Системы NH3 и CO2 нового поколения конкурируют в области промышленного охлаждения
Последняя тенденция — использование аммиака в качестве хладагента в холодильном оборудовании небольших мощностей, в то время как новые технологии повышают в области CO2 способствуют росту его производительности. Все эти инновации помогают промышленности постепенно сокращать использование синтетических хладагентов и повышать энергоэффективность.
Превосходные характеристики аммиака в качестве теплоносителя для использования на крупных промышленных холодильных установках по сравнению с синтетическими хладагентами уже хорошо известны.
«Аммиак имеет низкую температуру кипения и высокую скрытую теплоту испарения, в восемь раз выше, чем у R12, и в шесть раз выше, чем у R134a», — говорится в отчете ASHRAE HVAC & R, посвященном аммиаку (NH3), используемому в качестве хладагента.
Это одна из причин, по которой аммиак является единственным природным хладагентом, постоянно использующимся с момента появления современных технологий охлаждения с середины 1800-х годов.
По данным Международного института охлаждения аммиака (IIAR), NH3 впервые был использован в качестве хладагента во Франции в 1850 году.
Однако по мере роста спроса на промышленное охлаждение росло и количество аммиака, используемого в холодильных системах.
Как отметил Terry L.Chapp из Международной ассоциации холодильных складов в официальном документе 2014 года: «Многие десятилетия охлаждение рассматривалось многими как просто стоимость затрат бизнеса, а по факту — «просто убедиться, что, действительно, холодно».
«С этой точки зрения, как фон, так и оборудование, и холодильные системы значительно выросли в размерах. Рост холодильной системы привел к последующему увеличению количества аммиака, необходимого для работы холодильной установки», — написал Terry L.Chapp.
По всему миру поэтапное прекращение использования ГФУ в рамках Кигалийской поправки к Монреальскому протоколу, а также стремление сэкономить за счет повышения энергоэффективности, вызывает новый интерес к системам на основе природного хладагента для промышленного охлаждения.
Поэтому появление небольших холодильных систем с применением аммиака, распространение транскритических систем CO2 — является своевременным, так как промышленный холодильный сектор многих стран начинает внедрять энергоэффективные альтернативы ГФУ.
Холодильные системы с небольшим количеством аммиака в настоящее время используются без ущерба для энергоэффективности.
Например, в октябре Scantec Refrigeration Technologies ввела в эксплуатацию центральную двухступенчатую систему с применением аммиака малой мощности в Маккее, Северном Квинсленде.
Аммиачная установка работает на холодильном складе и предприятии по доставке продуктов питания и является «самой маленькой холодильной системой на NH3, спроектированной и построенной Scantec до настоящего времени», по словам управляющего директора Stefan Jensen.
Расчетная мощность системы при низких и средних температурах составляет приблизительно 50 кВт соответственно, при этом общий заряд аммиака составляет 500 кг.
Конкуренция между природными хладагентами в этой области растет. «Диапазон мощностей находится в пределах области, ранее зарезервированной ГФУ, и в настоящее время занят большее количество поставщиков предлагает решения для транскритических CO2», — сообщил Jensen.
По его словам, установка Mackay заменила систему на хладагенте R404A, проработавшей более 10 лет, которая включает в себя несколько ступеней с воздушным охлаждением, одну ступень сжатия, многофункциональные компрессорно-конденсаторные агрегаты и электрическую оттайку.
«Считается, что это первая «настоящая» система на основе ГФУ, которая будет заменена мелкомасштабной системой с низким зарядом NH3 в Австралии — и, возможно, далее в любой точке земного шара», — подытожил он.
В настоящее время система все еще находится на ранней стадии эксплуатации.
Jensen ожидает, что в ближайшее время станут доступны фактические данные об энергопотреблении, чтобы сравнить новую систему с низким зарядом NH3 с ранее установленной системой на R404A.
«Это позволит провести простое сравнение «до» и «после», потому что владелец завода остается тем же, а операции, проводимые на складе, остаются неизменными до и после преобразования», — говорит Jensen.
Jensen ожидает, что сможет проанализировать зарегистрированные показатели энергопотребления где-то в следующем году. По его словам, снижение таким образом загрузки аммиака в сочетании с более высокой энергоэффективностью этих систем по сравнению с их аналогами на основе ГФУ, стимулирует интерес и инновации в этих новых NH3 холодильных системах.
Утверждая, что их энергоэффективность способствует внедрению этих систем, по словам Jensen «аммиак с низким зарядом намного превосходит ГФУ, транскритическую систему CO2 или любую другую концепцию. Это основано на энергетических характеристиках и записях, которые были получены на реальном объекте».
Что касается CO2, многие компании видят значительные рыночные возможности для более широкого использования этого природного хладагента в промышленности, благодаря как в целом более низкой стоимости систем по сравнению с аналогичными аммиачными аналогами, так и их способности обеспечивать значительные объемы регенерации тепла.