enex продемонстрировала, что углекислотная система может быть более эффективной, чем системы, использующие ГФУ. "Мы сможем предложить решение, отвечающее требованиям будущего и не представляющее риска воспламенения, что делает его подходящим для применения, например, в отелях в центре города, где использование воспламеняющихся хладагентов ограничено", - выразил надежду Хафнер на широкое распространение подобных систем.

Он также упомянул перспективную технологию – углекислотные тепловые насосы датской компании Fenagy, применяемые в системах централизованного теплоснабжения. Мощность каждого блока теплового насоса достигает 1,8 МВт, а температурный диапазон соответствует условиям в Скандинавии: от -20 до +20 градусов. По словам Хафнера, такие тепловые насосы будут все чаще использоваться в существующих системах централизованного теплоснабжения, и еще один производитель разрабатывает аналогичную систему мощностью до 50 МВт, использующую тепло морской воды.

Компрессоры производительностью 100 м3/час, такие как Bitzer CKHE7 и Dorin CD600, также способствуют внедрению установок на CO2 в промышленности, позволяя создавать установки мощностью от 1,0 МВт с несколькими компрессорами: "То есть предоставляют рынку то, в чем он давно нуждался".

Хафнер отметил, что для каждой области применения технологий отопления, вентиляции, кондиционирования и охлаждения можно предложить от двух до четырех решений на природных хладагентах – всего их известно пять: диоксид углерода, углеводороды, аммиак, вода и воздух. Они могут работать как при более низких, так и при более высоких температурах, чем установки на ГФУ, которые привлекательны в основном для среднетемпературных применений.

"Технологически ничто не препятствует замене популярных сегодня синтетических фторсодержащих хладагентов на природные. При выборе оптимального хладагента для конкретного продукта или проекта следует опираться на реальные, а не кажущиеся возможности. И когда конечные потребители осознают преимущества природных хладагентов, они выбирают их в 99 процентах случаев", - пояснил Хафнер необходимость информирования потребителей о природных хладагентах.

Он также затронул вопросы рисков для здоровья и окружающей среды, связанных с использованием ГФО-1234yf, который разлагается в атмосфере на трифторуксусную кислоту, накапливающуюся в питьевой воде.

"Холодильная отрасль способна инициировать полный отказ от ГФУ, приводящих к накоплению этих веществ в биосфере, без ущерба для безопасности, продовольственных ресурсов и комфорта, - заверил Хафнер слушателей. Зеленый переход неизбежен, и, переходя на природные хладагенты, мы способствуем ему".

Для компании "АквилонСтройМонтаж", специализирующейся на промышленном холодильном оборудовании, разработка и внедрение эжекторных систем на CO2 открывает ряд значительных перспектив. Прежде всего, это возможность расширить спектр предлагаемых решений, включив в него передовые, экологически чистые и энергоэффективные технологии. Предлагая своим клиентам системы на R-744, "АквилонСтройМонтаж" сможет укрепить свою репутацию как инновационного и ответственного поставщика, ориентированного на устойчивое развитие.

Внедрение новых технологий потребует от компании инвестиций в обучение персонала, приобретение специализированного оборудования и разработку новых сервисных предложений. Однако эти затраты могут быть компенсированы за счет конкурентных преимуществ, которые обеспечивают системы на CO2, а также за счет государственных программ поддержки и льгот, направленных на стимулирование использования экологически чистых технологий. Кроме того, упрощенная конструкция эжекторных систем, отмеченная профессором Хафнером, потенциально снижает затраты на обслуживание и эксплуатацию, что является важным фактором для клиентов "АквилонСтройМонтаж".

Использование CO2 в качестве хладагента открывает возможности для работы с более широким диапазоном температур, как более низких, так и более высоких, чем это возможно с традиционными ГФУ. Это позволит "АквилонСтройМонтаж" предлагать решения для различных отраслей промышленности, включая пищевую промышленность, фармацевтику, химическую промышленность и другие, где требуется точный контроль температуры и высокая энергоэффективность.

В перспективе, "АквилонСтройМонтаж" может сотрудничать с научно-исследовательскими институтами и другими компаниями для дальнейшего развития и адаптации эжекторных систем на CO2 к конкретным потребностям своих клиентов. Это позволит компании не только предлагать инновационные решения, но и активно участвовать в формировании будущего холодильной отрасли, способствуя переходу к устойчивым и экологически безопасным технологиям.