Канадский производитель мясных продуктов сокращает парниковые выбросы при помощи аммиачного теплового насоса

29 Августа 2023

За счет использования теплового насоса на аммиаке (R717) вместо запутанной холодильной системы на хладагентах R22, R404a и R507 канадский производитель мясных продуктов Conestoga Meats за последнее десятилетие уменьшил свои парниковые выбросы на 3 000 метрических тонн в год, сообщает производитель из США Copeland (бывший Emerson) — поставщик системы на R717.

Кроме того, аммиачная система, используемая как для нагрева, так и для охлаждения, ежегодно экономит 3 374 МВт*ч энергии природного газа и 11,7 млн литров воды, расходовавшейся ранее на испарительное охлаждение конденсаторов.

Гэри Чейфи, менеджер по развитию бизнеса промышленных тепловых насосов и систем на CO₂ в Copeland, представил установку и собранные за годы ее эксплуатации данные на конференции ATMOsphere America Summit 2023, проходившей 11-12 июня в Вашингтоне (округ Колумбия, США).

По словам Чейфи, компания Conestoga Meats начала обсуждать с производителем хладагенты и системы в 2012 году, желая «уменьшить выбросы, сократить энергопотребление и поступить правильно».

Помимо перехода на перспективный природный хладагент, производитель мясных продуктов собирался увеличить холодильную мощность для расширения бизнеса и организовать подачу горячей воды (60°C) для производственных и санитарных нужд.

— Главное условие состояло в том, что они не хотели останавливать производство из-за недостатка горячей воды, — рассказал Чейфи.

Финальный проект на основе аммиачных тепловых насосов марки Vilter доводил общую холодопроизводительность до 2 603 кВт. По словам Чейфи, два аммиачных компрессора обеспечивают мощность 2 251 кВт при температуре кипения -9,4°C для охлаждения и температуре конденсации 35°C в традиционной аммиачной установке с испарительными конденсаторами.

Еще один компрессор мощностью 348 кВт настроен на более высокую температуру конденсации 46,1°C, «что позволяет нагревать воду до 37,8°C».

Нагретая вода поступает в контактный водонагреватель, где догревается до необходимых 60°C. Компания хотела использовать тепловой насос для нагрева воды выше 37,8°C, но остановилась на решении с применением контактного водонагревателя. Как отметил Чейфи, такие устройства лучше всего подходят для догрева на величину 22,2°C.

Общий COP системы равен 6,19, из которых 3,15 — это COP нагрева, а 3,04 — охлаждения. По словам Чейфи, «с учетом субсидий от правительства Канады и коммунальных служб система окупилась менее, чем за три года».

Рассказывая об эксплуатации систем, Чейфи процитировал отзывы конечных пользователей:

— После ввода в эксплуатацию эта система проработала более 50 000 часов без внеплановых ремонтов и простоев, — Роб Шнайдер, старший оператор установки в Conestoga Meats.

— Оглядываясь назад, единственная вещь, которую можно было бы изменить в проекте, — установить более мощный тепловой насос, так как бизнес Conestoga устойчиво растет в течение последних нескольких лет, — Джейсон Шорт, президент SCS Refrigeration.

Извлеченные уроки

В своем выступлении Чейфи отметил ключевые выводы, сделанные в ходе проекта.

Определение тепловой нагрузки, особенно с учетом перспективы на будущее, судя по всему, является общей проблемой, заметил докладчик, добавив, что еженедельно получает звонки от консультантов, нанятых компаниями, которые хотят быть устойчивыми, но не имеют достаточных исходных данных для проектирования теплонасосной системы.

— Система на основе теплового насоса стоит миллионы долларов, так потратьте сотню тысяч и начните измерять температуру и прочие нагрузки, — посоветовал Чейфи. — В этом случае через год, если желание построить низкоуглеродную систему у вас не пропадет, нам будет, с чем работать.

Без необходимых данных вы рискуете получить системы недостаточной мощности, как Conestoga, предупредил он.

Чейфи также посоветовал компаниям начинать с малого:

— Не нужно браться сразу за весь процесс нагрева, начните с того, что проще и легче. Привлекайте к сотрудничеству всех, кто заинтересован.

Напоследок он посоветовал развивать культуру энергосбережения и сокращения выбросов CO₂-эквивалента, особенно, среди конечных пользователей «потому что без этого в текущей ситуации в США и частично в Канаде финансовые соображения продиктуют выбор в пользу природного газа».

На круглом столе конечных пользователей, организованном в рамках конференции, Чейфи, находившийся в аудитории, был воодушевлен, услышав слова Джона ДеЧикко-младшего, президента и генерального директора нью-йоркской розничной сети DeCicco & Sons:

— Меня устраивает окупаемость в течение трех—пяти лет.

— Нам нужна такая культура, которая говорит: «Эй, мы хотим поступать правильно», — сказал Чейфи.

Copeland, компания со 100-летней историей, производит компрессоры, тепловые насосы, устройства управления, вентили и прочие устройства для бытовых, коммерческих и промышленных систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения, в том числе использующих природные хладагенты, такие как аммиак, диоксид углерода (СО2, R744) и пропан (R290).