临界 CO₂ 冷却食物的突破性应用

将CO2作为制冷剂使用面临着一个重大挑战,那就是它所需要的高运行压力。舒瑞普的耐用新超高压产品能够有效应对该挑战,通过安全经济的方式解决制冷剂的全球暖化效应。

舒瑞普挑战高运行压力

尽管最大的影响来自化石燃料的消耗,但制冷剂在汽车、空调和超市制冷机等应用中的使用也在增加。这些应用中发生的泄露会向大气排放出对全球变暖具有极高影响的物质。广泛使用的 R404A 就是个例子,其全球暖化效应是CO2的 3900 倍。因此,用CO2替换合成制冷剂能有效减少其对全球变暖的影响。

然而,将CO2作为制冷剂还面临着一个重大挑战,那就是它所需要的高运行压力。舒瑞普的耐用超高压钎焊板式换热器(以下简称BPHE)能够有效应对该挑战,通过安全经济的方式解决制冷剂的全球暖化效应。

项目难点

该项目的主要挑战在于中温食品展示柜中盐水的使用,以及由于CO2在室温下的高压力(约 100 bar)致使单级CO2制冷剂循环对设计提出了额外要求。此类系统对电力需求也很高,因此使用的组件需要在保证高压的同时确保系统高效运转,可谓双重挑战。

解决方案

舒瑞普的全新超高压 BPHE是得以克服项目挑战的关键所在。BPHE 使用钢框架加固,从而让设计压力提高到应对CO2所需的高运行压力。接下来的热量回收阶段,通过为零售单位供应热水而进一步减少成本。

此外,还有吸气式换热器 (SGHX) 提高设备容量,同时保护压缩机免受滴液影响,最终得以呈现一台设计精良且高效运转的食品冷却设备。设备所用的制冷剂是CO2,与 R404A 等传统HFC 混合物相比对环境的内在影响更少。另外,因使用了盐水,制冷剂的充注也随之减少。

系统描述

该设备旨在为含有乳制品等食品的零售展示柜提供 - 8°C 的冷却乙二醇。在经核准可于 45 bar 下运作的舒瑞普BPHE中,盐水被蒸发的CO2冷却 [1]。乙二醇被泵入零售展示柜,并将产品冷却。随后以 -4°C的状态回到蒸发器进行二次冷却。蒸发的CO2在 SGHX [2] 中过热蒸汽,而进入蒸发器的液态CO2则被低温冷却。SGHX 使用的是舒瑞普B12H-U型号,用钢框架加固,并经核准能在 65 bar 时运作。三个并行压缩机 [3] 在过热CO2进入热量回收换热器前将其压力增加至约 90 bar。

在热量回收阶段 [4]使用的是能在 140 bar 时运作的舒瑞普B16DW-U ,气态CO2被冷却,而水则被加热至约 60°C。这些温水随后能被用于商店或附近建筑系统的供热。在户外空冷气体冷却器中,CO2被进一步冷却至约 20°C [5]。随后接收器中的压力被减少至约 50 bar [6]。液态CO2被供应给 SGHX,完成循环。