二氧化碳和氨复叠制冷的分析与研究
二氧化碳和氨复叠制冷的分析与研究的开题报告
二氧化碳和氨复叠制冷的分析与研究的开题报告一、研究背景随着氟利昂等氟氯碳化合物及其替代品的逐渐淘汰，环保型制冷剂成为了人们关注的焦点。
其中，二氧化碳和氨是两种备受瞩目的环保型制冷剂。
二氧化碳的热力学性质良好，能够满足低温制冷需求；氨具有较高的制冷效率，但由于其具有毒性和易燃性，需要在安全使用方面进行特别关注。
因此，将二氧化碳与氨复叠使用，可以发挥二者的优点，达到更好的制冷效果。
二、研究内容本研究的主要内容是对二氧化碳和氨复叠制冷进行分析与研究。
具体研究内容包括：1. 二氧化碳和氨复叠制冷的基本工作原理和制冷性能分析。
2. 制冷系统的设计和优化，包括制冷剂的选择、制冷系统的结构设计和管路设计等。
3. 制冷系统的实验验证，包括实验参数的设定、实验数据的采集和分析，验证二氧化碳和氨复叠制冷的制冷性能与效果。
4. 制冷系统的经济性分析，包括成本分析、效益分析和环境影响分析等。
三、研究意义本研究的意义主要体现在以下方面：1. 对二氧化碳和氨复叠制冷技术的理论和实践进行深入探究，为其在工业生产中的应用提供理论支持和技术指导。
2. 通过对制冷系统的设计和优化，提高系统的制冷效率和经济效益，减少对环境的负面影响。
3. 探索和发展更加环保、高效的制冷技术，为推动环保型制冷技术进步和促进可持续发展做出贡献。
四、研究方法本研究采用理论与实验相结合的方法，具体实施方案如下：1. 系统调研，搜集国内外相关文献，了解国内外二氧化碳和氨复叠制冷技术的研究现状和发展趋势。
2. 确定研究内容和方法，进行制冷系统的设计和优化，并开展实验验证。
3. 分析实验数据，评估制冷系统的制冷性能、经济性和环境影响。
4. 归纳总结研究成果，撰写开题报告和论文。
五、预期成果本研究预期达到以下成果：1. 深入探究二氧化碳和氨复叠制冷技术的理论和实践，为其在工业生产中的应用提供理论支持和技术指导。
2. 通过对制冷系统的设计和优化，提高系统的制冷效率和经济效益，减少对环境的负面影响。
NH3_CO2两种不同形式复合制冷循环性能比较
蒸发温度（℃）
0.17 0.165 0.16 0.155 0.15 0.145 0.14
冷凝蒸发温度（℃）
图 6 NH3/CO2 相变二次冷媒系统的 CO2 量变化 Fig 6 Curve of CO2 mass of NH3/CO2 phase change secondary medium system
( ) ( ) ( ) COP =
Q
M + M NH3eva
NH 3mid
× hNH3 4 − hNH3 3
+ M NH3eva × hNH31 − hNH3 6'
M CO2
=
Q
h − h CO21
CO2 2
M NH3
=
Q
h − h NH31
NH3 6'
+
Q
h − h NH31
NH3 6'
×
⎜⎛ ⎜⎝
4
20
0
4
3 4’
-20
-40
4’ 1
3 1
-60
0
1
2
3
4
5
6
7
A:NH3/CO2 复叠循环 P-H 图
B:NH3/CO2 复叠循环 T-S 图
图 1NH3/CO2 复叠循环原理图
Fig 1 Diagram of NH3/CO2 cascade refrigeration system
100000
Abstract The combined refrigeration system of NH3/CO2 is the completely friendly refrigeratoin system using nature refrigerants. Based on the analyses of T-S and P-H diagram of the NH3/CO2 cascade refrigeration system and the NH3/CO2 phase change secondary medium refrigeration system, COP, the quantity of NH3 and CO2 of the two systems were compared. The calculated results show that COP have a maximum value about the two system, but the maximum value of COP of the NH3/CO2 cascade refrigeration system is more easily affected by the working conditions that that of the NH3/CO2 phase change secondary medium refrigeration system. As for the quantity of CO2, the value of the NH3/CO2 cascade refrigeration system is larger than that of the NH3/CO2 phase change secondary medium refrigeration system. But as for the quantity of NH3, there is little difference between the two systems. This implies that under low temperature, the NH3/CO2 phase change secondary medium refrigeration system is safer. Keywords Refrigeration Phase change secondary medium Cascade refrigeration Nature refrigerant
CO2／NH3复叠制冷浅析
第 ６卷
第 １期
制 冷 与 空 调
ＲＥＦ ＧＥＲＡＴＩ ＲＩ ＯＮ ＡＮＤ Ｒ —Ｃ ＡＩ ＯＮＤＩ ＯＮＩ ＴＩ ＮＧ
２００ ６年 ２月
Ｃ ２ＮＨ３ 叠制 冷浅 析 Ｏ／ 复
张术 学
（ 连 冰山集 团设计 研究 院 ） 大
维普资讯
・６ ・ ０
制
冷
与
空
调
第６ 卷
１ ２ 特 点 ．
④ 有研 究 表 明 ， 利用 风冷 蒸 发器 ， 数平 均 温 对
① Ｃ ２ＮＨ 复 叠 制 冷 系 统 一 般 应 用 范 围 为 ｏ／ ３ ３ 一 一５ ５ ５℃ ， 由于 Ｃ ２三相 点 （ ６ ６℃ ） ， ０ 一５ ． 高 所 以蒸 发温度 最低 能到 一５ ５℃ 。 ② 与 传 统 的 ＮＨ ３两 级 制 冷 系 统 相 比 ， 于 由 Ｃ ２ ０ 的容积 制 冷量 要 比 ＮＨ ３的大 ， 以 同等 冷 量 所
差在 ２ 的范 围 内 时 ， ０ ～９Ｋ Ｃ ２的 传 热 系数 基 本 不 变， 明显 高于 Ｒ ２在 整 个 换 热 器 换 热 过 程 的传 热 ２ 系数 ， 图 ３ 如 。这 样 ， Ｏ 蒸 发 器 就 可 以做 得 很小 ， Ｃ２
基础上 ， 以及 对 Ｃ 低温 制 冷 的深 入研 究 ， 之 环 Ｏ’ 加
境保 护意识 的增 强 ， 用 自然 工 质 的 Ｃ ２ＮＨ 使 Ｏ ／ ３复
叠制冷 系统 应 运 而生 。该 复 叠 制 冷 系统 不 仅 具 有
自然工 质 的优势 ， 而且 Ｃ 为低 温 段 ， Ｏ 作 运行 在 非 跨 临界 状 态 ， Ｏ Ｃ ２制 冷 的最 高 工 作压 力 为 ３ ａ， ２ ｂｒ
R1270CO2复叠式制冷系统热力学分析与研究
《R1270/CO2复叠式制冷系统热力学分析与研究》摘要：因此在满足换热要求的基础上，还应适当将系统冷凝温度和蒸发温度减小，继而通过减小系统损获得更大COP，损主要产生在压缩和节流阶段，会引发较大压力损失，除了低温级冷凝温度，系统高温级质量流量也受系统冷凝温度影响，会随着冷凝温度升高而增加，促使高低温级质量流量比增加任继鹏孙远新张良摘要：针对R1270/CO2复叠式制冷系统，本文结合系统循环原理和制冷剂物性完成了系统热力学分析模型的建立，通过对系统热力学性能展开分析提出了适当降低冷凝温度和提高蒸发温度的优化建议，从而使系统维持良好运行性能，满足冷链管理需求。
关键词： R1270/CO2;复叠式制冷系统;热力学分析引言：复叠式制冷系统由两个单级制冷循环复叠而成，可以划分为高温级系统和低温级系统，利用冷凝蒸发器连接。
其中，高温端制冷剂采用R1270，低温端制冷剂采用CO2，均能在冷凝蒸发器中完成蒸发过程。
而系统R1270蒸汽会进入相应压缩机，通过冷凝器实现热量传递，完成从高温端→压缩机→冷凝器→膨胀阀→冷凝蒸发器的循环过程。
系统CO2液体将进入节流装置，在蒸发器中对被冷却介质的热量进行吸收，在压缩机中完成从低温端→压缩机→冷凝蒸发器→膨胀阀→蒸发器的循环过程。
在理想状态下，系统高温端制冷循环得到的蒸发制冷量与低温端循环得到的冷凝热负荷相等。
1系统制冷剂的物性分析系统高温端制冷剂R1270属于HCs制冷剂，ODP和GWP分别为0和20，给臭氧层带来的破坏微乎其微，带有环境友好性特点。
R1270临界温度为92℃，临界压力为4.5MPa，汽化潜热达439kJ/kg。
然而从安全性角度来看，该物质安全系数为A3，所以需要对其热力学性质进行分析，确定能否在制冷系统中使用。
系统低温端制冷剂CO2属于天然工质，ODP和GWP分别为0和1，带有环境友好性特点。
在冷链行业应用，由于CO2拥有稳定化学性质，无毒不可燃，所以具有较好安全性，安全系数为A1，即便泄露也不会引发污染。
R717-R744复叠式制冷系统的热力学分析
R744-R717复叠式制冷系统的热力学分析摘要：本文对R744-R717复叠式制冷系统的热力学特性进行了分析，目的是优化该系统的设计和工艺参数。
本文中考虑的设计和工艺参数包括（1）高温氨循环中的冷凝温度、过冷度、蒸发温度和过热度；（2）复叠式换热器中的换热温差；（3）低温二氧化碳循环中的蒸发温度、过热度、冷凝温度和过冷度。
基于过冷度、过热度、蒸发温度、冷凝温度和复叠式换热器中的温差建立了多线性的数学表达式，旨在得到最大的COP值，同时，得到了最优化的高温循环蒸发温度和R717与R744的质量流量的比率。
关键词：制冷系统；压缩系统；复叠式系统；氨；二氧化碳；R744；计算；性能；优化1.引言两级式复叠式制冷系统（见图1）适合于工业应用，尤其适合于食物冷冻间蒸发温度在-30℃—-50℃的超市制冷工业。
在此系统中，两个单独的制冷系统由复叠式冷凝器连接在一起。
复叠式制冷系统的高温级制冷剂可以由氨（R717）、丙烷（R290）、丙烯（R1270）、乙醇或者R404A来充当。
相反，二氧化碳被用于低温级循环。
氨是一种易得的自然工质，但是由于其可燃性和毒性，限制了它的应用。
丙烷、丙烯和乙醇的缺点是他们具有高度的可燃性。
乙醇的蒸发和冷凝压力均低于环境压力，这会导致气体泄露进系统内部。
然而，毒性和可燃性所带来的风险可以通过选取合适的用于超市和厂区的高温循环温度将这些风险降到最低。
二氧化碳的缺点是当临界温度在31℃时，它的压力就高达7.4MPa，这为管道的设计带来了难度。
因此，将二氧化碳用于低温级循环是经济可行的。
传统的直接膨胀低温制冷系统在冷凝器和蒸发器之间存在大的压差，这直接导致压缩机的压缩效率和容积效率的下降。
另外，全球变暖所带来的一系列问题促使超市所有者必须采取环保的，能提供更低温度的制冷系统。
因此，自然工质在超市制冷工业中的应用引起了大家的注意，尤其是以二氧化碳为低温级循环制冷剂的复叠式制冷系统最为被大家看好。
氨二氧化碳复叠制冷原理
氨二氧化碳复叠制冷原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊氨二氧化碳复叠制冷原理。
这玩意儿啊，就好像是一场奇妙的接力赛！
氨呢，就像是个大力士，力气特别大，能在低温环境下发挥强大的制冷作用。
而二氧化碳呢，就像是个灵活的小助手，和氨配合得那叫一个默契。
你想啊，在制冷的过程中，氨先在低温部分努力工作，把温度降下来。
这时候二氧化碳就上场啦，它接着氨的任务，继续把制冷的事儿干得妥妥的。
这不就像接力赛中，前面的选手拼命跑了一段，然后把接力棒交给后面的选手，继续向前冲嘛！
氨二氧化碳复叠制冷原理的好处可多啦！它能让制冷效果更好，更稳定。
就好比你想要一杯冰凉的饮料，用这个原理制冷就能快速给你变出一杯透心凉的美味来。
而且啊，这种制冷方式还很节能呢！你说神奇不神奇？就好像你开车，用了一种特别好的驾驶技巧，能让车子跑得又快又省油。
咱再想想，要是没有氨二氧化碳复叠制冷，那夏天我们可咋过呀？那些需要低温保存的食物不就容易坏了吗？那些需要特定温度环境的生产过程不就没法顺利进行了吗？这后果可不敢想啊！
所以说啊，氨二氧化碳复叠制冷原理可真是个宝啊！它就像我们生活中的一个默默无闻但又超级重要的英雄，悄悄地为我们的生活带来便利和舒适。
你说，我们是不是应该好好感谢这个神奇的制冷原理呢？是不是应该好好珍惜它给我们带来的好处呢？我觉得啊，我们真的应该对它多一些了解，多一些关注，这样我们才能更好地利用它，让我们的生活变得更加美好呀！你们说是不是这个理儿呢？。
氨双级与二氧化碳压缩制冷系统
氨双级与二氧化碳压缩制冷系统NH３双级＋CO２压缩制冷系统中CO２是作为载冷剂向设计冷库、食品冷冻等人工环境输送冷量。
与CO２／NH３复叠式不同，NH３双级＋CO２系统在CO２循环过程中无压缩机，CO２工质只是作为载冷剂在内部流动，由CO２循环水泵或者自然循环提供动力即可。
CO２载冷剂在循环中进行相变换热，与一般的载冷剂相比可以大大减少流量，并且在低温下仍然具有较大传热系数和较小的运动黏度。
该制冷系统相比于普通的NH３双级压缩制冷系统可以大大减少NH３的充注量，并且用CO２代替NH３向外界供冷，使得氨制冷系统可以远离公共场所和人群密集的区域。
NH３双级＋CO２制冷系统热力循环过程即由一个NH３双级制冷循环和一个CO２载冷剂的循环组成，NH３双级＋CO２制冷系统一次节流中间完全冷却的两级压缩制冷循环压焓图，内部制冷工质为NHCO２／NH３复叠式系统与NH３双级＋CO２系统在原理上有着根本不同,CO２／NH３复叠式系统的为两个不同工质的制冷循环，即使蒸发冷凝器中的热量传递无任何外界损耗，两种工质仍然存在６℃左右的换热温差，这使得该系统的COＰ偏小；NH ３双级＋CO２系统的制冷工质为氣，在一个大气压下其蒸发温度为239.56Ｋ（-33.59Ｃ），若要获得更低的蒸发温度，则蒸发器内形成负压，容易造成空气渗入使制冷剂变质的现象，这就限制了该系统的最低蒸发温度；NH３双级＋CO２系统的蒸发冷凝器存在６℃左右的换热温差，在相同的供冷温度下，会要求比CO２／NH３复叠式系统更低的蒸发温度，使得系统COＰ的下降。
上海冰函制冷科技有限公司（简称冰函制冷）位于中国第一大城市上海，集中美德技术为一体的合资企业。
德国工业化进程已日趋完善，工业4.0也已经进入中德合作新时代，冰函制冷拥有国际上最先进的低温传热科研技术和德国工业的实践印证。
冰函制冷将会以优秀的研发团队、完善的管理团队和无微不至的售后服务体系为中国工业4.0做出贡献。
NH3／CO2复叠制冷系统实验研究
NH3／CO2复叠制冷系统实验研究
王炳明;于志强;姜韶明;王超;吴华根;邢子文
【期刊名称】《冷藏技术》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】对NH3／CO2复叠式制冷系统进行了性能实验，并对NH3／CO2复叠系统、两级NH3系统以及单级NH3系统的性能进行了比较。
结果表明，当co2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、CO2蒸发温度的升高，系统COP逐渐升高。
在较低的蒸发温度下，NH3／CO2复叠系统的COP高于两级NH3、单级NH3系统。
结果表明自然工质的NH3／CO2复叠式制冷系统在低温工况下具有良好的应用前景。
【总页数】4页(P22-25)
【作者】王炳明;于志强;姜韶明;王超;吴华根;邢子文
【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;烟台冰轮股份有限公司,烟台264000
【正文语种】中文
【中图分类】TB61
【相关文献】
1.用于大型冷库的NH3/CO2复叠式制冷系统的自动控制方案 [J], 孟大伟;赵广涛;姜韶明;李明柱;庄丽
2.介绍一种新型的低温冷藏库制冷系统-CO2/NH3复叠式制冷系统 [J], 周启瑾
3.NH3/CO2复叠制冷系统中CO2螺杆压缩机的研发 [J], 王炳明;李建风;吴华根;邢子文
4.CO2/NH3喷射复叠制冷系统的性能模拟 [J], 郭珊;杜垲;江巍雪;李阳
5.NH3和CO2制冷剂及其复叠式制冷系统 [J], 孔德霞
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二氧化碳复叠制冷效率
二氧化碳复叠制冷效率二氧化碳（CO2）是一种常见的气体，在自然界中广泛存在。
然而，近年来，随着全球气候变化问题的日益突出，科学家们开始研究如何利用二氧化碳作为一种环保的冷却剂。
二氧化碳复叠制冷技术应运而生，被认为是一种高效的制冷方式。
二氧化碳复叠制冷技术是利用二氧化碳的特殊物理性质实现制冷的过程。
二氧化碳在常温常压下是一种气体，但当压力增加时，它会转化为液体或固体。
这种特性使得二氧化碳可以很容易地被压缩和释放，从而实现制冷效果。
与传统的制冷剂相比，二氧化碳具有许多优势。
首先，二氧化碳是一种天然的物质，不会对环境造成污染。
相比之下，传统的制冷剂如氟利昂会破坏臭氧层，对大气环境有害。
其次，二氧化碳的价格相对较低，易于获取。
而传统的制冷剂价格较高，需要专门的生产和管理。
此外，二氧化碳的制冷效果较好，可以适用于各种不同的制冷需求。
二氧化碳复叠制冷技术的工作原理是通过压缩和扩张二氧化碳气体来实现制冷效果。
首先，二氧化碳气体被压缩成高压液体，然后通过扩张阀放松，使其迅速膨胀成气体。
这个过程中，气体吸收热量，从而使周围环境变得更凉爽。
二氧化碳复叠制冷技术的制冷效率主要取决于压缩机的性能。
压缩机是将气体压缩成液体的关键设备。
目前，研究人员已经开发出了高效的压缩机，可以实现更高效的制冷效果。
此外，二氧化碳复叠制冷技术还可以结合其他制冷技术，如换热器和蒸发器，进一步提高制冷效率。
二氧化碳复叠制冷技术在实际应用中有着广泛的潜力。
例如，在超市和商场的制冷设备中，使用二氧化碳可以降低能耗，实现节能减排。
此外，二氧化碳复叠制冷技术还可以应用于汽车空调和工业制冷等领域，为人们的生活和生产带来更多的便利。
然而，二氧化碳复叠制冷技术也存在一些挑战。
首先，二氧化碳在常温下的制冷效果较差，需要较高的压力才能达到理想的制冷效果。
其次，二氧化碳的传热性能较差，需要优化换热器的设计。
此外，二氧化碳的安全性也需要重视，因为高压二氧化碳可能对人体和设备造成危险。
二氧化碳复叠制冷效率
二氧化碳复叠制冷效率引言：随着全球气候变暖和能源短缺的问题日益突出，人们对于高效能源利用和环保技术的需求也越来越迫切。
在这个背景下，二氧化碳复叠制冷技术因其高效、环保的特点备受关注。
本文将详细介绍二氧化碳复叠制冷技术的原理、优势以及在实际应用中的效率。
一、二氧化碳复叠制冷技术的原理二氧化碳复叠制冷技术是一种基于物理原理的制冷方法。
其原理基于二氧化碳的特殊性质，利用压缩机将二氧化碳气体压缩成高压气体，然后通过冷凝器将其冷却成液态，再通过膨胀阀使其进入蒸发器，此时二氧化碳液态变为气态，吸收周围热量，从而实现制冷效果。
二、二氧化碳复叠制冷技术的优势1. 高效能源利用：相比传统的制冷剂，二氧化碳具有更高的传热系数和更低的蒸发温度，使得制冷效果更好。
同时，二氧化碳的循环过程中热力损失较小，能够提高能源利用效率。
2. 环保节能：二氧化碳是一种天然的制冷剂，不会对大气层造成破坏，不会产生温室气体和臭氧层破坏物质，对环境友好。
此外，二氧化碳的循环过程中不需要使用化学物质，减少了对环境的污染。
3. 适应性强：二氧化碳复叠制冷技术可以适应不同的工作条件和制冷需求。
无论是低温制冷还是高温制冷，二氧化碳都能够发挥出较好的效果。
4. 安全性高：二氧化碳是一种无毒、非燃性的制冷剂，使用过程中不会对人体和设备造成伤害。
与传统的制冷剂相比，二氧化碳更加安全可靠。
三、二氧化碳复叠制冷技术在实际应用中的效率1. 制冷效果：二氧化碳复叠制冷技术具有良好的制冷效果。
由于二氧化碳的传热系数较高，其能够更快速地降低温度，实现快速制冷的效果。
2. 能源利用效率：二氧化碳复叠制冷技术相比传统的制冷技术，能够更高效地利用能源。
由于二氧化碳的循环过程中能量损失较小，能够减少能源消耗，提高能源利用效率。
3. 维护成本：由于二氧化碳复叠制冷技术不需要使用化学物质，减少了设备维护和更换的成本。
同时，由于二氧化碳的安全性高，也减少了事故和故障引起的维修费用。
nh3和co2制冷剂及其复叠式制冷系统
（上接165页）网+”下都能挖缺和利用，市场被区分为属性各异的小众，“微市场模式”逐渐形成，个性化和小众化的文化产品越来越受到市场欢迎。
另一方面，创造者的创新动机也不再局限于直接攫取经济利润而更为多样化，精神价值追求、知识共享传播、互惠互利合作，以及自身能力展现等创新动机日益增多，共享经济和开放式创新的崛起即是佐证。
在这一巨大颠覆背景下，文化价值开发应将地区特色文化作为文化资源再创新的大背景，在更大的文化北京范围内，以消费者的文化需求导向，多元化产品供给。
一方面保持文化产品类型和创新资源的不断变化增加，另一方面要意识到创新动机的多元化，知识共享理念崛起，向“开放式”知识产权管理思维转变成为新难题。
共享并不意味着非盈利，相反，共享和免费获取带来的“访问”和“流量”的“粘性”，既能够为商家提供后续商业利益，又能够形成“知识溢出效应”带来更多创新。
（3）重视地理标志文化创新资源的多元化知识产权保护。
颠覆式创新下，文化价值开发中的“去职业化”和“分散化”发展使创意人才转向大众人才，创作者与消费者之间的界限日益模糊，形成一种“大众皆可欣赏，大众皆能创作”的价值共创机制，并分布于互联网世界中。
受此变革影响，集群创新亦呈现出“去中心化”。
传统地理标志产业聚集区域，文化企业和支撑机构的地理接近提高了知识流动的效率，并将流动限制在区域集群内部，尽可能避免知识外溢。
而分散式创新背景下，集群企业嵌入的知识网络日趋复杂多样，外部知识的获取和开发变得越来越重要，知识流动不再主要限于集群内部，而通过跨越组织内外边界，加速集群内部知识创新发展。
在此转变下，知识产权保护在知识流动中的作用也越来越重要，主要有以下表现，第一，知识流动中的知识溢出效应不再局限于集群区域内部，而迅速向外部世界扩张，导致跟风、抄袭和模仿等侵权问题复杂化；第二，文化产品开发路径趋同，同质化问题更加严重，以及抄袭模仿行为越来越隐蔽和复杂；第三，知识扩散和知识转移的效率更高，范围更广。
CO2-NH3低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较
CO2-NH3低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较
查世彤;马一太;王景刚;魏东
【期刊名称】《制冷学报》
【年(卷),期】2002(000)002
【摘要】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.
【总页数】5页(P15-19)
【作者】查世彤;马一太;王景刚;魏东
【作者单位】天津大学热能研究所,天津,300072;天津大学热能研究所,天
津,300072;天津大学热能研究所,天津,300072;天津大学热能研究所,天津,300072【正文语种】中文
【中图分类】TB6
【相关文献】
1.超低温保存箱复叠式制冷循环特性分析 [J], 赵之贵;孙志高;王功亮;焦丽君
2.碳氢化合物在复叠式制冷循环中的热力学分析与比较 [J], 谢英柏;刘春涛;论立勇;徐周璇
3.应用于低温领域的双温复叠式制冷循环 [J], 王鑫特;李红旗;刘艳品
4.自然工质低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较 [J], 查世彤;马一太;王景刚;
李丽新;苏维诚
5.低温级以CO_2为工质的复叠式制冷循环热力学分析 [J], 卢苇;马一太;王志国;李敏霞
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
浅谈NH3CO2复叠式制冷设计
浅谈NH3/CO2复叠式制冷设计作者：张洪胜来源：《科学与信息化》2019年第29期摘要本文通过对“天普乐食肉类食品深加工产业化项目”设计、施工、运营过程归纳总结出NH3/CO2复叠式制冷系统在设计阶段需注意的COP值的优化、安全措施以及冷凝结露处理方式三项内容给出了一些措施性意见。
关键词复叠制冷系统;COP值;中间温度;安全措施;冷凝结露在19世纪末至20世纪30年代之间CO2被作为制冷剂广泛应用于船舶制冷等方面。
但因当时技术水平局限，以及CO2较低的临界温度和较高的临界压力，使得CO2系统的运行效率较低等因素，其应用逐步被其他制冷介质所取代。
直到20世纪末 CO2跨临界循环国际专利技术出现，CO2再次作为制冷剂进入公众视野并凭借其安全性、化学稳定性、良好的热传导性，以及制冷循环压缩比比常规工质制冷循环低等特性在制冷系统中得到迅速的发展。
CO2制冷系统发展至今，已发展出单CO2制冷系统、复叠式制冷系统、二氧化碳载冷系统等多种制冷系统，本文结合“天普乐食肉类食品深加工产业化项目”中实施的NH3/CO2复叠式制冷系统就制冷设计总结了几点注意事项。
一个制冷系统优越与否，需从设计、施工、后期运营等多方面综合考量。
在设计阶段需考虑如何提高系统的综合COP值。
NH3/CO2复叠式制冷系统从理论分析影响系统COP值的三大主要因素：NH3侧冷凝温度、蒸发冷凝中间温度以及CO2侧蒸发温度。
而在工程应用中NH3侧冷凝温度取决于周边的环境温度，属不可变项;蒸发温度取决于工艺需求，也属不可变相，因此蒸发冷凝中间温度的选择成为设计优越与否的主导因素。
蒸发式冷凝器作为中枢连接NH3/CO2复叠式制冷系统中上下两级制冷系统，即是蒸发器又是冷凝器。
当中间温度取高时有利于NH3侧制冷COP值，不利于CO2制冷侧COP值;当中间温度取低时，有利于CO2侧制冷COP值，不利于NH3制冷侧COP值，因此该中间温度的选择将直接影响复叠式制冷系统的COP值。
NH3／CO2复叠式制冷循环的分析与优化
０ 引言
合 起 来 ，新 系 统 既 能 满 足 在 较 低 蒸 发 温 度 下 蒸 发
时 合 适 的蒸 发 温 度 ，又 可 以 满 足 在 环 境 温 度 下 冷
蒸 气 压 缩 式 制 冷 循 环 广 泛 应 用 于 工 业 和 商 业 凝 时 适 中 的 冷 凝 压 力 。 系 统 流 程 及 对 应 的 循 环 Ｐ
环 的性 能 系数 达到最 大，带膨胀机 同时过 冷 Ｎ Ｈ ／ Ｃ Ｏ ： 复 叠式制 冷循环 的理论 Ｃ Ｏ Ｐ优 于传统 Ｒ ２ ２ ／ Ｒ １ ３复
叠循 环 和 Ｎ Ｈ 双 级 循 环 ， 回 热 器 的 换 热 效 果 直 接 影 响 系 统 性 能 。
关键词 ：跨 临界 Ｃ Ｏ ２ 制冷循环 ；实验研 究 ；膨胀机 ；双级压缩 ；复 叠式制 冷循 环
中图 分 类 号 ：Ｔ Ｂ ６ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ０ ７ ９ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ １ ２
的制 冷 系 统 通 过 蒸 发 一冷 凝 器 （ 中间换热 器 ）耦
等 ，蒸 发 一冷 凝 器 中 的 传 热 温 差 △ ｔ 一 般 取 ５～
８ ｏ Ｃ。
△
杜绝 了 Ｃ Ｆ Ｃ ｓ工 质 对 臭 氧 层 的 破 坏 ，而 且 减 少 了
R404A与CO_2复叠式制冷系统的热力学分析与优化
frig era ting and aircond it ioning eng ineers, ASHRAE ), 其安全级别为 A 1, R290安全级别为 A 3, R404的安 全性要高一些。
CO2 为天然工质, OD P为 0, GW P为 1, 属于环 境友好型制冷剂; CO 2 无毒不可燃、化学性质稳定, 安全性好, 当应用于食品加工行业时, 即使泄露也不 会对食品产生污染; CO2 运动黏度低, 热导率高, 潜 热大, 制冷能力大, 其三相点温度为 - 56155 e , 临 界温度为 3111 e 。从 CO 2 所具有的优点来看, CO 2 适合作为复叠制冷系统低温端的制冷剂。
Jinan 250103, Ch ina)
Ab stract: In o rder to im pro ve the pe rfo rm ance o f R 404A /CO2 cascade refrigeratio n sy stem, a theo re tica l study w as carr ied o u.t A cco rding to the therm a l phy sical propertie s o f R 404A /CO 2 and the effic ienc ies o f com pre sso rs, therm odynam ic ana ly sis and m athem a tica l sim ulation w ere adopted to ge t the influence o f the im po rtant fac to rs such as the ev aporating tem perature T e, the condensing tem pera ture T k and the tem pe ra ture difference $T in the ca scade-co ndense r. T he optim um conden sing tem pe ra ture in the CO 2 low- tem perature cyc le, the optim um m ass flow ra tio o f the h igh / low temperature cyc le and the optim um co effic ient o f perform ance under different cond ition sw e re obta ined by sim ulation. T here ex ists an o ptim um co effic ient o f perfo rm ance w henT e, T k and $T are defin ite in this ca scade re frig eration sy stem. T he coeff ic ient of perform ance can be im prov ed by increasing T e, decrea sing $T in the cascade-condenser andT k. U nde r the sam e condition s, the op tim um coe fficien t o f pe rfo rm ance o f the R 404A /CO 2 cascade refr ige ra tion sy stem is slightly highe r than that o f NH3 /CO 2 re fr ig eration sy stem. K ey w ords: CO 2; cascade re frig eration; coeff ic ient o f perfo rm ance; the o ptim um m a ss flow ra tio
CO2／NH3复叠式制冷在冷冻冷藏工程中的应用
院 学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍｍｅ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ ｌ ＿１ ３ Ｎｏ ． ５ ０ｃ ｔ ． ２ ０１ ３
摘 要： 随着 Ｃ Ｆ Ｃ和 Ｈ Ｃ Ｆ Ｃ类物质 淘汰进度 的加 快 ， 液氨毒性和安全性 的限制 ， Ｃ Ｏ ： 作 为制冷 剂的使 用也越
来越被人们 看好 。Ｃ Ｏ ／ Ｎ Ｈ ，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 Ｃ Ｏ ／ Ｎ Ｈ 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
２ ０ １ ３年 １ ０月
Ｃ Ｏ ２ ／ Ｎ Ｈ ３复叠 式制 冷 在冷 冻冷 藏 工程 中 的 应 用
邢 振 禧 ， 晁风 芹 ， 任 传 林
（１ ． 山东商业职 业技 术 学院 ， 山 东 济 南 ２ ５ ０ １ ０ ３； ２ ． 烟 台冰轮 股份 有 限公 司 ， 山东 烟台 ２ ６ ５ ５ ９ ９）
ｄ ｏ ｎ ｅ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ Ｃ０２ ／ＮＨ３ ｃ ａ ｓ ｃ ａ ｄ ｅ ｒ ｅ ｒｉ ｆ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｙ — ｃ ｌ ｅ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｓ ｓ ｕｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｆ ｏ ｏ ｄ ｒｅ ｆ ｅ ｚ ｉ ｎ ｇ ｐｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｏ ｆ ａ Ｃ０２ ／ＮＨ３ ｃ ａ ｓ ｃ ａ ｄ ｅ ｒ ｅ ｒｉ ｆ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ＣＯ２ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ； ＣＯ２ ／ＮＨ３ ｃ ａ ｓ ｃ ａ ｄ ｅ ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｆ ｏ ｏ ｄ ｆ ｒ ｅ ｅ ｚ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ
二氧化碳复叠制冷原理
二氧化碳复叠制冷原理一、背景介绍随着全球气温的不断升高，环保意识逐渐增强，对于环保型的制冷技术的需求也越来越大。
而二氧化碳复叠制冷技术就是一种新型、环保型的制冷技术。
二、基本原理1. 二氧化碳作为工质二氧化碳是一种无色、无味、无毒的气体，它在常温下是一种不稳定的物质，需要高压才能维持其液态。
因此，在制冷过程中需要将二氧化碳压缩至高压状态，然后通过减压阀降低其压力，使其发生膨胀从而降低其温度。
2. 复叠式压缩机在传统的制冷技术中，采用单级压缩机来将工质压缩至高压状态。
而在二氧化碳复叠制冷技术中，则采用了复叠式压缩机。
复叠式压缩机由两个或多个单级压缩机组成，每个单级压缩机只负责将工质压缩至一个较低的高度，然后将其传递给下一个单级压缩机进一步压缩。
这样可以减小每个单级压缩机的负荷，提高整个系统的效率。
3. 复叠式膨胀阀在二氧化碳复叠制冷技术中，也采用了复叠式膨胀阀。
复叠式膨胀阀由两个或多个膨胀阀组成，每个膨胀阀只负责将工质降低至一个较低的温度，然后将其传递给下一个膨胀阀继续降温。
这样可以减小每个膨胀阀的负荷，提高整个系统的效率。
4. 循环制冷在二氧化碳复叠制冷技术中，工质经过压缩、冷却、膨胀等过程后会重新回到压缩机进行循环使用。
这种循环制冷方式可以大大减少能源的浪费，提高整个系统的效率。
三、具体实现1. 压缩系统二氧化碳复叠制冷技术中的压缩系统由多级压缩机和相应的管道、控制系统组成。
在工作时，二氧化碳先经过一级压缩机进行初步压缩，然后再经过下一个压缩机进行进一步压缩。
最终，二氧化碳被压缩至高压状态，然后通过管道输送到膨胀阀处。
2. 膨胀系统二氧化碳复叠制冷技术中的膨胀系统由多级膨胀阀和相应的管道、控制系统组成。
在工作时，高压的二氧化碳经过第一个膨胀阀降低其压力和温度，然后再经过下一个膨胀阀进一步降低其温度。
最终，冷却后的二氧化碳通过管道输送回到压缩机处进行循环使用。
3. 控制系统二氧化碳复叠制冷技术中的控制系统主要负责对整个系统进行监控和调节。
氨二氧化碳复叠制冷系统的优越性
氨二氧化碳复叠制冷系统的优越性氨/二氧化碳复叠制冷系统的优越性CO2 制冷剂CO2属于天然工质，常温下是一种无色、无味的气体。
作为制冷工质，CO2具有许多优势。
首先，从环境保护的角度讲，CO2的ODP 为0，GWP为1，远远小于CFCs和HFCs的，并且在实际中所用的CO2大多为化工副产品，用CO2作制冷剂等于延迟了这些废气的排放，这对环境是有利的。
因此，CO2是一种环境友好型工质。
其次，从工质的热物理性质来看，CO2与制冷循环和设备相适应。
这主要表现在：①CO2的蒸发潜热大，单位容制冷量高(0℃时达到22．6 MJ／m )，约为传统制冷剂的5～8倍。
②CO2的运动黏度小，并且在低温时也非常小。
③导热系数高，液体密度和蒸气密度的比值小，节流后各回路间制冷剂能够分配得比较均匀。
CO2这些优良的流动和传热性能，可显著缩小压缩机和系统的尺寸，使整个系统非常紧凑。
另外，CO2化学稳定，无毒无害，不可燃，高温下也不会分解出有毒气体，并且CO2价格便宜，容易获取，具有优良的经济性。
NH3制冷剂NH3与CO2同属于天然工质，其在制冷工业中的使用直至今日已达120年之久。
NH3作为制冷剂的优点可以归纳为：①对环境友好，0DP=0，GWP=0。
②具有优良的热力学性质，其单位容积制冷量较传统的氟利昂制冷剂大，0℃时达到4 360kJ／，这就意味着获得相同冷量的氨制冷系统可以采用较小尺寸的压缩机和换热器，功率消耗也较小。
③价格便宜，容易检漏。
NH3制冷剂的最大不足之处是具有中等程度的毒性并且可燃。
但由于氨有强烈的刺激性气味，当空气中浓度达5×10 时就能闻到。
因此，一旦有微小泄漏就会被及时发现，并且这一浓度远低于氨的着火浓度。
另外，氨比空气轻，很容易上升从建筑物顶部逸出室外，氨溶于水，能很快被水吸收，这一性质可用来消除空气中的氨蒸气，大大减少事故的发生率。
100多年的历史经验表明，氨的事故率是很低的。
其次，氨和普通润滑油不相溶，这给氨制冷机的润滑带来了困难。
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制冷与空调2007,7(6)
CO2作为一种天然工质,是目前CFCs工质替代的一个重点研究方向.根据CO2作为制冷剂的相关热物理和化学性质及CO2制冷循环,说明采用CO2作制冷剂、采用跨临界循环的优越性.介绍CO2制冷循环系统关键设备--压缩机、膨胀机、气体冷却器/蒸发器的研究进展情况,并对采用CO2作制冷剂的汽车空调、热泵系统的应用进行综述,指出今后研究的发展方向.
1.期刊论文简弃非.林华和.潘伟东.JIAN Qifei.LIN Huahe.PAN Weidong跨临界二氧化碳制冷技术现状研究-制
冷2006,25(2)
二氧化碳作为一种自然制冷剂,可以根本上解决制冷系统的CFCs工质替代问题.本文介绍了二氧化碳跨临界制冷循环系统及其关键设备-制冷压缩机、气体冷却器、蒸发器、膨胀机的研究设计进展情况,并详细介绍了压缩机、气体冷却器和膨胀机的性能影响因素.
3.会议论文史敏.贾磊二氧化碳制冷技术2007
CO2作为一种天然工质,是目前CFCs工质替代的一个重点研究方向。根据CO2作为制冷剂的相关热物理和化学性质及CO2制冷循环,说明采用CO2作制冷剂、采用跨临界循环的优越性。介绍CO2制冷循环系统关键设备--压缩机、膨胀机、气体冷却器/蒸发器的研究进展情况,并对采用CO2作制冷剂的汽车空调、热泵系统的应用进行综述,指出今后研究的的分析与研究
姓名:张术学
申请学位级别:硕士
专业:动力工程
指导教师:徐士鸣
20090601
二氧化碳和氨复叠制冷的分析与研究
作者:张术学
学位授予单位:大连理工大学
5.会议论文李蒙.王栋.石巧慧.张华二氧化碳制冷系统毛细管的设计及实验研究2009
本文利用绝热毛细管内制冷剂流动特性的数学模型,在给定运行工况下,针对工质为二氧化碳的制冷系统用微元法编制了计算程序,模拟了二氧化碳毛细管内的流动曲线,得到毛细管流量与尺寸及进口压力的变化关系。搭建了小型二氧化碳跨临界循环制冷系统,通过实验研究,得出了该毛细管在不同的高压侧压力及气冷器出口温度下的流量特性曲线,并与实验结果进行了对比,分析误差原因,提出改进方法。
4.会议论文黎立新.季建刚.张后雷二氧化碳制冷系统气体冷却器设计2001
简述了跨临界CO<,2>制冷系统国内外的研究状况,论述了该系统的构成和设计特点.重点介绍了系统气体冷却器的设计理论和方法.风冷式气体冷却器空气侧换热系数采用了翅片与管壁间的接触热阻的Wang关联式;管内CO<,2>换热系数采用Petukhof等人的关联式计算.
本文链接:/Thesis_Y1479886.aspx
授权使用:辽宁石油化工大学(lnsyhgdxIP),授权号:b3f803e8-5487-4608-86b2-9dba01406c41
下载时间:2010年7月21日