Китайская компания Snowman Group выпускает бессальниковые аммиачные компрессоры для рынка мало- и среднетоннажных холодильных систем с низкой заправкой

Репортаж от Wedoany，Аммиак (R717) как природный хладагент, обладающий превосходными термодинамическими свойствами и экологическими преимуществами (нулевой ODP и нулевой GWP), переходит от традиционного крупномасштабного промышленного применения к сценариям мало- и среднетоннажного охлаждения. Ключ к этому переходу лежит в прорыве технологии низкой заправки. Представленный компанией Snowman Group под брендом SRM полугерметичный винтовой компрессор серии SRS, благодаря бессальниковой конструкции, решает проблему утечек в самом источнике, обеспечивая ключевую поддержку миниатюризации аммиачных холодильных систем.

С конца XIX до начала XX века аммиак был наиболее широко используемым хладагентом. После появления хладагентов первого поколения на основе фтора, из соображений безопасности аммиак постепенно ушел из гражданского и малого коммерческого секторов, сохранившись лишь в крупных централизованных системах. Риск утечек через сальники традиционных открытых компрессоров, а также опасения общественности по поводу воспламеняемости и токсичности аммиака стали двумя основными сдерживающими факторами для его применения в мало- и среднетоннажном охлаждении. После двух крупных аварий с аммиаком в Китае в 2013 году критический объем жидкого аммиака, представляющий серьезную опасность, был снижен с 40 до 10 тонн, что привело к ужесточению контроля над традиционными аммиачными системами. Впоследствии широкое применение получили хладагенты на основе гидрофторуглеродов (ГФУ) с высоким ПГП, такие как R507A и R404A, что привело к обострению проблемы выбросов углерода.

Регламент ЕС по F-газам, введенный в 2014 году, предусматривает поэтапное сокращение производства и потребления хладагентов ГФУ с целью снижения их потребления до 21% от уровня 2015 года к 2030 году. Сочетание таких мер, как запрет на использование в новых проектах, контроль существующих запасов и стимулирование альтернатив, открыло рынок для применения аммиачных холодильных систем в мало- и среднетоннажных сценариях.

Китай реализует Национальный план по Монреальскому протоколу (2025-2030 гг.), в соответствии с которым с 2029 года будет запрещено использование хладагентов ГФУ, таких как R507A и R404A, в новых проектах. Одновременно система двойного контроля выбросов углерода требует от крупных и средних холодильных складов ускоренного внедрения аммиака (R717) или диоксида углерода (R744) и их комбинированных систем, при этом для средних систем предпочтительно использование аммиака или диоксида углерода, а для малых систем требуется контроль годовой утечки хладагентов ГФУ.

Полугерметичный винтовой компрессор серии SRS, представленный компанией Snowman Group под брендом SRM, полностью исключает сальниковую конструкцию. Герметичная конструкция, объединяющая компрессор и двигатель, устраняет возможность утечки через сальник в самом источнике. Технические инновации приносят множество преимуществ: бессальниковая конструкция позволяет системе длительно простаивать без риска утечки; компактная конструкция, меньшие габариты, малая производительность одного агрегата подходят для мало- и среднетоннажных сценариев охлаждения; упрощенная система сокращает количество сварных соединений трубопроводов и потенциальных точек утечки, снижая затраты на монтаж и сложность обслуживания.

Опираясь на этот компрессор, инженеры-технологи разработали несколько вариантов аммиачных холодильных систем с низкой заправкой, включая системы непрямого охлаждения (например, с использованием чиллеров на воде, рассоле или диоксиде углерода, а также каскадные системы), распределенные моноблоки прямого охлаждения или компактные аммиачные машинные отделения, а также методы точной подачи хладагента в централизованных системах, такие как подача с мокрым прямым расширением, распределенная гравитационная подача и подача насосом с однократной кратностью циркуляции, что позволяет эффективно снизить заправку аммиака.

В 2017 году в Германии, на ледовой арене в Браунлаге, была успешно введена в эксплуатацию первая в Европе аммиачная полугерметичная сдвоенная параллельная винтовая компрессорная установка. Установка, оснащенная синхронным двигателем с постоянными магнитами, управлением ПЛК и частотным приводом, позволяет точно адаптироваться к изменениям нагрузки и окружающей среды, обеспечивая высокоэффективную аммиачную холодильную систему с низкой заправкой.

На одном из холодильных складов в Германии, используя существующую инфраструктуру, фреоновая система была модернизирована в аммиачную. Полугерметичный винтовой аммиачный компрессор был применен в параллельной компрессорной установке, системе с аммиачным сепаратором, пластинчатым теплообменником и гликолевым насосом. Все оборудование размещено в стандартном контейнере. Это решение значительно снизило затраты на монтаж и заправку аммиака, максимально использовало существующие складские помещения и минимизировало затраты на модернизацию.

Пивоварня в Баварии (Германия) с 175-летней историей при расширении холодильного производства выбрала аммиак вместо R404A. Использование полугерметичной аммиачной компрессорной установки с частотным приводом позволяет компрессору идеально отслеживать изменения нагрузки. Конфигурация с двумя компрессорами (один рабочий, один резервный) обеспечивает избыточность и безопасность производства при работе с низкой нагрузкой, а конструкция точно адаптирована к изменениям фактической производственной нагрузки пивоварни.

Первая в мире полугерметичная комбинированная установка аммиачного чиллера/теплового насоса была введена в эксплуатацию в Нидерландах в рамках проекта реконструкции бывшего завода Philips. Система может переключаться между режимами охлаждения летом и отопления зимой. При работе зимой аммиачный ресивер используется как экономайзер для увеличения теплопроизводительности. Применение сухих градирен и высокоэффективных кожухотрубных теплообменников сводит к минимуму заправку хладагента, а бессальниковая конструкция полугерметичного компрессора эффективно снимает опасения общественности по поводу безопасности аммиака.

В Европе накоплено еще больше примеров применения: на холодильном складе в Северной Германии используется полугерметичный аммиачный одноступенчатый двухступенчатый компрессор с частотным преобразователем, что обеспечивает более высокую эффективность, простоту системы и меньшую занимаемую площадь по сравнению с бустерной системой; в камере созревания сыра в Австрии используются две параллельные компрессорные установки SRS, а компактная конструкция аммиачной системы с частотным приводом позволяет точно согласовывать мощность с потребностями; в судовой холодильной системе на Ближнем Востоке три полугерметичных аммиачных компрессора Snowman SRS заменили старое оборудование, сделав систему более компактной и эффективной.

Китай реализует Национальный план по Монреальскому протоколу (2025-2030 гг.), в соответствии с которым с 2029 года будет запрещено использование хладагентов ГФУ, таких как R507A и R404A, в новых проектах. Одновременно страна готовится к введению системы двойного контроля выбросов углерода, охватывающей холодильную цепь, что позволит эффективно интегрировать предприятия по эксплуатации холодильных складов с национальной системой торговли квотами на выбросы углерода.

В мало- и среднетоннажных холодильных системах легче контролировать заправку жидкого аммиака на уровне ниже 10 тонн по сравнению с крупными системами. Опубликованный в 2021 году китайский национальный стандарт «Нормы проектирования холодильных складов» также предъявляет более лояльные требования к расстоянию между аммиачными холодильными системами и гражданскими зданиями за пределами площадки по сравнению с версией 2010 года.

Компания Snowman Group, интегрируя европейские технологические ресурсы SRM, уже наладила локализованное производство полугерметичных винтовых аммиачных компрессоров на своей базе в провинции Фуцзянь. От первой в Европе полугерметичной сдвоенной параллельной установки в 2017 году до первой в мире полугерметичной комбинированной установки аммиачного чиллера/теплового насоса, Snowman внедряет на китайский рынок зрелые европейские технологии аммиачного охлаждения с низкой заправкой.

Зеленый низкоуглеродный логистический парк холодильной цепи Xundian Zhihe, расположенный в уезде Сюньдянь города Куньмин провинции Юньнань, занимает площадь 163 му, общая вместимость складов превышает 220 000 кубических метров, включает 63 камеры охлаждения при 0 градусах Цельсия, оборудован 5 централизованными аммиачными машинными отделениями. В проекте используется аммиачная холодильная система, основное оборудование — параллельные компрессорные установки Snowman SRS с полугерметичными аммиачными компрессорами, оснащенные синхронными двигателями с постоянными магнитами и частотным регулированием, которые могут автоматически регулировать оптимальную рабочую нагрузку в зависимости от использования склада, обеспечивая высокую эффективность, энергосбережение и низкоуглеродную работу в сочетании с технологией низкой заправки.

Логистический парк холодильной цепи Vanke Chengdu Xinjin занимает площадь 51 000 квадратных метров, использует систему охлаждения R717/R744, основное оборудование — параллельные компрессорные установки Snowman SRS с полугерметичными аммиачными компрессорами. Технология низкой заправки в сочетании с системой охлаждения на диоксиде углерода значительно снижает циркуляционную заправку аммиака, а несколько параллельных компрессорных установок обеспечивают свободное регулирование нагрузки и взаимное резервирование компрессоров, позволяя поддерживать многозонное хранение в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 градусов Цельсия.