CO_2制冷技术及其在冷冻冷藏中的应用

对CO2制冷剂的应用历史、物性及其热力循环的类型和特点进行介绍。以CO2为制冷剂的系统包括CO2单一工质系统、CO2复叠式系统、CO2自复叠系统及CO2载冷剂系统4种形式,本文结合工程实例比较分析这4种系统各自的优缺点、适宜的应用场合和地域。     

CO_2复叠制冷系统与载冷剂制冷系统适用范围研究

鉴于自然工质制冷剂具有优良的环保特性,相关技术的推广应用越来越多地受到人们的关注,其中CO_2与NH3被视为是最适合且最有潜力的自然工质。在冷冻冷藏领域,工业界和学术界使用最为广泛的制冷系统——NH3/CO_2复叠制冷系统与NH3压缩CO_2载冷剂制冷系统,这两种系统应用的工况范围并没有得到清晰而广泛的共识。对此,本文在常规商业冷冻冷藏应用温度区间内,分别对NH3/CO_2复叠制冷系统及NH3压缩CO_2载冷剂制冷系统的制冷性能进行分析,并结合实际工程应用条件,得出CO_2复叠制冷系统与载冷剂制冷系统各自适合的工作范围,旨在为CO_2制冷系统的合理应用提供参考。研究表明,在需求蒸发温度低于-25℃的场合宜采用NH3/CO_2复叠制冷系统作为供冷系统,并且对于CO_2压缩机,最高吸气压力应不小于1.97 MPa,CO_2压缩机的最高允许排气压力也应大于4.07 MPa。     

R507/R744复叠式制冷系统在水产品冷冻中的应用

目的研究25间-30℃水产品速冻库和4间-25℃的水产品低温冷藏库的方案及选型设计,找出最佳的制冷系统优化设计方案。方法基于CO_2制冷剂绿色、高效、节能的优点,通过CO_2压缩机并联技术,提出用于水产品冻结与冻藏的R507/R744复叠式制冷系统,并在蒸发温度为-30℃条件下,选用不同制冷剂,采用BITZER压缩机软件,研究计算不同系统的制冷效率(COP),并对不同制冷系统的COP、经济性进行分析。结果该系统相比R507制冷系统的COP提高了10%以上,该系统整体年运行电费平均比国内氨制冷系统节省了50%以上,并对这类工程应用中需要关注的安全问题提出了设置备用电机及主安全阀的解决方案。结论在水产品冷冻冷藏中,通过对不同制冷系统进行制冷效率和年耗电量的对比,得出选用R507/R744复叠式制冷系统,具有制冷效率更高,年耗电量更少的优点。     

CO2制冷特性和应用分析

介绍了CO2制冷剂的的历史和发展;分析总结了CO2的物理化学性质和制冷特性;阐述了亚临界循环、跨临界循环等4种制冷循环的基本原理;介绍了CO2制冷技术在汽车空调、热泵系统和复叠式制冷系统等方面的应用。     

关于CO_2作为环保制冷剂的性能分析

针对CFC和HCFC及HFC类制冷剂对大气臭氧层、全球温室效应影响问题,采用对比分析方法,分析了CO_2作为替代制冷剂的明显优势和不足及应用前景。结果表明,CO_2是理想的环保制冷剂之一,随着制冷与空调技术领域的发展必将会得到广泛应用。     

CO_2汽车空调系统排气压力优化研究

CO_2是一种环保制冷剂,也是未来汽车空调制冷剂的可行方案之一。经过研究发现,带回热器的跨临界CO_2汽车空调系统在制冷运行时,系统存在最优的排气压力,在此排气压力下,系统具有相同工况条件下的最优能效比COP。本文通过分析和计算,进一步确定了系统的最优压力和气冷器出口的温度线性相关。而气冷器的出口温度受制于环境温度,所以系统的最优排气压力取决于环境温度。CO_2热泵空调系统可以依据此建立系统的最优COP控制策略,保证系统的高能效运行,从而减少空调系统能耗。     

CO_2热泵热水机发展现状

随着对臭氧层破坏和温室效应的不断关注,高GWP值制冷剂的使用将不断受到限制,自然制冷剂和近自然制冷剂将得到快速发展,其中CO_2作为自然制冷剂将发挥重要作用。本文介绍CO_2作为制冷剂的一般特性及其原理,总结CO_2热泵热水机采用的标准及其优势,并介绍其国内外发展现状,呼吁进一步发展CO_2热泵热水机。     

低GWP制冷剂在冷冻冷藏行业的应用分析

随着环境问题的日益突出,冷冻冷藏行业制冷剂的应用也面临新的选择。本文主要介绍了在低GWP应用趋势下,适用于冷冻冷藏的多种低GWP制冷剂的应用情况。这些制冷剂可分别用于R134a和R404A制冷剂的替代。选择适应未来的制冷剂,需要从平衡性能(能力能效)、安全性(可燃性和毒性)和可持续性(GWP值限制)、商业化状态、全生命周期成本等多方面因素综合考虑。通过案例比较了人工合成制冷剂与CO_2在全生命周期内的CO_2当量排放和运行成本。     

商超跨临界CO_2增压制冷系统及技术应用现状

随着制冷剂替代工作的推进,环保性优良的CO_2制冷在商超领域的应用逐渐形成了趋势。针对商超应用,新型的跨临界CO_2增压制冷系统出现在了市场中。本文对其流程和可能的改进措施进行了介绍。同时,通过热力学分析,证明了跨临界CO_2增压系统的优越性,其COP较传统的跨临界CO_2系统可以提高10%以上。本文还详细介绍了跨临界CO_2制冷技术如今在全球范围内商超的应用现状,总体增长迅猛,主要集中在欧洲和日本。     

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%。     

CO_2作为载冷剂的制冷系统：系统及分析

介绍采用CO2作为载冷剂的制冷系统,分析其控制方式。对以NH3为制冷剂、CO2为载冷剂的制冷系统为例进行分析计算,并对具体的应用案例进行分析。通过优化设计及控制系统可以使CO2作为载冷剂的制冷系统的效率在一定程度上得到提高,安装成本也能得到很好的控制。     

CO2作为汽车空调替代工质的可行性研究

阐述了目前汽车空调系统广泛使用的R134a工质的特性；对于CO_2作为汽车空调替代物的可行性以及其与设备的适应性进行分析；对使用CO_2后汽车空调的制冷系统的一些改进措施进行了探讨。     

工商制冷设备可燃性制冷剂相关安全标准的研究动态

简述了现有各类可燃性制冷剂相关安全标准,着重介绍了与工商制冷设备相关的可燃性制冷剂标准,分析并比较了这些标准中制冷剂命名、安全性分类以及制冷系统安全要求等差异,以期为制修订我国工商制冷空调设备使用可燃性制冷剂标准提供技术支持。     

A comparative study on the environmental impact of supermarket refrigeration systems using low GWP refrigerants

Supermarket refrigeration systems have high environmental impact due to their large refrigerant charge and high leak rates. Consequently, the interest in using low GWP refrigerants such as carbon dioxide (CO₂) and new refrigerant blends is increasing. In this paper, an open-source Life Cycle Climate Performance (LCCP) framework is presented and used to compare the environmental impact of four supermarket refrigeration systems: a transcritical CO₂ booster system, a cascade CO₂/N-40 system, a combined secondary circuit with central DX N-40/L-40 system, and a baseline multiplex direct expansion system utilizing R-404A and N-40. The study is performed for different climates within the USA using EnergyPlus to simulate the systems' hourly performance. Further analyses are presented such as parametric, sensitivity, and uncertainty analyses to study the impact of different system parameters on the LCCP.     

氨制冷技术的应用现状及发展趋势

剖析氨制冷剂的特点，分析国内外氨制冷系统的应用现状和存在的问题；从氨制冷系统优化、控制技术提高、安全性保障、氨系统小型化以及我国在氨制冷系统设计规范、设计手册中对安全性的要求等多个方面阐述氨制冷技术的发展趋势和尚需逐步解决的问题；提出简化氨制冷系统的具体思路；指出我国应加速研发小型氨制冷压缩机，重视氨制冷设备及应用的理论与试验研究，以简化系统、推进小型化进程，拓展氨制冷系统的应用领域。     

再循环重力供液制冷系统实验

对重力供液制冷系统形成再循环的条件和再循环时蒸发器的传热性能进行理论分析,建立相应的数学模型。将重力供液制冷系统与直接膨胀供液制冷系统进行比较,得到两种不同制冷系统工作特性上的差异。通过在焓差实验室中测定制冷系统在不同工况下的压力、风量、制冷量以及耗功等技术参数,得到重力供液制冷系统和直接膨胀供液制冷系统在室外干球温度一定的情况下传热系数、制冷量以及系统COP的变化规律。实验表明:再循环的形成可以增大制冷剂流速同时充分润湿传热表面,强化换热效果显著,在测试的工况下蒸发器的传热系数可增大近40%,COP最大提高7.6%,低温工况的增幅更大。     

R404A／CO2复叠制冷系统与CO2低温载冷剂系统对比分析

简述R404A／CO2复叠制冷系统与CO2低温载冷剂系统,并对各系统的能效情况进行理论分析。结果表明：当蒸发温度在-30～-50℃范围内时,复叠制冷系统的能效明显高于CO2低温载冷剂系统。     

A single stage absorption refrigeration system dynamic mathematical modeling,adjustment and experimental validation

In this paper, a dimensionless dynamic mathematical model is proposed, in order to analyze the response of single stage absorption refrigeration systems according to operating and geometric parameters. Suitable control volumes are defined in order to obtain the system dynamic response. Mass accumulation in the components is neglected, and the system is divided in two regions: i) the absorbent/refrigerant solution in the thermal compressor, and ii) pure refrigerant in the condenser, expansion valve and evaporator. The temperatures at each control volume are calculated in time with a system of ordinary differential equations (ODEs) for the refrigerant side, and with a system of non-linear algebraic equations for the absorbent/refrigerant solution side of the refrigerator. The model equations are based on conservation of mass and energy principles, and simple functions to evaluate the thermodynamic properties of the ammonia–water system. Two sets of experimental data from an absorption refrigeration prototype were used to carry out model adjustment (set 1), followed by experimental validation (set 2), which showed good qualitative and quantitative agreement, within the experimental uncertainties. Dynamic simulations were conducted to assess the adequacy of model assumptions. Since accuracy and low computational time were obtained, it is reasonable to expect that the mathematical model could be used as a reliable design, control and optimization tool for absorption refrigeration systems.     

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%。     

Industrial absorption refrigeration plants with storage facilities

Waste heat can be used for refrigeration purposes by means of either the absorption refrigeration system or the mechanical compression systems driven by a Rankine cycle. If the heating, or the duty, is intermittent the absorption refrigeration system can incorporate the storage of liquid refrigerant and weak solution with thermodynamic and operational advantages. The working principle of such an absorption refrigeration plant with the binary system NH₃---H₂O are explained and compared with conventional methods.