Advanced design for CO2 compressors in industrial applications

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Distribution centers, ware houses, food processing plants — CO2 applications in industrial scale are increasingly becoming the focus of operators, OEM’s and the refrigeration industry. Applications with 2 MW cooling capacity are no longer a rarity. Installations with the required capacity of up to 4 MW split between several systems with up to 65 compressors operate successfully. The convincing arguments in favour of the carbon dioxide installations are: lower safety requirements, less space for the machine room and good seasonal energy efficiency compared to installations with ammonia. Following the development of this trend BITZER designed compressors with eight cylinders for industrial applications. The main focus of the development was besides the usually high operational safety, efficiency, capacity regulation and a low oil carry over rate. This publication gives an overview of the system solutions applied in industrial scaled applications with carbon dioxide as refrigerant. Based on this, the paper describes the design of a new generation of compressors and its potential for industrial applications. It is not intended as a competitor to ammonia system solutions, but rather as an additional solution that is sustainable and based on a natural refrigerant.

About the authors

Oliver Javerschek

BITZER Kuehlmaschinenbau GmbH

Email: oliver.javerschek@bitzer.de
Germany, Rottenburg-Ergenzingen

Jens Mannewitz

BITZER Kuehlmaschinenbau Schkeuditz GmbH

Author for correspondence.
Email: jens.mannewitz@bitzer.de
Germany, Schkeuditz

References

  1. Heinbokel B, Gernemann A. Eine neuentwickelte CO2-Kälteanlage für den Normal- und Tiefkühlbereich in einem Schweizer Hypermarkt, DKV-Jahrestagung. AA.II.2 / 2.11. Würzburg, 2005.
  2. Industrial CO2 Refrigeration Systems, the “New” Natural Refrigerant for Large Scale Refrigeration Projects – CoolSys [internet] Accessed: 17.05.2024. Available from: https://coolsys.com/industrial-co2-refrigeration-systems-the-new-natural-refrigerant-for-large-scale-refrigeration-projects/
  3. ASHRAE Handbook – Refigeration (SI). ASHRAE, 2014. Ch. 4.5.
  4. Park CY, Hrnjak PS. CO2 and R410A flow boiling heat transfer and pressure drop at low temperatures in a horizontal smooth tube. In: 11th International Refrigeration and Air Conditioning Conference at Purdue. Purdue, 2006.
  5. Bigaran H, et al., Supermarket applications with CO2. New solution and system design for the evaporators overfeeding in cabinets and cold rooms in transcritical booster. In: 13th IIR Gustav Lorentzen Conference. Valencia, 2018
  6. Energiebedarf für Kältetechnik in Deutschland – Eine Abschätzung des Energiebedarfs von Kältetechnik in Deutschland 2017. Auflage: VDMA, 2019.
  7. Javerschek et al., Analysis of energy consumption by applying a new generation of CO2 compressors. In: 8th IIR Conference: Ammonia and CO2 Refrigeration Technologies. Ohrid, 2019.
  8. ASERCOM guidelines for the design of multiple compressor racks using frequency inverters. ASERCOM, 2017. Accessed: 17.05.2024. Available from: https://asercom.org/wp-content/uploads/2021/01/English_GuidelinesForTheDesignOfMultipleCompressorRacksUsing FrequencyInverters.pdf
  9. Mannewitz J, et al., Oil transport mechanisms’ inside semi-hermetic reciprocating compressors for CO2 applications. In: 24th International compressor Engineering Conference at Purdue. Purdue, 2018.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. 8CTE-140K operated in the R&D center.

Download (199KB)
3. Fig. 2. Figure 2 shows the relative efficiency drops of motor E+, ES and E compared to E++.

Download (95KB)
4. Fig. 3. Figure 3 shows the absolute efficiencies of motor compared.

Download (90KB)
5. Fig. 4. Capacity range of a MT-system with four compressors.

Download (205KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».