CO_2-NH_3低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较

本文介绍了一种用于低温环境的采用自然工质CO2-NH3的复叠式制冷循环,介绍和分析了CO2和NH3的物性特征,并且进行了该复叠式制冷循环的热力学理论分析,通过计算得出了不同蒸发温度下的最佳低温循环的冷凝温度和最佳流量比。通过与R13-R22和NH3-NH3复叠式循环的比较,可以看出CO2-NH3的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有明显优势。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

NH_3/CO_2复叠换热器性能的实验研究

随着NH3/CO2复叠式制冷系统的推广应用,开发高效复叠换热器对于提高整个系统的性能至关重要。通过对一台NH3/CO2复叠式制冷系统进行实验研究,分析运行工况和传热管数量对复叠换热器的传热温差、热流密度和换热系数等性能参数的影响规律;获得了NH3/CO2复叠换热器在工程设计中的换热系数取值范围为1987～2378 W/(m2.K);通过实验得到了复叠换热器的改进方案,使其传热面积减少了60%,有效地降低了复叠换热器的制造成本。

复叠制冷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。

NH3/CO2复叠制冷系统热力学分析

本文根据已有实验结果对NH_3/CO_2复叠制冷系统高低温级压缩机绝热效率和容积效率进行了拟合。将得到的经验公式用于复叠制冷循环热力学分析,对最优低温级冷凝温度,最大COP和最优质量流量比分别进行了多元线性拟合,多元线性拟合一种形式是以蒸发温度、冷凝温度和复叠温差为变量,另一种是以蒸发温度、冷凝温度、复叠温差和高低温级压缩机绝热效率和容积效率为变量,并对两种拟合方式进行了对比。最后用拟合公式计算得到的不同工况下的最优低温级冷凝温度与文献中拟合公式计算结果进行了对比。

CO_2载冷剂氨双级压缩制冷系统及其性能分析

针对氨制冷系统在实际应用中存在安全隐患的问题,总结提高系统安全性的方法和途径,介绍以CO2为载冷剂的半封闭式氨制冷系统的组成及其应用。对以CO2为载冷剂的氨双级压缩制冷系统性能进行理论计算与对比分析,结果表明:在蒸发温度为-50^-30℃范围内,与NH3/CO2复叠式制冷系统相比,CO2载冷剂氨双级压缩制冷系统的EER约高5.7%~10.8%。

NH_3/CO_2和R507/CO_2复叠式制冷系统性能模拟分析

建立了NH_3/CO_2和R507/CO_2复叠式制冷系统热力学模型,并改变冷凝蒸发器换热温差、低温级蒸发温度和高温级冷凝温度来研究两种系统的性能。结果表明,冷凝蒸发器换热温差对R507/CO_2复叠式制冷系统效率影响更大,相同工况下,R507/CO_2复叠式制冷系统的COP略低于NH_3/CO_2复叠式制冷系统,但R507/CO_2复叠式制冷系统随低温级蒸发温度升高的增长速率较大,随高温级冷凝温度增长而降低的速率较小,且R507制冷剂比NH_3制冷剂更加安全,可以通过降低冷凝蒸发器换热温差,提高低温级蒸发温度,降低高温级冷凝温度的方法来提高复叠式制冷系统COP。

国内外大型低温冷藏库氨制冷系统和制冷设备节能及安全技术的发展趋势

近年来国内外冷冻冷藏行业针对不同的冷库形式和贮藏用户特点,在低温冷藏库氨制冷系统和制冷机器、设备采用一些节能及安全技术。本文根据我国的国情和国外先进国家氨制冷系统的发展趋势做出一些研究和对比。

氨制冷新技术及其进展

氨具有良好的热物性和传输特性,是CFCs与HCFCs理想的替代工质。本文介绍了当今氨在制冷空调领域应用的新技术,NH3/CO2复叠制冷技术、氨用CO2载冷技术、NH3冷水机组等,另外,本文还从安全可靠、高效、小型化和自动化等方面阐述了氨制冷技术的发展趋势。我国的氨制冷技术的发展较为缓慢,可靠性和先进性与国外差距较大,必须加强氨制冷技术的研发力度,促进我国氨制冷技术的发展。