หน่วยควบแน่น CO2 ในอเมริกาเหนือ

The North American commercial refrigeration market is entering a new stage in its transition toward natural refrigerants.

For several years, transcritical CO₂ refrigeration growth has been driven mainly by centralized rack systems used in supermarkets. ขณะนี้รูปแบบดังกล่าวเริ่มเปลี่ยนไปเมื่อหน่วยควบแน่น CO₂ ขนาดกะทัดรัดมีจำหน่ายในวงกว้างมากขึ้นสำหรับการติดตั้งที่มีขนาดเล็กลงและเฉพาะแอปพลิเคชันมากขึ้น

According to a July 2026 industry report, North America had approximately 5,120 supermarkets using transcritical CO₂ refrigeration systems in 2025ซึ่งเพิ่มขึ้นประมาณ 75% เมื่อเทียบกับปี 2023 ขณะนี้ผู้ผลิตกำลังเปิดตัวหน่วยควบแน่น CO₂ ขนาดกะทัดรัด หรือดำเนินการตามใบรับรองที่จำเป็นเพื่อนำผลิตภัณฑ์เข้าสู่ตลาดระดับภูมิภาคมากขึ้น

การพัฒนานี้อาจขยายการใช้ R744 นอกเหนือจากซูเปอร์มาร์เก็ตขนาดใหญ่ไปสู่:

• ร้านสะดวกซื้อ;
• ร้านขายของชำขนาดเล็ก
• ร้านอาหารและบริการอาหาร
• ห้องเย็นและตู้แช่แข็งแบบวอล์กอิน
• โรงงานแปรรูปอาหาร
• ศูนย์กระจายสินค้า
• โหลดทำความเย็นอิสระ
• โครงการขยายและดัดแปลง

ผู้เข้าร่วมในอุตสาหกรรมมองว่าหน่วยควบแน่น CO₂ แบบบรรจุหีบห่อเป็นวิธีปฏิบัติจริงในการแนะนำสารทำความเย็นธรรมชาติในโครงการขนาดเล็กที่ไม่ต้องใช้ชั้นวางแบบรวมศูนย์ที่สมบูรณ์ ([สารทำความเย็นธรรมชาติ][1])

อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ทำความเย็น การใช้ CO₂ ไม่ใช่แค่เรื่องของการเปลี่ยนสารทำความเย็นตัวหนึ่งเป็นอีกตัวหนึ่งเท่านั้น

R744 has distinctive pressure, temperature and safety characteristics. Reliable operation therefore depends on accurate sensing throughout the refrigeration circuit and the surrounding environment.

Why CO₂ Condensing Units Are Attracting More Attention

หน่วยควบแน่นรวมส่วนประกอบหลักในการทำความเย็น รวมถึงคอมเพรสเซอร์ อุปกรณ์ปฏิเสธความร้อน และส่วนควบคุม เข้ากับระบบบรรจุภัณฑ์ที่สามารถรองรับโหลดที่เป็นอิสระได้

สถาปัตยกรรมนี้มีความน่าสนใจสำหรับโครงการต่างๆ เช่น:

• การขยายสาขาขนาดเล็ก
• พื้นที่จัดแสดงตู้เย็น
• ห้องเย็นระยะไกล
• ตู้แช่เย็นและตู้แช่แข็งแบบวอล์กอิน
• กำลังการผลิตเพิ่มเติมสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีอยู่
• โซนทำความเย็นเฉพาะการใช้งาน

เมื่อเปรียบเทียบกับการติดตั้งชั้นวางแบบรวมศูนย์ที่สมบูรณ์ ชุดคอนเดนซิ่งยูนิตสามารถให้เส้นทางที่มุ่งเน้นมากขึ้นสำหรับการรวมระบบทำความเย็น CO₂ เข้ากับโครงสร้างใหม่ การปรับปรุงรูปแบบใหม่ หรือการขยายกำลังการผลิต

การอภิปรายในตลาดอเมริกาเหนือเมื่อเร็วๆ นี้ยังบ่งชี้ถึงความสนใจที่เพิ่มขึ้นในหน่วยควบแน่น CO₂ สำหรับการใช้งานในห้องเย็นและการแปรรูปอาหารขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจำเป็นต้องมีการติดตั้งระยะไกลและการควบคุมห้องที่แม่นยำ ([สารทำความเย็นธรรมชาติ][1])

R744 Creates New Requirements for Sensor Performance

CO₂ ซึ่งกำหนดให้เป็น R744 เป็นสารทำความเย็นตามธรรมชาติที่มีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนที่ 1 เป็นสารไม่ติดไฟและมีการนำไปใช้มากขึ้นในเครื่องทำความเย็นเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม ([danfoss.com][2])

However, CO₂ refrigeration systems operate at substantially higher pressures than many legacy HFC systems. ส่วนประกอบที่พัฒนาขึ้นสำหรับการใช้งาน R744 แบบทรานสคริติคัลอาจได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันใช้งานประมาณ 140 บาร์หรือสูงกว่า ขึ้นอยู่กับตำแหน่งและการออกแบบระบบ ([danfoss.com][3])

สิ่งนี้ทำให้เกิดความท้าทายในการตรวจจับหลายประการ:

1. Pressure must be measured accurately across a wide range.
2. Temperature data is required for control, protection and efficiency optimization.
3. CO₂ leakage must be detected because high concentrations can create an asphyxiation risk.
4. Sensors must withstand vibration, pressure cycles and changing temperatures.
5. The sensing system must support fast control and fault diagnosis.

ดังนั้นการทำความเย็น CO₂ จึงต้องใช้สถาปัตยกรรมการตรวจจับที่มีการประสานงาน แทนที่จะเป็นองค์ประกอบการตรวจสอบเพียงชิ้นเดียว

1. การตรวจสอบแรงดันสูงในระบบทำความเย็นCO₂

การวัดความดันเป็นหนึ่งในฟังก์ชันการตรวจจับที่สำคัญที่สุดในยูนิตควบแน่น R744

ตำแหน่งตรวจสอบความดันโดยทั่วไปอาจรวมถึง:

• การดูดคอมเพรสเซอร์
• การปล่อยคอมเพรสเซอร์
• เต้าเสียบแก๊สเย็น
• ตัวรับของเหลวหรือถังแฟลช
• ทางเข้าและทางออกของเครื่องระเหย
• วาล์วควบคุมแรงดันสูง
• สายบายพาสแก๊ส
• วงจรการจัดการน้ำมัน

ตัวควบคุมใช้สัญญาณแรงดันเหล่านี้เพื่อควบคุมคอมเพรสเซอร์ วาล์ว พัดลม และฟังก์ชันการป้องกัน

ทำไมความแม่นยำของแรงดันจึงมีความสำคัญ

ข้อมูลแรงดันที่ไม่ถูกต้องหรือไม่เสถียรอาจส่งผลต่อ:

• การควบคุมความร้อนยวดยิ่ง;
• การเพิ่มประสิทธิภาพแรงดันแก๊สคูลเลอร์
• การป้องกันคอมเพรสเซอร์
• การควบคุมความจุ
• การวางตำแหน่งวาล์ว
• การวินิจฉัยค่าสารทำความเย็น
• ประสิทธิภาพของระบบ

ในการทำงานด้านทรานสคริติคอล การควบคุมแรงดันด้านสูงจะเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิแวดล้อมและประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นด้วยแก๊ส สัญญาณแรงดันที่เชื่อถือได้ช่วยให้ตัวควบคุมสามารถปรับจุดการทำงานได้ในขณะที่หลีกเลี่ยงสภาวะแรงดันที่ไม่ปลอดภัย

เซ็นเซอร์ความดัน Winsen ที่แนะนำ

WPCH04 เครื่องส่งสัญญาณแรงดันเซรามิก

ที่ WPCH04 เครื่องส่งสัญญาณความดันเซรามิกชนิดทั่วไป ให้แรงดันตั้งแต่ 0–0.2 MPa ถึง 0–40 MPa เวลาตอบสนองไม่เกิน 1 ms และตัวเลือกเอาต์พุตหลายแบบ รวมถึง 4–20 mA, 0–5 V และ 0.5–4.5 V Winsen ระบุเครื่องปรับอากาศและการควบคุมแรงดันก๊าซหรือของเหลวในพื้นที่การใช้งาน ([winsen-sensor.com][4])

มูลค่าที่เป็นไปได้สำหรับ OEM เครื่องทำความเย็นประกอบด้วย:

• ช่วงแรงดันที่เลือกได้กว้าง
• การตอบสนองที่รวดเร็วสำหรับการควบคุมแบบวงปิด
• โครงสร้างเครื่องส่งสัญญาณขนาดกะทัดรัด
• เอาต์พุตสัญญาณชดเชยอุณหภูมิ
• ตัวเชื่อมต่อและเอาต์พุตที่ปรับแต่งได้

WPCK07 ตัวส่งสัญญาณแรงดันซิลิคอนแบบกระจาย

สำหรับการใช้งานที่ต้องการการเลือกช่วงแรงดันที่กว้างขึ้นหรือตัวเลือกเอาท์พุตทางอุตสาหกรรมมากขึ้น WPCK07 ตัวส่งสัญญาณแรงดันซิลิคอนแบบกระจาย รองรับช่วงสูงสุด 100 MPa และมีรูปแบบเอาต์พุตหลายรูปแบบ รวมถึง 4–20 mA แรงดันไฟฟ้า และ I²C ได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานต่างๆ รวมถึง HVAC และการควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรม ([winsen-sensor.com][5])

จุดติดตั้งที่เป็นไปได้ ได้แก่ :

• แรงดันปล่อยคอมเพรสเซอร์
• การตรวจสอบสายแรงดันสูง
• ความดันตัวรับ;
• การติดตามกระบวนการและความปลอดภัย
• ระบบควบคุมความเย็นระยะไกล

หมายเหตุทางวิศวกรรม: การเลือกเซ็นเซอร์ความดันขั้นสุดท้ายต้องขึ้นอยู่กับแรงดันใช้งานสูงสุดจริง แรงดันพิสูจน์ แรงดันระเบิด ความเข้ากันได้ของสารทำความเย็นและน้ำมันหล่อลื่น การเชื่อมต่อกระบวนการ โครงสร้างการปิดผนึก และการรับรองที่จำเป็น ควรยืนยันความเหมาะสมของผลิตภัณฑ์สำหรับการสัมผัส R744 โดยตรงในระหว่างการประเมินโครงการ