คู่มือเครื่องทำความเย็น CO2: วิธีการทำงานของเครื่องทำความเย็น CO2 ต้นทุน การเลือก และการใช้งาน

หากคุณกำลังประเมินอุปกรณ์ทำความเย็นในอุตสาหกรรมหรือเชิงพาณิชย์ คำตอบโดยตรงคือ: เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 คือเครื่องทำความเย็นแบบอัดไอที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์ (R744) เป็นสารทำความเย็น และสามารถจ่ายน้ำเย็น น้ำเกลือ หรือการทำความเย็นแบบขยายตัวโดยตรงได้ตั้งแต่ประมาณ 5°C ไปจนถึง -35°C โดยไม่ต้องอาศัยสารทำความเย็นที่มี GWP สูง เนื่องจาก CO2 มีอุณหภูมิวิกฤตเพียง 31.1°ซ เครื่องทำความเย็นจึงทำงานบ่อยครั้งในบริเวณทรานสไครติคัลในวันที่อากาศอบอุ่น โดยมีแรงดันด้านสูง 80 ถึง 120 บาร์ แทนที่จะเป็น 15 ถึง 25 บาร์ทั่วไปของเครื่องจักร R134a หรือ R404A ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวนั้นผลักดันการตัดสินใจอื่นๆ ที่คุณจะทำเกี่ยวกับอุปกรณ์ ตั้งแต่การเลือกส่วนประกอบและวิธีการต่อท่อไปจนถึงกลยุทธ์การควบคุมและแผนบริการ

หมายเลขพาดหัวมีความชัดเจน CO2 มีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อน (GWP) เป็นเวลา 100 ปีที่ 1, ศักยภาพในการทำลายโอโซน (โอดีพี) เป็นศูนย์ และการจัดประเภทความปลอดภัยตามมาตรฐาน ASHRAE Standard 34 ในระดับ A1 ซึ่งหมายถึงไม่ติดไฟและความเป็นพิษต่ำ มีราคาไม่แพง มีจำหน่ายในทุกตลาด และไม่ต้องเผชิญกับข้อจำกัดด้านอุปทานและต้นทุนที่ส่งผลต่อสารทำความเย็น GWP HFC สูงมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากผลการทำความเย็นเชิงปริมาตรของ CO2 โดยทั่วไปจะอ้างอิงถึงห้าถึงแปดเท่าของ R404A ที่สภาวะการระเหยของการทำความเย็นทั่วไป การแทนที่คอมเพรสเซอร์และเส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่ต้องการจึงเล็กกว่าโรงงาน HFC ที่เทียบเท่ากันซึ่งมีความจุเท่ากันมาก และประจุของสารทำความเย็นก็ลดลงตามไปด้วย

คู่มือส่วนที่เหลือนี้จะครอบคลุมถึงสิ่งที่เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ทำหน้าที่แตกต่างออกไป วิธีเปรียบเทียบกับสารทำความเย็นทั่วไป วิธีการทำงานของวงจรทรานสไครติคัลจริง สิ่งที่ต้องระบุ การใช้งานแบบใดที่ให้ประโยชน์มากที่สุด และความเสี่ยงในการบำรุงรักษาและการจัดซื้อที่ควรวางแผน การเน้นในทางปฏิบัติคือ ความคลาดเคลื่อน ขีดจำกัดในการปฏิบัติงาน และรายละเอียดการออกแบบที่แยกโรงงานที่เชื่อถือได้ออกจากปัญหาราคาแพง

CO2 Chiller คืออะไร และแตกต่างจาก Chiller ทั่วไปอย่างไร?

เครื่องทำความเย็นแบบธรรมดาจะระเหยไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) เช่น R134a หรือ R404A ในเครื่องระเหยแบบเปลือกและท่อหรือแบบแผ่นประสาน บีบอัดไอ และควบแน่นในคอนเดนเซอร์แบบระบายความร้อนด้วยอากาศหรือระบายความร้อนด้วยน้ำ ด้านแรงดันสูงทั้งหมดของวงจรยังคงอยู่ต่ำกว่าจุดวิกฤติของสารทำความเย็น ดังนั้นคอนเดนเซอร์จะเปลี่ยนสารทำความเย็นจากก๊าซเป็นของเหลวที่อุณหภูมิเกือบคงที่

เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ปฏิบัติตามหลักการบีบอัดไอแบบเดียวกันแต่มีความแตกต่างที่ชัดเจน อุณหภูมิวิกฤติของคาร์บอนไดออกไซด์คือ 31.1°C ซึ่งหมายความว่าเมื่อใดก็ตามที่อุณหภูมิปฏิเสธความร้อนสูงกว่าประมาณ 25-30°C ด้านที่สูงของวงจรจะวิกฤตยิ่งยวด คอนเดนเซอร์จะกลายเป็นเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊ส สารทำความเย็นออกจากคอมเพรสเซอร์เป็นก๊าซวิกฤตยิ่งยวดที่ 80-120 บาร์ ถูกทำให้เย็นลงโดยไม่ควบแน่น จากนั้นจึงขยายตัวโดยตรงไปยังแรงดันการระเหย

ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติสามารถมองเห็นได้ทั่วทั้งเครื่อง งานท่อได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันใช้งานอย่างน้อย 120 บาร์ และมักจะบัดกรีหรือเชื่อมมากกว่าบานออก คอมเพรสเซอร์ต้องทนต่ออุณหภูมิที่ระบายออกได้ 100-130°C และต้องการการระบายความร้อนน้ำมันที่มีประสิทธิภาพ วาล์วขยายตัวจะต้องจัดการกับแรงดันตกที่เกิน 50 บาร์ วาล์วระบายแรงดันสูงจะปล่อยออกสู่บรรยากาศ ซึ่งเป็นที่ยอมรับได้เนื่องจาก CO2 ไม่ติดไฟหรือเป็นพิษที่ความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องตามปกติ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 เป็นเครื่องจักรที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ ไม่ใช่เครื่องทำความเย็น HFC ที่ดัดแปลงแล้ว คุณภาพของการออกแบบระบบ ขนาดของเครื่องทำความเย็นแบบแก๊ส และตรรกะการควบคุมจะกำหนดว่าระบบจะสิ้นเปลืองพลังงานเท่าใดและเชื่อถือได้เพียงใดในการให้บริการในแต่ละวัน

CO2 กับ HFC และสารทำความเย็นธรรมชาติอื่นๆ: ข้อมูลการเปรียบเทียบที่สำคัญ

ตารางด้านล่างเปรียบเทียบสารทำความเย็นที่มักพิจารณาในโครงการเครื่องทำความเย็น ค่า GWP เป็นไปตามรายงานการประเมิน IPCC ครั้งที่ห้า (ระยะเวลา 100 ปี) ระดับความปลอดภัยเป็นไปตามมาตรฐาน ASHRAE 34 ค่าอุณหภูมิและความดันวิกฤตมาจากข้อมูลความอิ่มตัวของสารทำความเย็นที่เผยแพร่

ข้อสรุปสองประการตามมาทันทีจากการเปรียบเทียบนี้ ประการแรก จากมุมมองด้านการบัญชีสภาพภูมิอากาศ CO2 อยู่ในหมวดหมู่เดียวกับแอมโมเนีย โดย GWP ที่ 1 หมายถึงผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศจากการรั่วไหลเป็นศูนย์ R404A มีค่า GWP อยู่ที่ 3,922 ดังนั้นการรั่วไหลเพียงเล็กน้อยต่อปีจากเครื่องจักร R404A จึงมีผลเทียบเท่าคาร์บอนเช่นเดียวกันกับปริมาณ CO2 ที่ปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศที่มากกว่ามาก

ประการที่สอง ความดันด้านสูงของระบบ CO2 นั้นสูงกว่าความดันทางเลือก HFC ถึงสี่ถึงหกเท่า นี่คือราคาที่คุณจ่ายสำหรับข้อได้เปรียบด้านสิ่งแวดล้อมและปริมาตร และสามารถจัดการได้ก็ต่อเมื่อผู้ผลิต ผู้ติดตั้ง และผู้รับเหมาบริการเคารพระดับแรงดันในทุกจุดในวงจร

วงจร CO2 แบบทรานส์วิกฤตติคอลทำงานอย่างไร

ห้าขั้นตอนกระบวนการ

1. การบีบอัด ไอแรงดันต่ำจะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ที่ประมาณ 25-40 บาร์ และทิ้งไว้ที่ 80-120 บาร์ อุณหภูมิการระบายออกที่ 100-130°C เป็นเรื่องปกติ ดังนั้นคอมเพรสเซอร์จะต้องมีระบบระบายความร้อนน้ำมันที่แข็งแกร่งและการป้องกันอุณหภูมิภายใน
2. ระบายความร้อนด้วยแก๊ส ไอระเหยที่วิกฤตยิ่งยวดจะถูกทำให้เย็นลงในเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊สโดยอากาศ น้ำ หรือตัวกลางระเหย มันไม่ควบแน่น อุณหภูมิทางออกของเครื่องทำความเย็นแก๊ส ซึ่งปกติคือ 35-45°C เป็นตัวแปรเดียวที่สำคัญที่สุดสำหรับประสิทธิภาพของระบบ
3. การขยายตัว วาล์วขยายตัวแบบอิเล็กทรอนิกส์จะปล่อยแรงดันจากระดับด้านสูงไปยังระดับการระเหย ซึ่งโดยทั่วไปคือ 25-40 บาร์ ตำแหน่งวาล์วจะถูกปรับอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาแรงดันปล่อยที่เหมาะสมที่สุด
4. การระเหย CO2 ของเหลวระเหยที่อุณหภูมิที่กำหนดโดยการใช้งาน โดยทั่วไปคือ -10°C สำหรับหน้าที่น้ำเย็น และลงไปที่ -40°C สำหรับหน้าที่แช่แข็ง โดยดึงความร้อนออกจากของเหลวแช่เย็นหรือกระแสลม
5. การดูด ไอความร้อนยวดยิ่งจะถูกส่งกลับไปยังคอมเพรสเซอร์ผ่านทางตัวสะสมการดูดหรือเครื่องแยกของเหลว ซึ่งช่วยปกป้องคอมเพรสเซอร์จากการสะสมของของเหลวระหว่างการเปลี่ยนโหลดและรอบการละลายน้ำแข็ง

การดำเนินการแบบ Subcritical และ Transcritical

เมื่ออุณหภูมิการปฏิเสธความร้อนต่ำกว่าประมาณ 25°C CO2 จะควบแน่นในตัวทำความเย็นแก๊สที่ 40-60 บาร์ และวงจรจะทำงานเหมือนกับวงจรสารทำความเย็นทั่วไป สิ่งนี้เกิดขึ้นบ่อยครั้งในสภาพอากาศหนาวเย็นหรือเขตอบอุ่น และเป็นเหตุผลหนึ่งที่ระบบ CO2 มักจะได้รับประสิทธิภาพตามฤดูกาลที่ดีกว่าอุปกรณ์ HFC ในภูมิภาคเหล่านั้น เมื่ออุณหภูมิโดยรอบสูงขึ้น ระบบจะเข้าสู่การทำงานแบบทรานสคริติคอล และตัวควบคุมจะเข้ามาควบคุมการจัดการแรงดันด้านสูง

การเพิ่มประสิทธิภาพแรงดันปล่อย

ในการดำเนินการถอดเสียง ตัวควบคุมจะค้นหาแรงดันจำหน่ายที่ให้ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพสูงสุด (COP) อย่างต่อเนื่อง หลักการทั่วไปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรม CO2 แบบทรานสคริติคัลคือ แรงดันด้านสูงที่เหมาะสมที่สุดคือประมาณ 85-100 บาร์ เมื่อช่องจ่ายของเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊สอยู่ที่ 30-35°C และการลดอุณหภูมิช่องจ่ายเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊สทุกๆ 1 K จะปรับปรุง COP ของวงจรโดยประมาณ 2-4% นี่คือเหตุผลว่าทำไมส่วนประกอบในการปฏิเสธความร้อนและกลยุทธ์การควบคุมจึงสมควรได้รับความสนใจมากพอๆ กับตัวคอมเพรสเซอร์เอง

เกณฑ์การคัดเลือกที่สำคัญสำหรับเครื่องทำความเย็น CO2

เริ่มต้นกระบวนการคัดเลือกด้วยซองปฏิบัติการ ไม่ใช่แผ่นป้ายชื่อ การตรวจสอบหกครั้งตรวจพบข้อผิดพลาดด้านข้อกำหนดส่วนใหญ่

1. ความสามารถในการทำความเย็นและอุณหภูมิของเหลวที่เหลืออยู่

ปรับขนาดเครื่องทำความเย็นเป็นกิโลวัตต์ที่อุณหภูมิแวดล้อมจริงที่ออกแบบ เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ที่กำหนดค่าไว้สำหรับน้ำเย็นโดยทั่วไปจะให้ของเหลวที่มีอุณหภูมิ 0-5°C; เวอร์ชันน้ำเกลืออุณหภูมิต่ำให้อุณหภูมิ -10°C ถึง -35°C; และเวอร์ชันขยายโดยตรงจะป้อนเครื่องทำความเย็นด้วยอากาศในช่องแช่แข็งที่อุณหภูมิ -25°C ถึง -40°C ขอข้อมูลกำลังการผลิตที่สภาวะแวดล้อมของโครงการ ไม่ใช่ที่จุดอ้างอิง 25°C ตามมาตรฐานอุตสาหกรรม

2. สภาพแวดล้อมและรูปแบบสภาพภูมิอากาศ

หากไซต์ประสบกับอุณหภูมิที่สูงกว่า 30°C เป็นเวลานาน เครื่องทำความเย็นจะทำงานแบบทรานส์คริติคอลเกือบตลอดทั้งปี และการออกแบบเครื่องทำความเย็นแบบแก๊สมีผลกระทบต่อการใช้พลังงานต่อปีเกินขนาด หากสถานที่นั้นเย็นเป็นเวลาเกือบตลอดทั้งปี เครื่องทำความเย็นจะทำงานแบบ Subcritic โดยที่ CO2 มีประสิทธิภาพตามธรรมชาติ จับคู่ประสิทธิภาพตามฤดูกาลที่เสนอมากับข้อมูลสภาพภูมิอากาศของคุณเอง แทนที่จะเปรียบเทียบตัวเลข COP แบบเต็มพิกัดจุดเดียว

3. ประเภทคอมเพรสเซอร์และขีดจำกัดการใช้งาน

คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบมีกำลังใช้งานทั่วไปต่ำกว่า 200-300 กิโลวัตต์; คอมเพรสเซอร์แบบสกรูถูกใช้ในช่วงดังกล่าว ตรวจสอบอุณหภูมิคายประจุสูงสุดที่อนุญาต วิธีการหล่อเย็นน้ำมัน และดูว่าคอมเพรสเซอร์สามารถทำงานได้ด้วยการควบคุมความเร็วอินเวอร์เตอร์สำหรับงานโหลดชิ้นส่วนหรือไม่ รายละเอียดเหล่านี้จะกำหนดทั้งความน่าเชื่อถือและความสามารถในการพลิกกลับ

4. การจัดระดับแรงดันส่วนประกอบและแนวทางปฏิบัติในการติดตั้ง

ส่วนประกอบทุกชิ้นในลูปแรงดันสูงจะต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันการออกแบบ ซึ่งโดยทั่วไปคือ 120 บาร์หรือมากกว่า ยืนยันว่าเครื่องระเหย เครื่องทำความเย็นแก๊ส ท่อ วาล์ว และอุปกรณ์ระบายทั้งหมดได้รับการจัดอันดับสำหรับค่านั้น และยืนยันในข้อต่อประสานหรือเชื่อมมากกว่าการเชื่อมต่อทางกลบาน สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวตั้งแต่เนิ่นๆ ในโรงงาน CO2 คือการใช้ส่วนประกอบและวิธีการติดตั้งที่คัดลอกมาจากการปฏิบัติงานของ HFC

5. ศักยภาพในการฟื้นตัวของความร้อน

เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 เป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับการนำความร้อนกลับคืนมาในบรรดาสารทำความเย็นทั่วไปทั้งหมด เนื่องจากสารทำความเย็นออกจากคอมเพรสเซอร์ที่อุณหภูมิ 100-130°C เครื่องลดซุปเปอร์ฮีตเตอร์หรือเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊สขั้นตอนที่สองจึงสามารถผลิตน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิ 70-90°C ได้อย่างน่าเชื่อถือสำหรับการล้าง การพาสเจอร์ไรซ์ การทำความร้อนในพื้นที่ หรืออุ่นหม้อไอน้ำ หากไซต์งานมีความต้องการน้ำเย็นและน้ำร้อนพร้อมกัน ให้คำนึงถึงการประหยัดนี้ในการประมาณการต้นทุนการดำเนินงานในปีแรก

6. พฤติกรรมการโหลดชิ้นส่วนและคุณภาพการควบคุม

โรงงานส่วนใหญ่ทำงานโดยใช้โหลดชิ้นส่วนเป็นเวลาส่วนใหญ่ของชั่วโมงการทำงาน สอบถามประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นที่โหลด 25%, 50%, 75% และ 100% และตรวจสอบว่าตัวควบคุมจัดการกับแรงดันระบาย ความเร็วพัดลมของเครื่องทำความเย็นแบบแก๊ส และตำแหน่งของวาล์วขยายตัวอย่างไร เครื่องทำความเย็นที่มี COP เต็มโหลดต่ำกว่าเล็กน้อย แต่การควบคุมโหลดชิ้นส่วนที่ดีเยี่ยมจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเครื่องจักรที่ดีกว่าตามที่ระบุได้อย่างง่ายดายตลอดระยะเวลาการทำงานหนึ่งปีเต็ม

หากโครงการนี้เกี่ยวข้องกับหน่วยควบแน่นสำหรับห้องเย็นด้วย ตรรกะในการเลือกจะคล้ายกันมาก ดูของไซต์นี้ คำแนะนำในการเลือกเครื่องควบแน่นสำหรับงานห้องเย็น ก่อนที่จะเสร็จสิ้นการกำหนดค่าโรงงาน สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารในสภาพอากาศที่อบอุ่น เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบรรจุกล่องเป็นพื้นฐานในการเปรียบเทียบ ทีมวิศวกรสามารถเสนอราคากำลังการผลิตตามเงื่อนไขการออกแบบเฉพาะของคุณ

เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศจาก Kaidi สำหรับการใช้งานกลางแจ้งในสภาพอากาศอบอุ่น เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นพื้นฐานสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารในสภาพอากาศอบอุ่น Kaidi ซึ่งมีประสบการณ์เกือบ 30 ปี มอบความจุสูงสุดตามสภาพการออกแบบของคุณ ทำให้เป็นข้อมูลอ้างอิงในอุดมคติสำหรับการเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมระบบของคุณ ดูผลิตภัณฑ์ →

ตัวเลือกสถาปัตยกรรมระบบ CO2 Chiller

สถาปัตยกรรมระบบที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิและจำนวนโหลดที่แยกจากกัน เค้าโครงพื้นฐานสี่แบบครอบคลุมโปรเจ็กต์ส่วนใหญ่

เครื่องทำความเย็นแบบทรานส์คริติคัลแบบขั้นตอนเดียว

นี่คือรูปแบบเครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ที่ง่ายที่สุด คอมเพรสเซอร์จะระบายออกไปยังเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊ส และวาล์วขยายตัวจะจ่ายให้กับเครื่องระเหยหรือวงจรน้ำเย็นเพียงตัวเดียว เหมาะกับงานที่อุณหภูมิปานกลางตั้งแต่ประมาณ 5°C ไปจนถึง -25°C และเป็นบรรจุภัณฑ์ที่มักจำหน่ายเป็นเครื่องทำความเย็นที่ผลิตจากโรงงาน

ระบบคาสเคด

สำหรับอุณหภูมิที่ต่ำมาก โดยทั่วไปคือ -35°C ถึง -50°C CO2 จะถูกใช้ในช่วงอุณหภูมิต่ำ ในขณะที่สารทำความเย็นตัวที่สอง เช่น R134a หรือแอมโมเนียจะทำงานในช่วงอุณหภูมิสูง ฝั่ง CO2 มีค่าต่ำกว่าวิกฤต ดังนั้นแรงกดดันในการติดตั้งจึงยังคงอยู่ในระดับปานกลาง และโรงงานยังคงสามารถใช้ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำที่ยอดเยี่ยมของ CO2 ได้ ด้านอุณหภูมิสูงมักเป็นยูนิตควบแน่นระบายความร้อนด้วยน้ำเมื่อมีลูปน้ำหล่อเย็น ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำของ Kaidi ใช้ในตำแหน่งนั้นในโครงการน้ำตกอุตสาหกรรมหลายโครงการ

เครื่องทำน้ำเย็นจาก Kaidi สำหรับโครงการทำความเย็นแบบ Cascade ในระบบ CO2 cascade ยูนิตควบแน่นระบายความร้อนด้วยน้ำทำหน้าที่เป็นสเตจอุณหภูมิสูง ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำของ Kaidi ถูกนำมาใช้ในโครงการอุตสาหกรรมแบบเรียงซ้อนหลายโครงการ ให้การปฏิเสธความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อมีวงจรน้ำหล่อเย็น ดูผลิตภัณฑ์ →

ระบบบูสเตอร์ทรานสคริติคัล

ระบบบูสเตอร์รวมวงจรอุณหภูมิปานกลางและวงจรอุณหภูมิต่ำไว้ในโรงงานแห่งเดียว เป็นโซลูชั่นที่โดดเด่นในซูเปอร์มาร์เก็ตขนาดใหญ่ แต่ยังปรากฏในศูนย์โลจิสติกส์และกระจายสินค้าด้วย การระบายคอมเพรสเซอร์ที่อุณหภูมิปานกลางจะถูกระบายความร้อนด้วยแก๊ส และคอมเพรสเซอร์อุณหภูมิต่ำจะระบายลงในท่อดูดอุณหภูมิปานกลาง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมเมื่อเทียบกับระบบที่แยกจากกันสองระบบ

ระบบ CO2 Secondary-Loop แบบสูบน้ำ

ในสถาปัตยกรรมนี้ CO2 ของเหลวจะถูกสูบจากโรงงานส่วนกลางไปยังเครื่องระเหยหรือคอยล์ทำความเย็นระยะไกล แทนที่จะถูกขยายตัวในแต่ละจุด ปั๊มจะรักษาการจ่ายของเหลวให้คงที่ ซึ่งช่วยเพิ่มการถ่ายเทความร้อนและลดค่าสารทำความเย็นทั้งหมด เค้าโครงนี้ใช้ในลานสเก็ตน้ำแข็ง ห้องเย็น และโรงงานแปรรูปอาหารที่โหลดแบบกระจายจำนวนมากต้องการการทำความเย็นที่เชื่อถือได้

ตัวเลือกการปฏิเสธความร้อนและการระบายความร้อนด้วยแก๊ส

เนื่องจากทุกๆ 1 K ของอุณหภูมิทางออกของเครื่องทำความเย็นแบบแก๊สมีราคาประมาณ 2-4% ในรอบ COP ส่วนประกอบในการปฏิเสธความร้อนจึงเป็นส่วนที่มีอิทธิพลมากที่สุดของโรงงานผลิตเครื่องทำความเย็นแบบ CO2 รองจากคอมเพรสเซอร์ ในทางปฏิบัติมีการใช้วิธีการปฏิเสธสี่วิธี

• เครื่องทำความเย็นแก๊สระบายความร้อนด้วยอากาศ นำเทคโนโลยีคอนเดนเซอร์อากาศแห้งกลับมาใช้ใหม่ในระดับความดันที่สูงขึ้น เป็นแบบเรียบง่ายและไม่ต้องใช้น้ำ แต่อุณหภูมิทางออกจะติดตามอุณหภูมิกระเปาะแห้ง ซึ่งเป็นข้อเสียในสภาพอากาศร้อนและแห้ง
• เครื่องทำความเย็นแบบแก๊สระเหยและคอนเดนเซอร์แบบระเหย ปฏิเสธความร้อนใกล้กับอุณหภูมิกระเปาะเปียกโดยรอบ ซึ่งมักจะต่ำกว่าอุณหภูมิกระเปาะแห้งในสภาพอากาศแห้งประมาณ 8-15 K เป็นตัวเลือกที่ต้องการเมื่อชั่วโมงการถอดเสียงประจำปีสูง
• เครื่องทำความเย็นแก๊สระบายความร้อนด้วยน้ำหรือคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ ใช้เมื่อมีหอทำความเย็นหรือห่วงน้ำอยู่แล้ว หรือเมื่อโรงงานเป็นระบบน้ำตกที่มีเวทีสูงระบายความร้อนด้วยน้ำ
• เครื่องทำความเย็นแก๊สนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ ติดตั้งเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแรงดันสูงตัวที่สองที่ผลิตน้ำร้อนที่อุณหภูมิ 70-90°C ความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่จะมีให้ทุกครั้งที่เครื่องทำความเย็นทำงาน ดังนั้นประสิทธิภาพของระบบที่มีประสิทธิผลจึงสูงกว่าที่ COP เพียงอย่างเดียวในการทำความเย็นแนะนำอย่างมาก

สำหรับเครื่องทำความเย็นที่สร้างโดยโรงงานในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม แพ็คเกจเครื่องทำความเย็นแบบควบแน่นแบบระเหยมักจะให้ความสมดุลที่ดีที่สุดของต้นทุนแรกและประสิทธิภาพรายปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการบำบัดน้ำและการบำรุงรักษาหอทำความเย็นเป็นส่วนหนึ่งของกิจวัตรของไซต์งานอยู่แล้ว กลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องทำความเย็นแบบควบแน่นแบบระเหยของ Kaidi สร้างขึ้นสำหรับการทำความเย็นทางอุตสาหกรรม และสามารถระบุเป็นแพ็คเกจการปฏิเสธความร้อนในท่อ CO2 แบบน้ำตกหรือโรงงานเพิ่มแรงดันที่มีการปฏิเสธความร้อนริมน้ำ

แพคเกจเครื่องทำความเย็นแบบควบแน่นแบบระเหยสำหรับงานทำความเย็นอุตสาหกรรม สำหรับเครื่องทำความเย็นอุตสาหกรรมที่สร้างโดยโรงงาน แพ็คเกจการควบแน่นแบบระเหยให้ความสมดุลระหว่างต้นทุนแรกกับประสิทธิภาพรายปีที่ดีที่สุด ผลิตภัณฑ์ของ Kaidi สร้างขึ้นสำหรับงานอุตสาหกรรมและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบำรุงรักษาระบบบำบัดน้ำและหอทำความเย็นเป็นประจำ ดูผลิตภัณฑ์ →

เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 มีต้นทุนการดำเนินงานในการใช้งานที่มีโหลดการทำความเย็นขนาดใหญ่ ต้องการอุณหภูมิต่ำ หรือความต้องการความร้อนพร้อมกัน แอปพลิเคชันต่อไปนี้มีประวัติที่แข็งแกร่งที่สุด

• โรงเบียร์และโรงงานเครื่องดื่ม เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 จ่ายน้ำในกระบวนการผลิต 0-4°C อย่างคงที่และสร้างน้ำร้อนอุณหภูมิ 70-90°C ไปพร้อมๆ กัน ซึ่งสามารถเปลี่ยนหรือลดการใช้หม้อไอน้ำได้ ทั้งภาระการทำความเย็นและความต้องการน้ำร้อนนั้นมีมาก ดังนั้นการประหยัดเมื่อรวมกันจึงมีมาก
• การแปรรูปผลิตภัณฑ์นม โรงงานทำให้นมเย็นลงอย่างรวดเร็วถึงอุณหภูมิ 4°C หรือต่ำกว่า และรักษาอุณหภูมิห้องเย็นไว้ที่ 0-4°C การจำแนกประเภทปลอดสารพิษของ CO2 ช่วยให้สามารถติดตั้งได้ใกล้กับผลิตภัณฑ์อาหารโดยไม่ต้องมีข้อกำหนดการระบายอากาศแบบแอมโมเนีย
• ห้องเย็นและอุปกรณ์แช่แข็งอย่างรวดเร็ว ระบบ CO2 ที่ขยายตัวโดยตรงพร้อมระบบระบายความร้อนด้วยอากาศที่อุณหภูมิ -25°C ถึง -35°C จะทำให้ผลิตภัณฑ์ค้างอย่างรวดเร็วและรักษาความผันผวนของอุณหภูมิให้น้อย การละลายน้ำแข็งด้วยแก๊สร้อนมีประสิทธิภาพเนื่องจากสารทำความเย็นจะพร้อมใช้งานเสมอที่อุณหภูมิและความดันสูง
• ลานสเก็ตน้ำแข็ง ลูปรองของ CO2 ที่สูบแล้วจะทำให้พื้นลานสเก็ตเย็นลงประมาณ -5°C ถึง -7°C โดยมีอุณหภูมิน้ำแข็งเปลี่ยนแปลงต่ำมาก ซึ่งทั้งนักสเก็ตและผู้ควบคุมสิ่งอำนวยความสะดวกต่างให้ความสำคัญ ประจุ CO2 ยังคงอยู่ในห้องโรงงาน ดังนั้นลานสเก็ตจึงปลอดภัยจากการรั่วซึม
• ซูเปอร์มาร์เก็ต และการขายปลีกอาหาร ระบบเพิ่มแรงดันทรานสคริติคอลจัดการโหลดจอแสดงผลทั้งแบบแช่แข็งและแบบแช่เย็นด้วยโรงงานส่วนกลางเพียงแห่งเดียว และใช้ความร้อนที่ได้รับจากการทำความเย็นด้วยแก๊สเพื่อให้ความร้อนในพื้นที่
• การระบายความร้อนด้วยกระบวนการทางอุตสาหกรรม โรงงานเคมี ยา และพลาสติกใช้เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 โดยที่นโยบายสารทำความเย็นไม่รวมถึงของเหลวที่ติดไฟได้หรือเป็นพิษ และในกรณีที่ต้องคำนึงถึงความพร้อมใช้งานของ HFC ในระยะยาว

ความเสี่ยงด้านต้นทุนการดำเนินงาน การบำรุงรักษา และการจัดซื้อจัดจ้าง

ต้นทุนพลังงาน

COP โหลดเต็มที่ของเครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ในสภาพอากาศร้อนจะต่ำกว่าเครื่องทำความเย็น R134a ที่เทียบเท่ากัน หากคุณเปรียบเทียบเฉพาะเอาท์พุตการทำความเย็น การเปรียบเทียบโดยตรงไปตรงมานั้นเป็นไปตามฤดูกาล: รวมถึงการนำความร้อนกลับคืนมา ชั่วโมงการทำความเย็นฟรี การควบคุมโหลดชิ้นส่วน และประสิทธิภาพของการดำเนินการต่ำกว่าวิกฤตในช่วงเวลาเย็น บนพื้นฐานดังกล่าว โรงงานผลิตเครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ที่ทันสมัยจะจับคู่หรือเอาชนะระบบพื้นฐานของ HFC ในด้านต้นทุนพลังงานต่อปีในสภาพอากาศเขตอบอุ่นเป็นประจำ และจะมอบคุณค่าเพิ่มเติมในทุกที่ที่ต้องการน้ำร้อน

ต้นทุนและค่าธรรมเนียมสารทำความเย็น

CO2 มีราคาเพียงเล็กน้อยจากราคา R404A หรือ R134a ต่อกิโลกรัม และค่าใช้จ่ายที่ต้องการนั้นน้อยกว่ามากเนื่องจากมีความจุปริมาตรสูง ต้นทุนการเติมหลังจากเหตุการณ์การบริการจึงเป็นเพียงรายการย่อย และไม่มีแรงกดดันทางเศรษฐกิจในการเลื่อนการแก้ไขรอยรั่วเล็กน้อย

แผนการบำรุงรักษา

ตารางการเข้ารับบริการตามปกติจะคล้ายกับเครื่องทำความเย็น HFC: ระดับน้ำมันคอมเพรสเซอร์และการเสื่อมสภาพของน้ำมัน สภาวะของตัวกรองและการทำให้แห้ง การสอบเทียบวาล์วขยาย การทำความสะอาดคอยล์เย็นด้วยแก๊ส และการตรวจสอบจุดควบคุม สองรายการสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ประการแรกคือความสมบูรณ์ของแรงดันสูง: กำหนดเวลาการตรวจสอบข้อต่อแบบประสานและแบบเชื่อมทั้งหมดพร้อมทั้งอุปกรณ์ระบายแรงดันเป็นประจำ ประการที่สองคือการตรวจสอบการรั่วไหล: CO2 ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น ดังนั้นห้องโรงงานที่ปิดล้อมควรมีการตรวจจับและการระบายอากาศ CO2 ที่เปิดใช้งานก่อนที่ระดับการหายใจไม่ออกจะเข้าใกล้

ความเสี่ยงในการจัดซื้อจัดจ้าง

• ส่วนประกอบที่มีพิกัดแรงดันเพียง 60-80 บาร์จะถูกติดตั้งในระบบ 120 บาร์ ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกหักอย่างรุนแรงได้
• ข้อต่อทางกลรั่วไหลภายใต้การหมุนเวียนด้วยความร้อน โรงงาน CO2 ต้องใช้การเชื่อมต่อแบบประสาน เชื่อม หรืออัดแรงดันสูง
• เครื่องทำความเย็นแบบแก๊สขนาดเล็ก ซึ่งจะดันอุณหภูมิทางออกให้สูงขึ้น ลด COP และยืดเวลาการทำงานของคอมเพรสเซอร์ในทุกบ่ายที่อากาศร้อนจัด
• ระบบควบคุมที่ทำงานที่แรงดันด้านสูงคงที่ แทนที่จะปรับแรงดันระบายให้เหมาะสม ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานคอมเพรสเซอร์ 5-15%
• ผู้รับเหมาบริการที่ไม่มีการฝึกอบรม CO2 แรงดันสูง ซึ่งทำให้ระบบหยุดทำงานเป็นเวลานานและการควบคุมการรั่วไหลไม่ดี

คุณสามารถลดความเสี่ยงเหล่านี้ได้โดยการขอคำชี้แจงเป็นลายลักษณ์อักษรเกี่ยวกับแรงดันในการออกแบบและข้อกำหนดเฉพาะทั้งหมดสำหรับคอมเพรสเซอร์และเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊ส และโดยการเลือกซัพพลายเออร์ที่ให้การสนับสนุนด้านวิศวกรรมตั้งแต่ขั้นตอนการปรับขนาดจนถึงการทดสอบเดินเครื่อง ติดต่อทีมงานวิศวกร Kaidi โดยตรง กับโปรไฟล์โหลดและเงื่อนไขของไซต์งานของคุณ เพื่อให้ได้โครงร่างระบบผ่านครั้งแรก และการเปรียบเทียบกับโรงงานผลิตน้ำเย็นทั่วไป

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเครื่องทำความเย็น CO2

เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 และเครื่องทำความเย็นแบบปกติแตกต่างกันอย่างไร?

เครื่องทำความเย็นทั่วไปใช้สาร HFC เช่น R134a หรือ R404A และควบแน่นสารทำความเย็นให้ต่ำกว่าจุดวิกฤต เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ใช้ R744 ซึ่งมักจะทำงานแบบทรานคริชันโดยใช้ตัวทำความเย็นแบบแก๊สที่ 80-120 บาร์ แทนที่จะเป็นคอนเดนเซอร์ เครื่องระเหยและน้ำเย็นสามารถส่งออกได้เหมือนกัน แต่ระดับความดัน ส่วนประกอบ และการควบคุมจะแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

สารทำความเย็น CO2 ไวไฟหรือเป็นพิษหรือไม่?

CO2 จัดอยู่ในประเภท A1 ตามมาตรฐาน ASHRAE 34: ไม่ติดไฟและความเป็นพิษต่ำ ที่ความเข้มข้นสูง จะสามารถแทนที่ออกซิเจนในพื้นที่จำกัดได้ ดังนั้นห้องโรงงานจึงจำเป็นต้องมีการระบายอากาศและการตรวจจับการรั่วไหลของ CO2 ภายใต้การทำงานปกติ จะปลอดภัยสำหรับโรงงานอาหารและเครื่องดื่ม

เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ทำงานที่แรงดันเท่าใด

ด้านดูดโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 25-40 บาร์ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการระเหย ด้านแรงดันสูงอยู่ที่ 40-60 บาร์ในการทำงานแบบซับวิกฤติ และ 80-120 บาร์ในการทำงานแบบถอดเสียง ส่วนประกอบด้านสูงทั้งหมดต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันการออกแบบระบบ ซึ่งปกติคือ 120 บาร์หรือสูงกว่า

เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 สามารถทดแทนระบบ R404A ที่มีอยู่ได้หรือไม่

ไม่ใช่การทดแทนแบบดรอปอิน เครื่องระเหย ท่อ วาล์วขยายตัว เครื่องทำความเย็นแก๊ส คอมเพรสเซอร์ และส่วนควบคุมทั้งหมดจะต้องได้รับการจัดอันดับตามแรงดันและคุณลักษณะการทำงานของ CO2 โดยทั่วไปแล้ว จำเป็นต้องมีโรงงานใหม่ที่สมบูรณ์ซึ่งออกแบบโดยคำนึงถึงคาร์บอนไดออกไซด์ แม้ว่าวงจรจ่ายน้ำเย็นหรือน้ำเกลือที่มีอยู่มักจะสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ก็ตาม

เครื่องทำความเย็น CO2 มีราคาแพงกว่าเครื่องทำความเย็น HFC หรือไม่

โดยทั่วไปต้นทุนแรกจะสูงขึ้น 10-25% สำหรับแพ็คเกจเครื่องทำความเย็น สาเหตุหลักมาจากส่วนประกอบแรงดันสูงและระบบควบคุม อย่างไรก็ตาม ต้นทุนสารทำความเย็นต่ำกว่า การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สามารถลดค่าพลังงานได้ และโรงงานหลีกเลี่ยงปัญหาต้นทุนและความพร้อมใช้งานในอนาคตของสารทำความเย็น GWP สูง ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานขึ้นอยู่กับการใช้งานและสภาพอากาศเป็นอย่างมาก

เครื่องทำความเย็น CO2 สามารถบรรลุอุณหภูมิเท่าใด

ในหน้าที่เครื่องทำความเย็น CO2 สามารถส่งอุณหภูมิน้ำเย็นหรือน้ำเกลือที่ออกจากประมาณ 5°C ลงไปที่ -35°C ด้วยการจัดวางแบบเรียงซ้อน อุณหภูมิการระเหยลงได้ถึง -50°C จึงเป็นไปได้ แอปพลิเคชันจะกำหนดสถาปัตยกรรมและการเลือกคอมเพรสเซอร์

เครื่องทำความเย็นแบบ CO2 ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ทดลองอีกต่อไป เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในโรงเบียร์ ห้องเย็น ลานสเก็ตน้ำแข็ง ซูเปอร์มาร์เก็ต และโรงงานกระบวนการทางอุตสาหกรรม โดยมีการบันทึกพฤติกรรมไว้อย่างดีในทุกสภาพอากาศ ผู้ซื้อที่ดำเนินการได้สำเร็จจะถือว่าระดับความดัน การออกแบบเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊ส การควบคุมแรงดันจำหน่าย และความสามารถในการให้บริการของซัพพลายเออร์เป็นการตรวจสอบสี่รายการที่ไม่สามารถต่อรองได้ เริ่มต้นด้วยสี่ประเด็นนั้น และส่วนที่เหลือของข้อกำหนดจะเป็นไปตามปกติ