Тематическое исследование: Завышенная производительность газовых охладителей CO 2


Pro Jun 20, 2023

Газовые охладители CO 2 становятся все более популярными, и на то есть веские причины. В то время как ГФУ хладагенты постепенно выводятся с рынка теплообменников из-за их высокого потенциала глобального потепления (ПГП), хладагент R-744 (CO2 ) становится серьезной альтернативой для устранения парникового эффекта, вызванного галогенированными углеродами в ГФУ хладагентах. Кроме того, R-744 является нетоксичным, невоспламеняющимся и натуральным хладагентом.

Однако в гонке за "зелеными" технологиями мы должны помнить, насколько важно, чтобы спецификаторы и проектировщики систем имели доступ к достоверным данным о реальных возможностях систем, чтобы системы успешно проектировались и устанавливались, работая в соответствии с требованиями. В противном случае репутация технологии (и тех, кто ее определяет, проектирует и устанавливает) может быть незаслуженно подорвана, когда якобы экологичные системы работают не так, как ожидалось.

Отклонения в заявленной и реальной производительности вызывают большие проблемы. Поэтому были проведены исследования влияния переоценки производительности газового охладителя CO2 на эффективность холодильной установки, в частности, на годовое энергопотребление системы и связанные с этим затраты. Было проведено моделирование для оценки эффективности термодинамического цикла, связав некоторые теоретические и эмпирические правила с номинальной тепловой мощностью газоохладителя CO2 . Сравнение проводилось между сертифицированным газовым охладителем CO2 (пример 1) и несертифицированным газовым охладителем CO2 (пример 2). Основными допущениями для моделирования были:

  • Два температурных уровня:
    • Температура среды (MT): Tevap, MT = -8 °C; Qэвап, МТ = 250 кВт
    • Низкая температура (LT): Tevap, LT = -30 °C; Qэвап, LT = 100 кВт
  • Расчетная температура окружающей среды: 35°C
  • Максимальное рабочее давление: 95 бар
  • Проектная мощность газового охладителя (SC20) = 490 кВт
  • Удельная стоимость электроэнергии: 0,25 €/кВтч.

Пример из практики 1: Сертифицированный газовый охладитель CO 2

Моделирование проводилось на сертифицированной установке с проектной мощностью, соответствующей реальной производительности газового охладителя CO2 . Были получены следующие результаты:

 
Figure 1: Case Study 1- Performance simulation of a certified gas cooler
Рисунок 1: Пример 1- Моделирование производительности сертифицированного газового охладителя ©Eurovent
Пример 1: Экономическое моделирование с учетом стоимости энергии 0,25 €/кВтч
Потребление растений 1,456 МВтч/год
Стоимость электроэнергии вентиляторов газового охладителя 8.134 €/год
Стоимость электроэнергии для компрессора 355.746 €/год
Общая стоимость 363.880 €/год

Пример 2: Несертифицированный газовый охладитель CO 2

Второе моделирование проводится для несертифицированного газового охладителя CO2 , проектная мощность которого выше реальной. В данном случае несертифицированный производитель применил коэффициент превышения размеров на 25%, в результате чего реальная тепловая мощность оказалась ниже заявленной.

Figure 2: Case study 2- Performance simulation with non-certified gas cooler
Рисунок 2: Пример 2- Моделирование производительности с несертифицированным газовым охладителем ©Eurovent

В этом случае компрессор должен был компенсировать недостаток производительности газоохладителя, чтобы сохранить ожидаемый полезный эффект на испарителях. Кроме того, максимальное давление, достигнутое системой в расчетном состоянии, составляет более 99 бар, что более чем на 4 бара выше расчетного максимального давления.

Пример 2: Экономическое моделирование с учетом стоимости энергии 0,25 €/кВтч
Потребление растений 1,518 МВтч/год
Стоимость электроэнергии для вентиляторов газовых охладителей 8.633 €/год
Стоимость электроэнергии компрессора 370.824 €/год
Общая стоимость 379.457 €/год

Хотя разница между двумя симуляциями может показаться незначительной, влияние на годовое потребление и, следовательно, затраты, абсолютно незначительно:

Сводка потребления и увеличения затрат в связи с использованием несертифицированного газоохладителя CO 2
Потребление электроэнергии заводом +4.2% 62 МВтч/год
Стоимость электроэнергии для вентиляторов газовых охладителей +6.1% 499 €/год
Стоимость электроэнергии компрессора +4.2% 15.078 €/год
Общая стоимость +4.3% 15.577 €/год

Таким образом, ежегодное увеличение затрат на газоохладитель с мощностью на 25% ниже ожидаемой составляет около 15.600 евро, что в сумме составляет 156.000 евро за 10-летний срок службы. Чем больше разрыв между заявленной и реальной мощностью газоохладителя, тем выше влияние на энергопотребление установки. Когда речь идет о долгосрочных затратах и устойчивом развитии, преимущества выбора продукции с сертификатом Eurovent Certified Performance очевидны.

Для поиска сертифицированных газовых охладителей посетите сайт www.eurovent-certification.com

Для получения дополнительной информации о программе ECP Heat Exchangers, пожалуйста, свяжитесь с Джафетом Хабиманой по адресу j.habimana@eurovent-certification.com.