CO2制冷劑在食品冷凍冷藏中的應(yīng)用前景

周子成

1 引言

二氧化碳 (CO2)“自然制冷劑”是一種不燃,無毒,無致癌危險的制冷劑,它的ODP=0,GWP=1,是眾所周知的環(huán)境友好型制冷劑。CO2在常溫和大氣壓下存在于氣態(tài)。目前,全球CO2的平均容積濃度約為百萬分之390(390 ppm)。

CO2作為制冷劑具有悠久的歷史。從19世紀(jì)50年代開始,已經(jīng)對這種自然制冷劑在制冷系統(tǒng)中的性能進(jìn)行了研究和測試。到19世紀(jì)90年代,CO2已成為世界各國冷凍冷藏和運(yùn)輸易腐食品的首選制冷劑。例如,肉類食品從阿根廷、新西蘭和澳大利亞等地通過CO2冷藏船經(jīng)歷了幾個星期的航程、跨越半個地球運(yùn)輸?shù)綒W洲消費(fèi)地,這些冷凍肉類仍可與新鮮肉相媲美。在1900年,超過300艘CO2冷藏船從許多遙遠(yuǎn)的海岸運(yùn)送肉制品到消費(fèi)地。這一年,僅英國就進(jìn)口了36萬噸來自阿根廷、新西蘭和澳大利亞的冷凍牛肉和羊肉。到1935年后,每年要運(yùn)輸百萬噸肉類、奶制品、水果等食品到英國消費(fèi)。CO2制冷劑在冷藏、冷凍和海洋運(yùn)輸食品的應(yīng)用中取得了優(yōu)勢地位。在1930年統(tǒng)計(jì),全世界采用CO2制冷劑的冷藏船已經(jīng)占各種冷藏船總量的80%。

到了20世紀(jì)30年代,出現(xiàn)了氟里昂制冷劑。由于它的工作壓力比CO2低,安全、無毒、不燃、與材料不起作用等優(yōu)良性能,而相比之下,CO2的工作壓力很高,系統(tǒng)的所有零部件都不能與氟里昂制冷系統(tǒng)的通用,使CO2很快被R22所取代。

到了20世紀(jì)70年代,美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)那些正在廣泛使用的氟里昂制冷劑排放到大氣中會破壞臭氧層和產(chǎn)生溫室效應(yīng),使全球氣候變暖,危害環(huán)境。據(jù)預(yù)測,在未來的100年里,地球表面大氣的溫度將上升1.5到4.5K。于是,在世界各國政府、科學(xué)家和企業(yè)家共同努力下,制定出了一系列消除這些危害的有效措施。包括從限制使用氟里昂制冷劑過渡到淘汰使用這些制冷劑。首先是對CFCs和HCFCs的限制和淘汰。從而使CO2再次成為一種被人們重視的制冷劑。

CO2在當(dāng)前制冷系統(tǒng)中使用的優(yōu)點(diǎn)是基于其合適的熱物理性能:粘度低、導(dǎo)熱性高、制冷劑蒸發(fā)/凝結(jié)潛熱高、蒸汽密度高,容積制冷量高、系統(tǒng)壓降小。這些優(yōu)良的性能使蒸發(fā)器、冷凝器、氣體冷卻器中傳熱效果好,與CFCs和HFCs相比,CO2設(shè)備尺寸縮小,機(jī)組和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。

目前,CO2制冷劑在制冷與空調(diào)中的應(yīng)用主要有三方面:熱泵熱水器、汽車空調(diào)和食品冷凍冷藏。在熱泵熱水器中的使用已比較廣泛和成熟,在一些國家中已經(jīng)商業(yè)化。跨臨界運(yùn)行 (即熱量在高于臨界點(diǎn)排熱)在熱泵熱水器中獲得了成功應(yīng)用,因?yàn)樗辛己玫臏囟然迫ミm應(yīng)水和超臨界CO2之間的匹配,有利于提高性能系數(shù) (COP)。在汽車空調(diào)、超市陳列柜,以及自動售貨機(jī)中正在提倡使用CO2制冷劑。在大型工業(yè)系統(tǒng)中,CO2作為復(fù)疊系統(tǒng)的低溫級制冷劑使用,通常以氨或R-507A作為高溫級制冷劑。在中型商業(yè)系統(tǒng)中,CO2也用作復(fù)疊系統(tǒng)的低溫級制冷劑,以HFCs或HFCs作為高溫級制冷劑。CO2熱泵熱水器商業(yè)化的成功經(jīng)驗(yàn),對開發(fā)CO2冷凍冷藏制冷系統(tǒng)是很好的借鑒。

CO2具有良好的安全性能,從環(huán)境問題、安全問題和成本差異等方面比較,它應(yīng)用在較大用量的冷凍冷藏領(lǐng)域中是很理想的流體,尤其是它的價格便宜。在全世界許多地區(qū)超市中的應(yīng)用正變得越來越流行,發(fā)展前景十分廣闊。

2 使用CO2的例子

表1列舉了一些應(yīng)用的例子。

表1 食品冷凍冷藏領(lǐng)域一些CO2應(yīng)用的例子

在食品冷凍冷藏領(lǐng)域,以往使用的是常規(guī)制冷劑(CFC和HCFC),由于它們的GWP很高,會產(chǎn)生氣候變暖的直接效應(yīng)和間接效應(yīng),因此已被淘汰或限制使用。

CO2是一種良好的替代制冷劑,在瑞典,1995年安裝了第一個CO2系統(tǒng)。到2000年,已經(jīng)安裝了制冷量從10kW至280kW的40臺裝置。

CO2制冷劑率先在歐洲使用,尤其是在北歐國家和意大利正在發(fā)展,大約有100臺裝置使用CO2。

在澳大利亞,第一個超市CO2制冷系統(tǒng)于2007年12月在德雷克斯投產(chǎn)使用。自2005年以來,大約30個商業(yè)制冷和食品加工設(shè)施已安裝了復(fù)疊式CO2系統(tǒng)。

在英國,第二大百貨連鎖店New Asda超市于2010年安裝了CO2制冷裝置。

在德國,截至2010年1月,南德意志集團(tuán)的所有食品零售商阿爾迪的新店安裝了開利公司的CO2OLtecTM跨臨界CO2制冷系統(tǒng)。開利公司在全球已經(jīng)安裝了100臺CO2系統(tǒng)。

在美國和加拿大,第一個系統(tǒng)于2006年中期安裝,截至2008年底,已有9個低溫CO2系統(tǒng)是在美國和加拿大運(yùn)行,所有的均為兩級,制冷量從22kW至160kW。

在日本,2005年幾乎所有的日本各大飲料公司已經(jīng)開始購買使用天然制冷劑的售貨機(jī),它在市場上的累計(jì)數(shù)量已超過30 000臺。

全世界使用CO2的可口可樂售貨機(jī)在2007年有8 525臺,2008年有40 000臺,2010年有110000臺。

3 食品冷凍冷藏中的CO2循環(huán)系統(tǒng)

CO2的臨界點(diǎn)是31℃,當(dāng)環(huán)境溫度高時,若CO2向環(huán)境放熱時的溫度高于31℃,則放熱過程在超臨界進(jìn)行,循環(huán)成為跨臨界循環(huán),如圖1所示。當(dāng)環(huán)境溫度低時,若CO2向環(huán)境放熱時的溫度低于31℃,則放熱過程在亞臨界進(jìn)行,循環(huán)成為亞臨界循環(huán)。

圖1 CO2在壓-焓圖上的三相狀態(tài)

3.1 間接布置

CO2在以往的商業(yè)使用中,主要是用作凍結(jié)溫度間接式系統(tǒng)的二次制冷劑。由于工作溫度低,運(yùn)行工況遠(yuǎn)離臨界點(diǎn),工作壓力不很高。例如,CO2在-35℃時的壓力約為1.2MPa。間接布置的回路是將CO2通過它的蒸發(fā)/冷凝器與一次制冷劑循環(huán)回路偶合,在蒸發(fā)/冷凝器中,一次制冷劑在一側(cè)蒸發(fā),CO2在另一側(cè)冷凝。圖2示出了CO2兩種間接布置的基本回路。

圖2 兩種CO2間接布置基本回路圖

在圖2上只畫出了二次回路的流程,未畫出通過蒸發(fā)/冷凝器與它偶合的一次回路。在圖2A布置中,CO2依靠泵在回路中循環(huán)流動,通過向低溫冷凍食品的冷源吸熱蒸發(fā),再通過蒸發(fā)/冷凝器,向一次回路放熱,使CO2冷凝成液體,回到貯存容器。在圖2B布置中,CO2是流過連接兩個封閉回路的容器。冷凝器將進(jìn)入的干度約0.5的CO2氣液混合物冷凝成飽和液體,傳熱效果較圖2A要好一些。可以使流過冷凝器的CO2質(zhì)量流量降低,從而具有較低的壓降和溫差。

圖3表示了常規(guī)的DX系統(tǒng) (A)和單級二氧化碳間接系統(tǒng) (B)的流程圖。與常規(guī)制冷劑的系統(tǒng) (圖3A)相比,這種CO2系統(tǒng) (圖3B)工作壓力較高,其密度比其他制冷劑高,導(dǎo)致CO2在管道內(nèi)的低流速,從而使壓降和溫度降很小,回路的管徑和部件尺寸縮小,管道隔熱層的熱損失減小,制冷劑充注量減小,使陳列柜下方的管道更小,安裝連接更方便。但是間接回路與常規(guī)的直接膨脹(DX)系統(tǒng) (圖3A)相比,在冷凝器/蒸發(fā)器有一個額外的溫差,使壓縮機(jī)需要在較低的蒸發(fā)溫度下運(yùn)行,因而要消耗更多的能量。

圖3 常規(guī)的DX系統(tǒng)(A)和單級二氧化碳間接系統(tǒng) (B)示意圖

3.2 復(fù)疊系統(tǒng)

圖4 CO2復(fù)疊系統(tǒng)的流程圖

CO2作為復(fù)疊系統(tǒng)的低溫級,已經(jīng)在一些超市中應(yīng)用并正在成為一個越來越有競爭力的替代系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的高溫級制冷劑通常是丙烷、氨或R404A。中溫級(冷藏食品)和低溫級(冷凍食品)使用CO2作為二次回路的制冷劑。如圖4所示。

B和C是復(fù)疊式聯(lián)接的替換布置方案。D和E為蒸發(fā)器的替換布置方案。

在復(fù)疊系統(tǒng)中,復(fù)疊式蒸發(fā)/冷凝器和蒸發(fā)器可以有不同的布置方案。蒸發(fā)/冷凝器可能是一個板式、殼板式或管殼式換熱器。當(dāng)CO2是用作中溫位的制冷劑時,單容器可以作為積累液體的中溫級和低溫級回路的貯液器,冷凝是發(fā)生在蒸發(fā)器/冷凝器外面容器的地方,如圖4A中標(biāo)記復(fù)疊聯(lián)接(I)。這個圖顯示了帶有CO2作為低、中溫位的復(fù)疊系統(tǒng)的原理圖。

圖4B和圖4C是兩個復(fù)疊聯(lián)接的替換方案。在復(fù)疊聯(lián)接 (I)中,降低低壓級排氣過熱度的低溫級循環(huán),可以通過熱氣管路進(jìn)入復(fù)疊式冷凝器前從容器閃發(fā)某些液體與其相混合來實(shí)現(xiàn)。另外可以是飽和蒸氣進(jìn)入復(fù)疊式冷凝器。如圖4B中復(fù)疊聯(lián)接(II)所示。作為第三種替換,所有的熱量交換可以被安排在容器里,在那里只有高溫級制冷劑是管內(nèi)蒸發(fā)和CO2在貯液器內(nèi)的管外冷凝和貯存在貯液器內(nèi),如圖4C的復(fù)疊回路聯(lián)接 (III)。

當(dāng)中溫位用鹽水載冷劑而不是用CO2時,一次制冷劑可以被安排在兩個不同的換熱器中,提供中溫和低溫回路需要的冷量,如圖5A、圖5B所代表的復(fù)疊級聯(lián)接,其中兩個級都是通過載冷劑鹽水循環(huán)連接。這意味著將有高溫級蒸發(fā)和低溫級冷凝之間的高溫度差,它將會增加裝置的能源消耗。盡管這種布置有明顯的高溫差的缺點(diǎn),但這種布置仍然在一些裝置中使用,兩個冷藏柜用于低溫和高溫級,并由中溫回路連接。

圖5 一個載冷劑鹽水作為中溫水平制冷劑的復(fù)疊系統(tǒng)的示意圖 (A和B是復(fù)疊聯(lián)結(jié)替換布置)

對于直接膨脹的CO2低溫蒸發(fā)器,可在其出口實(shí)現(xiàn)某些需要的過熱度,如圖4E。或可以在間接CO2回路中使用滿液式蒸發(fā)器,如圖4A中蒸發(fā)器的布置 (I)。這將導(dǎo)致更好的蒸發(fā)器傳熱,但將會帶來額外的循環(huán)泵消耗微小的能量。

還有一種低溫級蒸發(fā)器布置是如圖4D所示。其中容器是用來過冷膨脹閥前的制冷劑,且制冷劑沒有達(dá)到過熱,而進(jìn)入壓縮機(jī)的蒸汽是飽和蒸汽。如在圖4A和4D的蒸發(fā)器布置 (I)和 (II),對于溫度非常低的長供給管和返回管,須要很好地予以隔熱。滿液式蒸發(fā)器的布置方式與在大型裝置及工業(yè)制冷應(yīng)用中的相似。

假設(shè)壓縮過程為等熵壓縮,對于運(yùn)轉(zhuǎn)在-8℃與-37℃和帶有7℃過熱的工況下,CO2在壓縮機(jī)出口的溫度是30℃左右,因此,可以使用一個在裝置附近、自來水、房間或環(huán)境空氣較冷的熱匯將熱量移去,從而降低了對高溫級循環(huán)的制冷負(fù)荷,如圖6所示。

圖6 帶有一個降低過熱度換熱器的復(fù)疊系統(tǒng)圖

據(jù)報導(dǎo),CO2制冷劑的復(fù)疊系統(tǒng)比常規(guī)系統(tǒng)的能源消耗要小。通常情況下,是與帶鹽水載冷劑的氨兩級系統(tǒng)的間接系統(tǒng)或與R404A的DX系統(tǒng)相比較。在CO2系統(tǒng)中,高溫級循環(huán)的制冷劑通常是丙烷、氨或R404A。如圖7、圖8和圖9所示,從而可得出結(jié)論,當(dāng)丙烷是用在高溫級系統(tǒng)時,CO2與DX相比具有較好的能源消耗情況。當(dāng)R404A的是用在高溫級時,它具有較高的安裝成本,但能源消耗明顯降低,且R404A的充灌量小,從而使該系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用降低。

圖7 丙烷/CO2利用重力循環(huán)的復(fù)疊系統(tǒng)圖

圖8 一個丙烷/CO2復(fù)疊的系統(tǒng)圖

不同的CO2復(fù)疊式系統(tǒng)的安裝成本不同。在氨一次回路的工業(yè)裝置中,其成本幾乎是與一個采用傳統(tǒng)的氨二次液體的系統(tǒng)相同,如圖9所示。

而在另一種情況,CO2復(fù)疊式的安裝成本比R404A的DX系統(tǒng)高100%以上,對于使用丙烷作為一次制冷劑的系統(tǒng),需要的安全預(yù)防措施將會增加安裝成本。

在另一個例子中,一個具有丙烷和乙二醇在中溫位的CO2復(fù)疊式系統(tǒng)的初始安裝費(fèi),比一個R404A的DX系統(tǒng)增加了20%。

圖9 CO2/氨復(fù)疊裝置流程圖

CO2是一種化學(xué)不活潑的物質(zhì),且與大多數(shù)其他物料不起反應(yīng)作用,但CO2與潤滑油的溶解性是一個需要考慮的問題,通常油是比液態(tài)CO2輕,浮在CO2液體表面上,因此難以將它們分開。

POE油是能與CO2相混合,能確保在蒸發(fā)器良好的流動性,但它與氨不兼容。PAO和AN油也能與CO2相混合,且與氨兼容。

CO2壓縮機(jī)需要的油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氨壓縮機(jī)需要的油量,這將節(jié)約運(yùn)行成本。

3.3 單一CO2系統(tǒng)

整個系統(tǒng)中只使用CO2制冷劑的系統(tǒng)稱為單一CO2系統(tǒng)。它與復(fù)疊式系統(tǒng)相比較的優(yōu)點(diǎn)是沒有蒸發(fā)/冷凝器,因而也就不存在蒸發(fā)/冷凝器的溫差。其缺點(diǎn)是,高溫級循環(huán)的冷凝壓力會比使用常規(guī)制冷劑的系統(tǒng)高很多;例如在25℃時CO2的冷凝壓力為6.5MPa,而R404A的冷凝壓力為1.25MPa。當(dāng)環(huán)境溫度高時,則二氧化碳將在超臨界的跨臨界區(qū)域運(yùn)行,如圖1所示。

一般而言,較高的冷凝/冷卻溫度將導(dǎo)致COP的損失。對于在跨臨界運(yùn)行的循環(huán),對應(yīng)于不同環(huán)境溫度是存在一個相應(yīng)于最高COP的最佳值,如圖10所示。

圖10 最佳氣體冷卻器出口溫度為40℃的壓力曲線

這種系統(tǒng)最適合于在寒冷的氣候或溫度較低的熱匯時工作。這時裝置將主要在亞臨界區(qū)運(yùn)行。從而提高循環(huán)的整體效率。

為了減少在高溫級CO2循環(huán)的壓縮損失,可以使用帶中間冷卻器的二級壓縮循環(huán)。通過附加的中間冷卻器可實(shí)現(xiàn)降低最佳壓力,并可以從中間冷卻器移走一定的熱量,這將有效地改善循環(huán)效率。圖11表示了一個帶中間冷卻器和內(nèi)部熱交換器的CO2多級系統(tǒng),在圖4中所描述的不同蒸發(fā)器布置也適用于多級系統(tǒng)的替代系統(tǒng)。

圖11 二氧化碳多級系統(tǒng)的示意圖

另一種多級循環(huán)是在環(huán)境溫度之間具有幾個分開的CO2回路并聯(lián)運(yùn)行,在高溫側(cè)和中溫以及其他方面的凍結(jié)溫位,見圖12。工作在環(huán)境溫度和凍結(jié)溫度之間的二氧化碳回路是一個帶有中間冷卻器和內(nèi)部熱交換的兩級設(shè)備。如果環(huán)境溫度在15℃以下,那么工作在中間溫度和環(huán)境溫度之間的回路可以是單級壓縮,當(dāng)環(huán)境溫度較高時,則必須由帶中間冷卻器和內(nèi)部熱交換器的兩級壓縮來完成,以便不降低效率。

在帶有 “完美”中間冷卻的兩級壓縮CO2循環(huán)中,中間冷卻器出口的制冷劑溫度是假設(shè)等于環(huán)境溫度。當(dāng)在CO2臨界點(diǎn)以上運(yùn)行時,最佳中間壓力不按照常規(guī)循環(huán)的關(guān)系。最佳中間壓力比常規(guī)循環(huán)更高,且超過臨界點(diǎn),這是為了使中冷器移走有效的熱量和通過高溫壓縮機(jī)的小焓差,使循環(huán)接近等溫壓縮。

只有單一CO2系統(tǒng)的成本至少比R404A系統(tǒng)高10%。

圖13是另一種CO2跨臨界系統(tǒng)原理圖。從理論上分析,由于沒有冷凝/蒸發(fā)器的溫差,在一般情況下,單一CO2多級系統(tǒng)的COP要高于復(fù)疊式CO2系統(tǒng)。

4 不同低溫系統(tǒng)流程的比較

下面列舉兩個分析比較的例子。它們是通過對實(shí)際裝置試驗(yàn)測試和計(jì)算機(jī)仿真得出的。

4.1 例1

戴維·黑特 (David Hinde)等對圖14所示的下列三種低溫系統(tǒng)做了分析比較:

1)低溫HFC DX(直接膨脹)系統(tǒng);如圖14中左面的系統(tǒng)。是一個現(xiàn)有系統(tǒng),以它作為比較的基準(zhǔn)線;

2)低溫CO2二次冷卻劑系統(tǒng),如圖14中的中間一個系統(tǒng);

3)低溫CO2DX(直接膨脹)復(fù)疊系統(tǒng),如圖14中的右面一個系統(tǒng)。

圖14所表示的1)的HFC DX基線系統(tǒng)和2)的低溫HFC系統(tǒng)只是一種低溫系統(tǒng),它可以被幾種常規(guī)的中溫系統(tǒng)冷卻。

圖14 三個低溫系統(tǒng)基本管路配置分析

低溫HFC DX基線系統(tǒng)回路和管道尺寸是基于當(dāng)前生產(chǎn)的現(xiàn)有回路的配置。對各種CO2系統(tǒng)是專門選擇了管道尺寸作為當(dāng)前分析的基礎(chǔ),在兩個系統(tǒng)蒸發(fā)器中分別安裝了環(huán)型控制閥,而不是HFC系統(tǒng)常用的蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器。所有管道均采用需要厚度的專用銅管,且所有管道均假設(shè)處在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)和恒定的環(huán)境溫度為24℃的空調(diào)空間內(nèi)運(yùn)行。

對每個系統(tǒng)通過管道從環(huán)境傳入熱量 (得熱量)進(jìn)行了分析。如圖15所示。分析表明,CO2二次冷卻劑系統(tǒng)的管道溫度較低,HFC DX系統(tǒng)由于管徑較大并且安裝的銅管較長,具有較高的得熱量。CO2復(fù)疊系統(tǒng)由于管徑較小和管溫較高導(dǎo)致得熱量進(jìn)一步減少。

圖15 進(jìn)入低溫系統(tǒng)分布管道的得熱量

表2綜合了每種類型系統(tǒng)銅管的安裝長度和銅管重量。對低溫CO2復(fù)疊系統(tǒng)除了單吸氣組外,增加了一個雙吸氣組配置,以便比較。從表2看出,CO2系統(tǒng)與HFC基線系統(tǒng)相比,安裝銅管的長度降低了52%至55%,安裝重量減少了73%至79%。

表2 每種類型系統(tǒng)銅管的安裝長度和銅管重量

至于CO2的復(fù)疊系統(tǒng)中單組和雙組的比較,可明顯看出,單組比雙組節(jié)省相當(dāng)小 (安裝長度減少7%,安裝銅管重量減少了4%)。

圖16表示了分析中用到所選擇城市的天氣數(shù)據(jù)。

圖17表示了CO2系統(tǒng)相對于HFC系統(tǒng)的能耗比較。圖18表示了所分析的不同系統(tǒng)管道有、無得熱量對能耗的影響。

圖16 對所選城市的天氣數(shù)據(jù)

圖17 相對于HFC系統(tǒng)的能耗比較

4.2 例2

下列三個系統(tǒng)是在2007年3月開始運(yùn)行的超市系統(tǒng)。設(shè)計(jì)低溫制冷量為10kW(-30℃)和中溫制冷量24kW(-10℃)。

1)R404A系統(tǒng)

R404A系統(tǒng)是作為參考用的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng),以便和CO2系統(tǒng)進(jìn)行比較。具有中、低溫并行系統(tǒng)。已運(yùn)行了兩年,未出現(xiàn)問題。

2)復(fù)疊系統(tǒng)

復(fù)疊系統(tǒng)高溫級使用R410A制冷劑。冷凝器為板式換熱器,與干式蒸發(fā)器相匹配。中溫和低溫是由兩個平行系統(tǒng)提供,它們具有一個公共的冷凝器。CO2系統(tǒng)使用了LG的R410A壓縮機(jī),將它轉(zhuǎn)換成CO2壓縮機(jī)。

該系統(tǒng)在測試之前已運(yùn)行了大約一年,一直沒有出現(xiàn)問題。

圖18 所分析的不同系統(tǒng)管道有、無得熱量對能耗的影響

3)亞臨界系統(tǒng)

亞臨界系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個帶有中壓貯液器和高壓壓縮機(jī)吸入側(cè)之間旁通的增壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝后在2007年3月1日開始運(yùn)行。

圖19 整個時期的能量消耗

圖20 三個系統(tǒng)能量消耗的比較

對上述三個系統(tǒng)進(jìn)行了測試,其能量消耗見圖19。圖20是對這三個系統(tǒng)的能量消耗比較,可以看出,它們彼此很接近。復(fù)疊式的能量消耗大約是R404A系統(tǒng)的99%。CO2亞臨界系統(tǒng)的能量消耗約是R404A系統(tǒng)的96%左右。

5 結(jié)論

自然制冷劑CO2是一種安全、環(huán)保的制冷劑,它具有獨(dú)特的相變特性。在一般情況下運(yùn)行的制冷循環(huán)是跨臨界循環(huán)。當(dāng)在冷凍冷藏領(lǐng)域內(nèi)作為復(fù)疊式循環(huán)的低溫級運(yùn)行時,它是處在亞臨界循環(huán),工作壓力比跨臨界循環(huán)有明顯降低,是當(dāng)前替代CFCs、HCFCs和HFCs的理想制冷劑,有著廣闊的應(yīng)用前景。相信在不久的將來會在我國超市中出現(xiàn)。

[1] David Hinde,Shitong Zha,Lin Lan:Carbon Dioxide In North American Supermarkets.ASHRAE Journal,Vol.51,February 2009

[2] Transcritical CO2system in a small supermarket,REFRIGERATION&AIR CONDITIONING DIVISION,Danfoss,Danfoss A/S(RA Marketing/MWA),Dec.2008

[3] Jaime Arias etc.,Effektivare Kyla En inventering,KHT energiteknik 2004