案例研究:高估了CO2 气体冷却器的性能


Pro Jun 20, 2023

CO2 气体冷却器 ,越来越受欢迎,这是有原因的。随着HFC制冷剂因其高全球变暖潜能值(GWP)而在热交换器市场上被逐步淘汰,制冷剂R-744(CO2 )正在成为消除HFCs制冷剂中的卤化碳所造成的温室效应的重要替代品。此外,R-744是一种无毒、不易燃的天然制冷剂。

然而,在拥抱绿色技术的竞赛中,我们需要记住,指定者和系统设计者能够获得关于现实生活中的系统能力的可靠数据是多么重要,以便系统能够成功地设计和安装,并按照规定运行。否则,当所谓的可持续发展系统不能按预期运行时,技术(以及那些指定、设计和安装的人)的声誉就会受到不公平的损害。

声称的和实际性能的偏差会造成很大的问题。因此,调查了高估CO2 气体冷却器性能对制冷设备效率的影响,特别是对系统的年耗电量和相关成本的影响。进行了模拟以估计热力学循环的效率,将一些理论和经验规则与CO2 气体冷却器的额定热容量相联系。在经过认证的CO2 气体冷却器(案例研究1)和未经认证的CO2 气体冷却器(案例研究2)之间进行了比较。模拟的主要假设是:

  • 两个温度级别:
    • 中温(MT):Tevap, MT = -8 °C; Qevap, MT = 250 kW
    • 低温(LT):Tevap, LT = -30 °C; Qevap, LT = 100 kW
  • 设计环境温度:35°C
  • 最大工作压力:95巴
  • 设计气体冷却器容量(SC20)= 490千瓦
  • 电力具体成本:0,25欧元/千瓦时。

案例研究1:认证的CO2 气体冷却器

模拟是在一个经过认证的装置上进行的,其设计能力与CO2 气体冷却器的实际性能相一致。得到了以下结果:

图 1:案例研究1-认证气体冷却器的性能模拟
图 1:案例研究1-认证气体冷却器的性能模拟 ©Eurovent
案例研究1:考虑到能源成本为0.25欧元/千瓦时的经济模拟
工厂消耗 1.456兆瓦时/年
燃气冷却器风扇的电力成本 8.134欧元/年
压缩机电力成本 355.746欧元/年
总成本 363.880欧元/年

案例研究2:未经认证的CO2 气体冷却器

第二个模拟是针对一个未经认证的CO2 气体冷却器,其设计容量高于实际容量。在这种情况下,未经认证的制造商采用了25%的超标系数,这导致实际热容量低于申报容量。

图 2:案例研究2:使用未经认证的气体冷却器进行性能模拟
图 2:案例研究2:使用未经认证的气体冷却器进行性能模拟 ©Eurovent

在这种情况下,压缩机必须补偿气体冷却器的能力不足,以保持蒸发器的有用效果符合预期。此外,系统在设计条件下达到的最大压力超过99巴,比设计最大压力高出4巴多。

案例研究2考虑到能源成本为0.25欧元/千瓦时的经济模拟
工厂消耗 1.518兆瓦时/年
燃气冷却器风扇电费 8.633欧元/年
压缩机电力成本 370.824欧元/年
总成本 379.457欧元/年

虽然2次模拟之间的差异可能看起来微不足道,但对年度消费的影响,也就是对成本的影响,绝对是不可忽略的:

由于使用未经认证的CO2 气体冷却器而导致的消费和成本增加摘要
工厂电力消耗 +4.2% 62兆瓦时/年
燃气冷却器风扇电费 +6.1% 499欧元/年
压缩机电力成本 +4.2% 15.078欧元/年
总成本 +4.3% 15.577欧元/年

因此,如果气体冷却器的容量比预期的低25%,每年的成本增加约为15.600欧元,在10年的使用寿命内,成本为156.000欧元。申报的气体冷却器容量和实际容量之间的差距越大,对工厂能源消耗的影响就越大。当涉及到长期成本和可持续性时,选择具有Eurovent认证性能的产品的好处是显而易见的。

要寻找经过认证的气体冷却器,请访问 www.eurovent-certification.com

有关ECP热交换器计划的更多信息,请联系Japhet HABIMANA,j.habimana@eurovent-certification.com.