雷利的非正统的氨/ CO2系统

通过迈克尔·加里,2020年9月13日,21:119分钟阅读

该系统在其第一家雷利超市安装,这是这家加州连锁店对即将实施的州规定的制冷剂GWP上限为150的回应。

Ed Estberg雷利

4月15日,有85年历史的美国加州食品零售商雷利(Raley’s)在海拔55000英尺的地方开了一家店2(5109 .7m2这家位于萨克拉门托购物中心的商店以连锁店的第一家氨(NH)为特色3.) /公司2制冷系统。该商店成为美国第五家采用这种系统的超市。

大多数情况下,美国和世界各地的超市都避免使用氨,尽管它的GWP为零,热动力效率很高。这是因为它的潜在毒性和刺鼻的气味,以及氨系统相对于传统超市制冷系统的高成本。

但是,加州的超市面临着美国其他州所没有的挑战:加州空气资源委员会(CARB)将在明年开始强制要求新的固定制冷系统使用超过50磅制冷剂的150 gwp上限。因此,加州的许多零售商都安装了天然制冷剂系统,包括transcritical公司2和氨/公司2

美国五家氨气/二氧化碳商店中有三家在加州:萨克拉门托的Raley 's,都柏林的Whole Foods Market直销店,以及卡普内亚的Albertsons商店。(另外两家是佐治亚州哥伦布市的Piggly Wiggly商店;以及德克萨斯州圣安东尼奥市的一家美国国防物资供应机构。)

埃德·埃斯特伯格是雷利公司的制冷顾问,他曾长期担任这家拥有130家分店的连锁店的设备高级总监,他说服连锁店的所有者,考虑到150-GWP的上限,雷利公司“别无选择”,只能为未来的分店投资以天然制冷为基础的技术。他去年解释说在IIAR自然制冷大会暨博览会上。

氨/公司2雷利为其初始安装选择的系统与其他四家美国商店使用的系统在几个方面不同。一种是CO2是就业。而其他商店使用包括CO在内的级联系统2对于低温情况下的压缩机,雷利公司选择了CO2无压缩机泵送液体过进系统。(雷利和其他系统都在中温情况下使用泵送过充。)

埃斯特伯格说,这种选择的一个原因是,液体过量摄入比cascade“更有效”。另一个原因是雷利的技术人员和服务公司已经熟悉卡莱尔(Carlyle)的开式驱动压缩机和用于氨侧的两级系统,但不熟悉CO2压缩机。因此,将后者从等式中去除会使他们的生活更简单。

雷利的氨/ CO2该系统的不同之处在于,它为空调和制冷提供冷却,并利用热回收来加热空间和商店的生活热水。系统总负荷180万BTUH (150TR/527.5kW),其中低温工况190k BTUH,中温工况110万BTUH,空调工况480k BTUH。吸入温度为-20℃F/-28.9℃(低温)和20℃F/-6.7℃(中温和空调)。

处理成本和安全问题

雷利如何处理氨/一氧化碳的双重障碍2系统:成本和氨安全?

氨/公司2前制冷剂顾问Keilly Witman在去年的IIAR自然制冷会议和博览会上说,系统的成本通常比传统的DX超市系统高出150%。(她现在是德克萨斯州食品零售商H-E-B制冷剂管理和可持续发展部门的主管。)

但雷利估计,氨/一氧化碳2该系统的成本溢价约为30万美元,比基准系统高出15%。他现在相信这个估计接近实际的成本溢价,尽管他没有得到最终的数字。

雷利的第一个氨/一氧化碳的成本2该系统得到了25万美元的奖励萨克拉门托市政公用事业区提高能源效率和使用天然制冷剂。埃斯特伯格说:“这只是为第一家店准备的。”对于未来的门店来说,“我们真的必须让它在成本上具有竞争力和效率。”

雷利已经在设计它的下一个氨/CO2系统为一个新的商店在罗斯维尔,加利福尼亚。该系统可以安装在现有的商店,但“这将是一个非常重大的改造,”Estberg说。而氨/公司2雷利的首选自然制冷剂系统,链会考虑使用跨scritical CO2他补充说,该系统是在一个冷却负荷低于800000 btus /hr (66.7TR/234.6kW)的商店中安装的。

关于安全,氨/一氧化碳2该系统坚持加州的机械和消防法规,并没有从萨克拉门托消防元帅提出挑战,埃斯特伯格指出。

该系统的安全性取决于其极低的氨负荷(135磅/61.2公斤)和对机房的限制。(有限公司2低温侧1000磅/453.6kg,中温侧2600磅/ 1179.3 kg。)

机房位于建筑的顶部(三)层,暴露在外面,通过楼梯井连接到内部。埃斯特伯格解释说:“在进入内部之前,你必须经过一个锅炉房、一个电气室和四扇门。”

到目前为止,还没有氨泄漏,但一旦发生泄漏,机房的排气系统会将气体排到外面。埃斯特伯格最关心的安全问题是要有足够的训练有素的技术人员知道如何处理。雷利的第三方维护公司西南PMC (Arcticom集团的一个部门)也建造了这个系统,“做得很好,”他说,但只有一到两名技术人员在这个系统上接受过全面培训。

的有限公司2系统的另一方面也需要技术人员的培训。埃斯特伯格指出,事实上,它带来的挑战远远大于氨方面。这家商店经营不善2减压阀,用于倾倒中温CO2指控,”他说。西南PMC的技术人员不得不在夜间更换阀门并给系统充电;产品“有些损失”。

它是如何工作的

雷利的机房里有氨和一氧化碳2系统公司的卡莱尔开敞式氨压缩机和两个CO2“过给料架”由零区提供。这些架子浓缩公司2气体(和一些液体)从商店的低温和中温展示箱,泵液体公司2回到箱子上。

超进给齿条包括:一个装有液体和气体CO的水平罐2;输送液体的泵2到陈列柜;以及位于容器上方的热虹吸冷凝器(板式热交换器)。

热虹吸式冷凝器吸收CO2从储罐中取出的气体;同时,来自氨回路的液氨对冷凝器板进行冷却,使CO凝结2气体转化为液体,滴入罐内,然后输送到箱子里。

埃斯特伯格指出,这种超量饲料货架的设计在超市行业是不寻常的。

在氨的一侧,热释放NH3.气体在板式热交换器中冷凝,使用在BAC水塔中循环的水或来自热工空气流体冷却器的空气。根据环境条件,风扇要么在塔上运行,要么在流体冷却器上运行。埃斯特伯格将这种安排称为“双介质冷凝系统”(DMCS),即利用水的蒸发或空气来将氨气中的热量释放到大气中。埃斯特伯格说:“我们只在必要的时候才蒸发水。”“与蒸发式冷凝器相比,每天可以节省5000加仑的水。”

在运作的头四个月,氨/CO .公司2埃斯特伯格表示,该系统“运行良好”。“我们所有的理论都有效——它做了它应该做的事情。”

他指出了正在解决的三个问题,并将“从下一个问题中设计出来”:

  • 水塔上的管道正在扩建。
  • 热虹吸冷凝器回油正在调整中。
  • 氨回路中的非冷凝物(如空气)的连接正在增加。


效率比较

雷利还没有比较氨/一氧化碳的效率2该系统采用R449A作为基准直接驱动系统。(雷利大约有12家商店使用这种系统。)艾斯特伯格估计,尽管氨具有固有的效率,氨/CO2系统的效率会比基线“低一点”。他认为这是因为泵入液体钴需要额外的马力2从储存箱到储存箱,再到CO之间的额外热量交换2和氨。

来测量雷利制冷系统的效率。Estberg开发了一种EER(能源效率比)方法。

埃斯特伯格一直在使用基线系统的新商店“微调”EER方案。在接下来的六个月里,他将比较氨/一氧化碳的能效比2系统与这些存储中的基准系统的对应关系。

雷利在评估制冷效率时,不仅要考虑能源消耗,还要考虑水和天然气的消耗。“当人们说‘效率’的时候,他们指的只是电力;我们不会这样做。”埃斯特伯格说道。“我们谈的是公用事业。”

从氨排放气体中回收热量有望大大降低为商店供暖的天然气成本,并“可能抵消一些电力方面的低效率,”Estberg指出,他补充说,DMCS系统将节约用水,与不使用它的商店相比。

雷利计划研究商店的热量回收,为加州2025年前禁止使用天然气做准备。Estberg说,一种方案是每天24小时运行空气处理器,这样“制冷系统的热量将完全加热商店”。

埃斯特伯格估计,与基线系统相比,这三家公用事业公司每年将节省3.5万美元,他补充说,“这是我的目标。(年度维护费用尚未确定。)如果商店实现了每年节省35,000美元的公用事业,那么在一个预期持续15到20年的系统上,预计300,000美元成本溢价的回报期(ROI)将为8.6年。

系统规格:

氨/公司2该系统在加州首府萨克拉门托的雷利商店有以下规格:

  • 容量:低温箱190k BTUH,中温箱110万BTUH,空调480k BTUH
  • 吸入温度:-20℃F/-28.9℃(低温)和20℃F/-6.7℃(中温和空调)。
  • 氨费:135lbs (61.2kgs)
  • 有限公司2充电:1000磅(453.6公斤)低温;中等温度下重2,600磅(1,179.3公斤)
  • 凯雷open-drive压缩机
  • 零区有限公司2吃得太多架(两个)
  • BAC水塔
  • 热机空气流体冷却器
  • 爱默生/共产党控制
  • Hussmann情况下


    我们所有的理论都有效——它做了它应该做的事。”
    ——Ed Estberg, Raley's


通过迈克尔·加里

2020年9月13日,21:11



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