二氧化碳(CO2)制冷系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

CO2作制冷工質(zhì)的優(yōu)勢第七屆全國食品冷藏鏈大會CO2

是自然工質(zhì)（ODP=0，GWP=1）優(yōu)良的經(jīng)濟性，無回收問題良好的安全性，無毒，不可燃良好的化學(xué)穩(wěn)定性，相關(guān)材料化學(xué)反應(yīng)少蒸發(fā)潛熱較大，單位容積制冷量高優(yōu)良的流動和傳熱特性最大的缺點是壓力高冷

凍－25℃～

－55℃熱

泵65℃～

95℃作為載冷劑傳遞能量CO2臨界現(xiàn)象和臨界乳光第七屆全國食品冷藏鏈大會CO2在制冷領(lǐng)域的應(yīng)用范圍溫度℃壓力Bar溫度℃壓力Bar-555.546-2019.72-506.836-1522.929-458.336-1026.504-4010.067-530.47-3512.048034.857-3014.303539.693-2516.8521045.01第七屆全國食品冷藏鏈大會CO2的熱力性質(zhì)制冷劑名稱R744R717R134aR22R12消耗臭氧潛值（ODP）0000.0551全球變暖潛值（GWP）10130071001700臨界點溫度(℃)31.1133.0101.7112.096.0壓力（MPa）7.37211.424.0554.1134.974凝固點（℃）-56.55-77.7--160-158標(biāo)準(zhǔn)沸點（℃）-78.4-33.3-26.2-40.8-29.80℃飽和壓力（MPa）3.490.4290.2930.500.309單位容積制冷量（kJ/m3）226004384286043442740相對價格0.10.23-511第七屆全國食品冷藏鏈大會CO2與常用制冷劑的比較蒸發(fā)壓力是R134a的11倍；是R22的7倍。單位容積制冷量是R134a的7.9倍；R22的5.2倍。蒸氣密度是R134a的6.7倍；R22的4.7倍液體密度比氟利昂工質(zhì)小40%，與潤滑油相似。表面張力是氟利昂工質(zhì)的50%。第七屆全國食品冷藏鏈大會0-10℃時與常用工質(zhì)相比-80-60-40-20020406080-72-3603672108144180CO2壓縮機轉(zhuǎn)子型線第七屆全國食品冷藏鏈大會轉(zhuǎn)子齒數(shù)比為8/5實現(xiàn)面對面的密封接觸線短泄漏三角形小面積利用系數(shù)大易形成動力潤滑油膜轉(zhuǎn)矩分配合理NH3/CO2復(fù)疊系統(tǒng)流程圖高溫級R717(NH3)CO2壓縮機NH3

壓縮機冷凝蒸發(fā)器CO2蒸發(fā)器CO2

氣液分離器低溫級CO2NH3

冷凝器NH3

貯液器NH3

節(jié)流原件NH3氣液分離器回?zé)崞?CO

節(jié)流原件CO2

泵油分離器油分離器CO2貯液器第七屆全國食品冷藏鏈大會NH3單機雙級壓縮機油分NH3冷凝器NH3貯液器冷凝蒸發(fā)器NH3氣液分離器CO2貯液器CO2氣液分離器蒸發(fā)器第七屆全國食品冷藏鏈大會干燥過濾器CO2

泵CO2載冷劑系統(tǒng)流程圖直接冷卻式（直接膨脹式）?屋內(nèi)氨泄漏的危險度?需要大量的氨冷媒?系統(tǒng)簡單間接冷卻式?不存在屋內(nèi)泄漏的危險度?極少量的氨冷媒?系統(tǒng)復(fù)雜第七屆全國食品冷藏鏈大會CO2做載冷劑氨壓縮冷凝機組第七屆全國食品冷藏鏈大會作載冷劑的換熱COP及電力消耗0%20%40%60%80%100%120%140%塩化カルルシウム炭酸ガス蟻酸ブライン?????の種類裝置COPブライン動力107%136%100%67%10%第七屆全國食品冷藏鏈大會COPで最高値を達成載冷劑粘度密度比熱流量泵電機管徑mPa?skg/m3kcal/Kkgm3/hrkWA氯化鈣鹽水(29.9wt%)21.113130.62948.211125蟻酸

(FP-40)9.3813750.62446.47.5125CO20.166106671.431.61.125/32黏度低;換熱COP高比熱大;流量小CO2泵供液系統(tǒng)NH3壓縮機油分NH3冷凝器NH3貯液器冷凝蒸發(fā)器NH3氣液分離器CO2壓縮機油分CO2貯液器CO2氣液分離器回?zé)崞鰿O2節(jié)流原件CO2

泵第七屆全國食品冷藏鏈大會蒸發(fā)冷凝器低壓級膨脹閥低溫級蒸發(fā)器高壓級膨脹閥低壓級液泵中間帶負荷系統(tǒng)低壓級

–CO2低溫級壓縮機高壓級

-NH3高溫級壓縮機氣液分離器-

40

oC第七屆全國食品冷藏鏈大會-

10

oC中間蒸發(fā)器低溫級蒸發(fā)器氣液分離器油整流器第七屆全國食品冷藏鏈大會蒸發(fā)冷凝器CO2回油系統(tǒng)T與CO2互溶的POE合成油，CO2分子與潤滑油分子在氣相空間形成聚集體分子，然后回到潤滑油溶液中，從而形成含有CO2的潤滑油。如采用與CO2互溶的POE潤滑油，由于CO2與油互溶，則油分分離效果降低，大量潤滑油進入冷凝器和蒸發(fā)器，在換熱器表面形成油膜，降低換熱器的換熱效果。采用礦物油，壓縮機組的油分效果好，但系統(tǒng)回油需要良好的解決方案。第七屆全國食品冷藏鏈大會CO2系統(tǒng)回油CO2

儲液器控制器PS輔助冷卻系統(tǒng)第七屆全國食品冷藏鏈大會CO2輔助維持冷卻系統(tǒng)輔助制冷機組安裝位置影響 壓縮機開機時間壓縮機開機回液氣液分離器、貯液器體積等單凍機的沖霜CO2制冷系統(tǒng)CO2壓縮機CO2泵CO2

氣液分離器ICM閥1

ON/OFFICS閥2

ON/OFFICM閥2

ON/OFFICS閥1

ON/OFFICM3

電動調(diào)節(jié)閥CO2蒸發(fā)器冷凝蒸發(fā)器充霜蒸發(fā)器器第七屆全國食品冷藏鏈大會單凍機的沖霜第七屆全國食品冷藏鏈大會CO2沖霜采用熱氣沖霜的循環(huán)方式，壓縮機排出的高溫高壓氣體進入單凍機蒸發(fā)器，利用排氣的熱負荷把蒸發(fā)器表面的冰融化.沖霜時要控制進入蒸發(fā)器內(nèi)氣體壓力當(dāng)CO2壓縮機排氣壓力低,對應(yīng)CO2飽和溫度低，不能使蒸發(fā)器表面冰融化當(dāng)CO2壓縮機排氣壓力高,對應(yīng)CO2氣體飽和溫度高，沖霜效果好但是由于壓縮機排氣壓力高，壓縮機運行條件惡劣采用新型殼管高效換熱器，解決了承壓高的難題采用U型換熱管的結(jié)構(gòu)型式，CO2在管內(nèi)冷凝，NH3在管外蒸發(fā)采用管內(nèi)使用50頭大螺紋，管外使用“T”槽的雙面強化鋼制換熱管，強化了傳熱效果采用鋼制換熱管適用于氨和二氧化碳的同時作用冷