二氧化碳系统引射器提升能效

所谓的闪气旁通 (FGB) 系统是目前二氧化碳制冷系统的标准解决方案。此外,客户可以使用比泽尔软件对大提升力引射器进行选型设计。

撰文:Florian Simon、Oliver Javerschek、Julian Pfaffl、Julia Rojahn(应用工程,罗滕堡)

带引射器的双级增压系统
带引射器的双级增压系统

案例研究:虚拟配送中心内带引射器的二氧化碳制冷系统

比泽尔软件中的模拟技术显示了虚拟配送中心的能源效益,其中 1,000 kW 用于中温 (MT) 应用,300 kW 用于低温 (LT) 应用。可调节引射器可应用于大提升力或闪气旁通系统运行,无需额外的高压控制阀。

对于全负荷和部分负荷运行,根据五种环境温度(夏季/冬季)以及中心“开店”或“闭店”状态作了区分。

用于全负荷(夏日,环境温度为 37.5 °C,开店模式)的最佳解决方案为可在中温级利用两台 8 缸压缩机、平行压缩机级利用三台 8 缸压缩机(均为 8CTE-140K)以及在低温级利用四台 4 缸压缩机(一台 4TME-20K、三台 4PME-25K)进行跨临界运行的系统。每一级的主压缩机均使用变频器进行操作。

在所需的五个引射器(一个 HDV-E65,四个 HDV-E95 型号)中,HDV-E65 流量可调节。在低温压缩机排气安装一个预冷器,可使中温压缩机排气温度保持在 149.5 °C。

利用引射器可提高性能系数

引射器性能系数为 1.69,比闪蒸气旁路系统的性能系数高 21.5 %。如图所示,环境温度越低,引射器输入处的势能越低,能源效益越少。与引射器相关的中温阶段的泄压,以及并联阶段的应力减小。

利用引射器可提高COP
利用引射器可提高COP

对于冬季的模拟操作条件(环境温度为 7.5 °C 或 -5.0° C),引射器输入处的势能已不足以满足高扬程操作。此系统作为闪蒸气旁路系统运行,而引射器被用作高压控制阀。

此设计还表明,当中心开放时,在温和的冬日(中温负荷为 65 %,低温负荷为 70 %,环境温度为 7.5 °C),因为无法使用并联压缩机运行,系统需要比全负荷运行时多一台中温压缩机。上述问题可以通过“摇摆式压缩机”解决,其可根据操作条件作为中温或并联压缩机运行。

总之,对于全负荷和部分负荷条件应给予同等重视。

换句话说,如果设计带引射器的二氧化碳制冷系统,必须考虑全负荷和部分负荷条件。例如,环境温度越高,引射器输入处的压力和势能越高。因此,并联压缩的能源效益越高(性能系数显著提高)。

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