介绍一种新型的低温冷藏库制冷系统—CO_2/NH_3复叠式制冷系统

氨在制冷工业中是一种最常用的天然制冷剂 ,但由于氨的臭味和毒性在食品工业中尚难以推广使用。CO2 也是一种既不破坏臭氧层也不影响地球温暖化的天然制冷剂 ,它无毒无臭又价钱便宜。近年来日本约克公司已开发出实用的CO2 高压压缩机系列 ,很适宜于CO2 /NH3复叠式制冷系统中使用。经济比较指出 ,在低温冷库中使用CO2 /NH3复叠式制冷系统比常规的氨间接蒸发盐水系统 ,无论在初投资和年运行费用方面都低得多。为此 ,今后在设计大型低温冷藏库时采用CO2 /NH3复叠式制冷系统不失为一种良好的选择方案。

某物流冷库NH_(3)/CO_(2)复叠式制冷系统调试总结及分析

随着复叠式制冷系统在食品冷冻冷藏行业的应用及推广,NH_(3)/CO_(2)复叠式制冷系统被广泛的应用到食品速冻、物流冷库中。制冷设备的稳定运行是食品冷冻冷藏安全的关键,关乎生产经营企业的根本利益。本文主要总结NH_(3)/CO_(2)复叠式制冷系统在运行调试过程中存在的问题及解决方案。通过故障的总结分析,判断问题出现的原因。为制冷系统的安全稳定运行提供技术支持,同时为一线的调试人员提供技术参考。

CO_2/NH_3复叠式制冷系统在美国大型冷库的应用实例

一、概况 （一）CO2作为制冷剂早在1866年成功用CO2制冷机制取商业用冰，发展到1930年，全世界80％的轮船采用CO2制冷机。后因CFCs良好的热力性能，才使CO2逐渐退出制冷领域（1950年最后一艘CO2制冷船停止服役）。

NH_3/CO_2复叠式制冷系统概述

介绍天然工质CO2和NH3作为制冷剂的优点和不足之处。概述NH3/CO2复叠式制冷系统的基本原理和组成并进行理论计算。根据近年来国内一些研究单位所做的相关实验研究,总结NH3/CO2复叠式制冷系统的热力学特性。

商超用NH_(3)/CO_(2)复叠双温制冷系统研究

建立商超用NH_(3)/CO_(2)复叠双温制冷系统的热力学模型,拟合压缩机的等熵效率,并对系统运行参数进行计算分析。将某工况下的模拟计算结果与试验测试数据进行对比,验证系统模型的合理性。结果显示:不同中低温蒸发温度对制冷系统性能均具有影响,且系统制冷系数(COP)随中温蒸发温度的升高呈现先增大后减少的趋势。工况一定时,高温冷凝温度越低,系统COP越高;蒸发冷凝器的传热温差越大,高低温级间制冷剂流量比越小,则系统COP越低;提升NH_(3)的冷凝过冷度,降低其蒸发过热度,均对提升系统COP具有积极作用。研究结果对NH_(3)/CO_(2)复叠双温制冷系统的理论研究与技术发展具有较好的指导意义。

NH_3/CO_2复叠制冷系统中CO_2螺杆压缩机的研发

NH3/CO2复叠制冷系统中,压缩机是其中的关键部件之一,对系统的性能及运行成本具有重要的作用。本文介绍了一种应用在低温制冷循环中的CO2双螺杆压缩机的设计及相关试验。采用包络理论设计了转子的型线,阳转子齿数为5,阴转子齿数为8,在此基础上设计了压缩机的排气孔口,并对转子进行了三维受力变形计算,从计算结果可以看出转子变形和轴承可以满足要求。试验证明设计的CO2双螺杆压缩机能够应用在NH3/CO2复叠制冷系统中。

CO_2-NH_3复叠与NH_3制冷系统的流程参数比较

设计了典型的CO2-NH3复叠式制冷流程和NH3两级压缩制冷流程,对流程进行了模拟计算,比较了两者的关键参数,并分析了换热器的热流分布及氨系统的参数优化。结果表明:在蒸发温度-45℃的条件下,复叠式系统的压缩机总功耗、制冷剂NH3流量小于氨系统,但氨系统具有较大规模的中温制冷量,其总制冷系数COP大于复叠式系统。复叠式系统冷凝蒸发器的两相流间换热温差较小,而氨系统中间冷却器的换热温差较大。随着低压级排气压力的上升,以及中间温度的降低,氨两级压缩机的总功耗呈下降趋势。

NH_3/CO_2复叠制冷系统实验研究

对NH_3/CO_2复叠式制冷系统进行了性能实验,并对NH_3/CO_2复叠系统、两级NH_3系统以及单级NH_3系统的性能进行了比较。结果表明,当CO_2冷凝温度升高时,复叠系统的COP先增大后降低;随着冷凝蒸发器中换热温差的降低、CO_2蒸发温度的升高,系统COP逐渐升高。在较低的蒸发温度下,NH_3/CO_2复叠系统的COP高于两级NH_2、单级NH_2系统。结果表明自然工质的NH_3/CO_2复叠式制冷系统在低温工况下具有良好的应用前景。

NH3／CO2复叠式制冷系统的仿真与实验研究

运用集总参数法建立了NH3／CO2复叠式制冷系统的稳态仿真数学模型，计算和分析了低温循环冷凝温度对系统COP值和质量流量比的影响；最优冷凝温度随蒸发温度的变化：蒸发温度和冷凝温度对系统COP值的影响，以及不同冷凝蒸发传热温差下系统COP值的变化关系，比较了某工况下仿真结果与实验测试数据，验证了仿真模型正确性，对进一步深入研究NH3／CO2复叠式制冷系统具有一定的指导作用。

NH_3/CO_2复叠制冷系统实验研究

对NH_3/CO_2复叠式制冷系统进行了性能实验,并对NH_3/CO_2复叠系统、两级NH_3系统以及单级NH_3系统的性能进行了比较。结果表明,当CO_2冷凝温度升高时,复叠系统的COP先增大后降低;随着冷凝蒸发器中换热温差的降低、CO_2蒸发温度的升高,系统COP逐渐升高。在较低的蒸发温度下,NH_3/CO_2复叠系统的COP高于两级NH_3、单级NH3系统。结果表明自然工质的NH_3/CO_2复叠式制冷系统在低温工况下具有良好的应用前景。

NH_3/CO_2复叠制冷系统在单冻机的应用

就NH_3/CO_2复叠式制冷在实际制冷循环中的应用进行分析,对其流程做一简要论述,从而为NH3/CO2复叠式制冷系统的设计提供依据。

NH_3/CO_2复叠制冷系统在实际工程应用中的研究

随着NH3/CO2复叠式制冷系统的应用,开发高效冷凝蒸发器来提高系统的性能是必要手段。对一种新型NH3/CO2冷凝蒸发器进行实验研究得出:不同制冷工况下,不同的换热温差,测试出相对应的传热系数,对比分析出不同布管形式对传热系数、换热温差、热流密度等的影响,从而得出最优的布管方式,为高效冷凝蒸发器的开发和设计奠定了基础。

NH3／CO2复叠制冷系统实验研究

对NH_3/CO_2复叠式制冷系统进行了性能实验,并对NH_3/CO_2复叠系统、两级NH_3系统以及单级NH_3系统的性能进行了比较。结果表明,当CO_2冷凝温度升高时,复叠系统的COP先增大后降低;随着冷凝蒸发器中换热温差的降低、CO_2蒸发温度的升高,系统COP逐渐升高。在较低的蒸发温度下,NH_3/CO_2复叠系统的COP高于两级NH_3、单级NH_3系统。结果表明自然工质的NH_3/CO_2复叠式制冷系统在低温工况下具有良好的应用前景。

两种CO_2复叠式制冷系统的性能分析

为了提高复叠式制冷系统的性能,有必要对不同的复叠式制冷循环进行对比分析。本文建立了2种分别采用R290/CO_2与R404A/CO_2工质的复叠式制冷循环的计算模型,并进行理论模拟计算与对比分析。结果表明,R290/CO_2复叠式制冷循环的COP比R404A/CO_2循环高;而且2种制冷循环中,都存在最佳低温循环冷凝温度,使得系统COP取得最大值。应尽量增大蒸发温度、减小冷凝温度以及降低冷凝蒸发器传热温差,这也有利于循环的安全运行。总之,R290/CO_2复叠式制冷循环的综合性能更优,在环境保护、节约能源方面具有较好的发展前景。

R32与CO_2复叠式制冷系统的分析

作为制冷剂,R32和CO_2具有良好的环保性能。本文采用分析法对R32/CO_2复叠式制冷循环进行了能量分析。结果表明:在一定蒸发温度T_e、冷凝温度T_k和冷凝蒸发器的传热温差ΔT条件下,在相同最佳低温级冷凝温度T_(3opt)时,系统总损X_(tot)取得最小值,性能系数COP和效率η_e取得最大值;为了有利于减小系统总损X_(tot)、提高性能系数COP和效率η_e,应尽量提高蒸发温度T_e、降低冷凝温度T_k和冷凝蒸发器的传热温差ΔT;在最佳低温级冷凝温度T_(3opt)时,高温级节流阀、冷凝器、冷凝蒸发器、高温级压缩机、低温级压缩机的损占总损的比例依次减小,其总和占总损的80%以上,应尽量减小以上部件的不可逆程度,以利于节能。

CO_2/NH_3复叠式制冷在冷冻冷藏工程中的应用

随着CFC和HCFC类物质淘汰进度的加快,液氨毒性和安全性的限制,CO2作为制冷剂的使用也越来越被人们看好。CO2/NH3复叠式制冷技术的提出和应用在国内虽然做了不少的研究和试验,但是大多集中在系统循环的分析和系统的优化。本文从CO2/NH3复叠式在冷冻冷藏工程中的应用方面对有关技术问题进行了分析。

排气冷却R290/CO_2复叠式制冷系统性能分析

通过对带排气冷却器的R290/CO_2复叠式制冷系统的性能分析,以及与不带排气冷却器的R290/CO_2复叠式制冷系统的性能进行比较,得出在相同的运行工况下,当排气冷却器的热负荷为1.4 kW,低温循环的冷凝温度为-20℃,制冷量为10kW时,排气冷却器在降低冷凝蒸发器CO_2的入口温度方面起到显著作用,高温循环制冷剂R290的质量流量减少11.4%,相应的高温循环压缩机的功耗和冷凝器的热负荷均降低11.4%,R290/CO_2复叠式制冷系统的COP提高8.8%。

NH3和CO2制冷剂及其复叠式制冷系统

本文对NH3和CO2制冷剂及其复叠式制冷系统进行了简要阐述。NH3和CO2作为单一制冷工质在使用中存在有不足,NH3有毒性、可燃性、安全性低,从而限制了它在制冷空调领域中的使用;CO2具有在使用温度下的压力很高(常温下冷凝压力高达8MPa),致使机器设备笨重,未被广泛推广应用。NH3/CO2复叠式制冷系统相比NH3单级压缩或两级压缩制冷系统具有明显的优势。

不同季节工况下变转速NH_(3)/CO_(2)复叠制冷系统性能研究

目的:研究在不同季节工况、蒸发温度为25℃条件下,高温压缩机转速对NH_(3)/CO_(2)复叠制冷系统性能的影响。方法:建立NH_(3)/CO_(2)复叠制冷系统模型并验证其可靠性,计算分析高温压缩机转速与系统高温蒸发温度、高温排气温度、中间温度、高温压缩机功率、制冷量、性能系数的变化关系。结果:仿真模型对制冷量的预测与理论值的相对误差小于14.1%。高温压缩机转速从2300 r/min增至3300 r/min,春季、夏季、秋季、冬季工况下的制冷量分别提升了31.7%,41.7%,33.9%,25.2%,且在低转速范围内冬季制冷量最高;高温压缩机功率呈两段式上升趋势,提升了40%~45%。结论:存在使得性能系数最大的最佳高温压缩机转速。基于系统对不同季节工况的适应性问题,提出了变转速NH_(3)/CO_(2)复叠制冷系统方案,与定转速系统相比每年可减少19.9%耗电量。

CO_2/NH_3复叠系统热力分析与冷凝蒸发器冷凝温度的优化

对CO2/NH3复叠制冷系统进行合理的假设,并将与压比有关的压缩机等熵效率拟合公式引用到计算中,其结果与实验数据吻合的比较好。通过热力分析,可知系统各主要部件由不可逆而多消耗的附加功在不同的Tcas_c下对系统的影响程度是不同的。对数据进行分析并应用多元线性回归法拟合出以Te、Tc和ΔT为自变量的最优Tcas_c及相应COPmax数学表达式。