助力更高能效,舒瑞普升級跨臨界二氧化碳熱泵系統產品組合
在國際能源署發布的《2023年世界能源展望》中,熱泵被視作清潔能源技術之一正經歷著快速發展,重塑從工廠、家用電器和供暖系統等各種場所和設備的能源供給方式。現行空氣源熱泵系統往往采用如R134a、R410A和R22等傳統制冷劑,但此類制冷劑具有較高的全球變暖潛能值(GWP),會加劇溫室效應,破壞氣候環境。受《基加利修正案(Kigali Amendment)》的限制, 氫氯氟烴類制冷劑(HCFCs)和氫氟烴類制冷劑(HFCs)都將在未來逐步削減甚至淘汰,天然制冷劑的使用自然成為順應可持續發展的有利路徑。
二氧化碳作為一種自然工質,有著非常優良的性質,是一種具有潛力的可替代環保工質。而熱泵作為一種可再生能源技術,市場前景廣闊, 二氧化碳工質與熱泵技術兩者的結合則更符合環保的理念。二氧化碳跨臨界循環熱泵在雙碳戰略的大背景下,在推動能源的利用和轉換中大有可為。二氧化碳熱泵出水溫度較高,在外界溫度為零下30℃時,仍能提供90℃的高溫熱水。此外,跨臨界的二氧化碳熱泵系統在常規制熱工況下能效比達到4.5,遠高于氟利昂熱泵平均3.0的能效比,有利于減少能耗,發揮系統最優性能。
天然制冷劑二氧化碳物性圖
跨臨界二氧化碳熱力循環圖
不同于氟利昂系統中的膨脹閥,二氧化碳熱泵系統的膨脹機構并不控制進入蒸發器的制冷劑流量或蒸發器出口過熱度,而是以控制系統高壓,即氣冷器的工作壓力為目的,而氣冷器的工作壓力對系統能效又有決定性影響。在工作中,膨脹閥通過增加或減小開度,來對氣冷器中的高壓進行調節,使得氣冷器始終工作在設定的壓力狀態下。
二氧化碳熱泵系統簡圖
二氧化碳熱泵系統吸氣過熱度及防止帶液主要通過其他系統部件來實現,例如回熱器。對跨臨界二氧化碳熱泵系統而言,使用回熱器對于提高系統性能有著顯著作用。從蒸發器出來的二氧化碳濕蒸汽與來自氣冷器的超臨界二氧化碳換熱,一方面增加壓縮機進口的二氧化碳溫度,使其過熱,從而確保在降低系統有害過熱度的同時提高壓縮機排氣溫度,以滿足制取高溫熱水的需求;另一方面,回熱器的使用降低了節流前的二氧化碳溫度,使得節流后兩相流體的干度降低,提高蒸發器的換熱系數,從而提高制冷量。
舒瑞普自上世紀90年代起便開始了針對跨臨界二氧化碳氣冷器應用的產品研發,旨在滿足市場對于二氧化碳作為天然制冷劑的新興需求,通過高效緊湊的釬焊板式換熱器(以下簡稱BPHE)提高二氧化碳系統性能,為客戶在市場競爭中打造差異化優勢,同時實現制冷劑應用在環保安全層面的創新突破。
目前,舒瑞普可為客戶提供從5kW換熱量到最大單臺550kW換熱量的多款超高壓BPHE,其中部分產品能夠保障140巴的高承壓需求,測試壓力可達到200巴。為更好應對跨臨界應用中天然制冷劑所帶來的嚴苛挑戰,舒瑞普也于今年推出應用于單相流體、具有高熱負荷和高壓力要求的全新產品B285H,這也是舒瑞普B285系列中面向市場的首款產品。舒瑞普B285產品系列將助力完善針對跨臨界制冷應用所打造的產品組合,其中包括久經市場驗證且擁有諸多成功應用案例的B4T、B18和B185,進而提升我們解決大型氣體冷卻器需求的競爭優勢和服務能力。