有2种方式可以用于CO2循环泵的控制:开关控制和变频控制。CO2二次制冷系统中泵循环系统示意图。系统中采用了恒压阀CVP(XP)确保蒸发器的压头恒定。对CO2循环泵采用变频控制将为CO2二次制冷系统带来两大优点:1)节能。采用变频器后,当系统运行于部分负荷时,变频控制将比开关控制节约高达50%的功耗。由于CO2载冷剂所用的泵本身就比较小,因此使用变频器对系统整体能耗的下降比例影响不大。2)蒸发器中更加优化的制冷剂分配。对于蒸发器而言,合理优化的制冷剂分配将给系统效率带来极大的提升。采用变频控制可以使蒸发器的压头在各个负荷下都保持稳定。
当然,由于CVP恒压阀的存在,也极大保证了蒸发器的压头。取1MW制冷量的场合对CO2,CaCl2,乙二醇和丙二醇4种载冷剂进行相应的计算。在一级制冷剂处采用相同的压缩机配置以及相同的冷凝条件。对应的计算条件和计算结果这里取冷藏室温度为-10℃,对于CO2系统,取循环倍率为1.5。由于较好的换热能力,CO2处的换热温差比其余载冷剂各低2K。并分别对各个载冷剂的泵循环功率进行了计算。考虑到CO2载冷剂系统的冷量损失较小,这里取5%而其余载冷剂系统冷量损失取7%。
另外,除CO2以外的其他载冷剂,由于循环泵的功率较大,还分别配备了变频器。由此可以测算具体的装机功率。假设每天的运行时间为18小时,得到每天的用电量。所示为CO2与其他3种载冷剂的总安装功率比较。可以发现,CO2载冷系统比其他载冷系统的能耗低,节能在20%以上。100%负荷条件下CO2二次制冷系统针对不同蒸发温度下的COP模拟计算结果。可以发现,在-30~0℃的范围内,采用CO2作为载冷剂是很好的选择。其中NH3侧通过PackCalculationII软件进行相应的模拟。