冷链物流行业中二氧化碳技术及应用

CO2 0~10℃时与常用工质相比
1、蒸发压力是R134a的11倍；是R22的7倍。
2、单位容积制冷量是R134a的7.9倍；R22的5.2倍。
3、蒸气密度是R134a的6.7倍；R22的4.7倍
4、液体密度比氟利昂工质小40%，与润滑油相似。
5、表面张力是氟利昂工质的50%。
R22/CO2整体机组
6、CO2 与水混合呈弱酸性，不腐蚀Leabharlann Baidu锈钢和铜；
7、CO2 含水量低于 8ppm 时，可采用普通的碳钢输送； 8、CO2分子质量为 44.01、相对密度1.527；
9、吸入空气中占超过3%比例时，可引起呼吸器官的损伤， 甚至窒息死亡
CO2 制冷（载冷）剂的特点
1、CO2 是自然工质（ODP=0， GWP=1） 2、优良的经济性，无回收问题 3、良好的安全性，无毒，不可燃 4、良好的化学稳定性，相关材料化学反应少 5、蒸发潜热较大，单位容积制冷量高 6、优良的流动和传热特性 7、最大的缺点是压力高
CO2 制冷系统简介
目录
CO2 的物理性质
CO2 制冷（载冷）剂的特点
CO2 的运行压力
CO2 载冷剂带来的好处 CO2 制冷系统案例
CO2 的物理性质
1、CO2 存在于大气中的自然物质；约占总体积的0.03%；
2、常温下，CO2 是一种无色、无嗅的不可燃气体； 3、临界温度（压力）：31.1℃（73.72bar）； 4、三相点温度（压力）：-56.55℃（5.2bar）； 5、标准大气压下沸点（升华温度）：-78.4℃；
CO2 制冷剂的再受重视
CFC 制冷剂的替代首要原因是破坏臭氧层；根据1987年的
《蒙特利尔议定书》CFCs 替代在世界范围内不断加快
由于替代物 HFC 制冷剂的化学性稳定，释放后在大气积累 而产生温室效应，导致明显的全球变暖现象，破坏环境
全球变暖潜能： R507A = 3300
R404A = 3260 R22 = 1500 R717 = 0
税，带领着企业广泛使用自然工质；改用 CO2 直接影响到
企业的经济利益

随着人们的环境保护意识的提高，如越来越关注全球变暖 现象，有很多大公司愿意考虑使用CO2系统来提升企业形象
以及承担更多的环境保护责任
运行压力
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 -2000 -35 -10 10 30 45 R134A R717 ( NH3) R404a 744 ( CO2)
CO2 制冷技术应用摘要
CO2制冷技术是实际可行的
– 系统所有的部件都有供应商 – 工程技术跟一般系统相同 – 工程总造价大约比传统系统高10% – 设备价格大约比传统系统高20% – 管道价格比传统系统低15% – CO2价格是R404A的10% – 投资CO2系统的归本年期大概为2年
澳大利亚物流库实际项目证实了系统的节能效果达到20% 有效帮助企业提升形象、对环境保护造出贡献
R410A = 1720 R134a = 1300
R407C = 1525 CO2 = 1

1990s 1993
提倡使用自然工质 G. Lorentzen 教授设计了跨临界CO2循环系统，带动
了CO2制冷装置的研发与应用
CO2 制冷剂的再受重视
北欧国家的政府通过对使用 CFC 和 HCFC 类制冷剂征收重
CO2 制冷系统案例
荷兰 – H.M. de Jong
VahterusRing – 芬兰
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焓
焓
CO2 载冷剂带来的好处
1、CO2系统带来能源的节约；
– 板式换热器和蒸发器中更小的换热温差，系统可在较高的蒸发温 度下运行；
– 只需要较小的循环泵；
– 小尺寸的绝热处理更加方便，导致更小的冷量损失； – 更好的换热效率；
2、系统带来的碳排放将大大减少；
3、初始成本和整个生命周期中的运行成本更经济； 4、安装简单，特别是使用铜管时更节约； 5、没有因为泄漏而导致的食品安全和货物损坏问题； 6、蒸发器实现无油运行。
CO2 载冷剂系统
低温级 – CO2 高温级 – R22
高温级 – 压缩机
CO2循环桶 低温级蒸发器
复叠换热器
低温级循环泵
低温级膨胀阀 高温级膨胀阀
CO2
-15 oC (23 bar) +5 oF (333 psi)
R22
+30 oC (12 bar) +86 oF (171 psi) -20 oC (1,9 bar) -4 oF (28 psi)