CO2在冷库中应用是否为最好选择

1、浅谈CO2一、C02作为制冷剂的历史在19世纪末至20世纪30年代前，CO（R744），氨（R717）,SO（R764）,22氯甲烷（R40）等曾被广泛应用。1850年，最初是由美国人AlexanderTwining提出在蒸汽压缩系统中采用CO作为制冷剂，并获英国专利1。21867年，ThaddeusSCLowe首次成功使用CO应用于商业机，获得了英国2专利。于1869年制造了一台制冰机。1882年，CarlvonLinde为德国埃森的FKrupp公司设计和开发了采用CO2作为工质的制冷机。1884年，WRaydt设计的CO压缩制冰系统获得了英国15475号专利。澳大2利亚的JHarrison

2、设计了一台用于制冷的CO装置获得了英国1890号专利。21886年，德国人FranzWindhausen设计的CO压缩机获得了英国专利。英2国的J&EHall公司收购了该专利，将其改进后于1890年开始投入生产。19世纪90年代美国开始将CO应用于制冷。21897年KroeschellBros锅炉公司在芝加哥成立了分公司，生产CO压缩机。2年前后，CO制冷压缩机才被广泛应用在舒适性空调中。2年，在教堂的空调系统中得到应用。1925年，干冰循环用于空气调节。1927年，在办公室的空调系统中得到使用。1930年，在住宅的空调系统中得到使用，后来又被用于各种商业建筑和公共设施的空调制冷系统。CO制冷

3、曾经达到很辉煌的程度。据统计，1900年全世界范围内的356艘船2舶中，37%用空气循环制冷机，37%用氨吸收式制冷机，25%使用CO蒸气压缩式2制冷机。发展到1930年，80%的船舶采用CO制冷机，其余的20%则用氨制冷机。2由于当时的技术水平比较差，CO较低的临界温度（31.1C）和较高的临界压力2（7.37MPa）,使得CO系统的效率较低。加上其冷凝器的冷却介质多采用温度较2低的地下水或海水，基本属于亚临界循环。当水温较高时（如热带海洋上行驶的轮船其冷却水的温度可接近30C），其制冷效率会更加下降。所以CO制冷技术2并没有进一步开发运用于汽车空调、热泵等。1931年，以R12为代表的CF

4、Cs制冷剂一经开发，便以其无毒、不可燃、不爆炸、无刺激性、适中的压力和较高的制冷效率，很快取代了CO在安全制冷剂2方面的位置，CO逐渐不再被作为制冷剂使用。2CO2制冷剂的再受重视2由于CFCs对于臭氧层和大气变暖的不利影响，保护环境，实现CFCs替代成为全世界共同关注的问题。从1985年的保护臭氧层的维也纳公约到1987年的蒙特利尔议定书，以及1990年伦敦会议和1992年哥本哈根会议对蒙特利尔议定书的修正，世界范围内的CFCs替代进程在不断加快。1991年6月，我国在修改的蒙特利尔议定书上签字，成为缔约国之一。1992年57月编制了“中国消耗臭氧层物逐步淘汰国家方案”，并于1993年1月经

5、国务院批准。这样按国家方案，逐步淘汰消耗臭氧层物质已经成为一项国际责任。第四代2000JCFCs替代的首要原因是因为它们破坏臭氧层，因此新的替代工质必须对于臭氧层没有破坏。HFC类工质，因为对于臭氧层没有破坏力，成为替代CFCs的重要工质。特别是HFC134a作为CFC12的替代物已被大规模生产与应用。HFCs虽然不破坏臭氧层，但它们化学性稳定，释放后能够积累，这最终导致明显的温室效应。虽然人们可以努力合成性能更佳的工质，但由于制冷剂的使用量非常大，最终将不可避免地有相当部分泄漏到大气中去。任何大量人工合成物质排放到自然界中，都会对于环境造成影响，因此现在一种普遍的观点是采用自然工质。前国际制

6、冷学会主席，挪威的GLorentzen在19891994年大力提倡使用自然工质2,3,特别是对于CO的研究与推广应用上起了很好的带头作用。从此CO制冷22装置的研究与应用又一次成为在全球范围内受重视的热点。国际制冷剂发展的基本历程第三代19872030S第一代1830-19312010wK关注臭轼层繼环关洼妄全性和毒性关注可工作性CFC出规CFC-11甲曙CCJ4CFC-12CFC-114碳氢、g、HCFCtfcDP-)HCFC-22HCFC-142bHCFC-123JHCFC-124*HFC借OOP值)HFC-t34a.rHFC-152aHFG-125.HFC-32HFC-T43aHFC-2

7、27ea，HFO236FaHFC-245fe零ODP,30%立即导致由于浓度过高而引起的死亡！大气中CO和O的浓度比为1:700。22O浓度下降1-5%不会引起致命的危害。CO浓度上升1-5%是致命的，需要设置类22似于NH3那样明显的警示标志以便使现场受过训练的工作人员能够随时意识到可能存在的安全性问题。8、操作维护。CO制冷系统同R22制冷系统一样，系统很难回油，完全靠人工操2作进行系统回油，在如此高的压力和复杂的系统下，对设备操作人员技术水平提出非常高的要求。该系统有制冷压缩机组、融霜压缩机组和辅助制冷系统，各压缩机组都不能出现故障，对设备维护人员要求很高的技术水平。系统压力非常高，运行

8、补充CO和冷冻油，更换阀门、安全阀等，都要求有非常专业的设备维护人2员。三、CO与NH或氟利昂复叠式制冷系统23CO的临界温度与临界压力决定了该制冷剂不适应单一制冷系统独立运行，须2用复叠制冷方式来实现制冷循环。由于CO的标准沸点低，用复叠式制冷可以实2现更低的温度。根据不同的库温要求，一种制冷剂单一制冷系统能够达到所需的温度，尽量不选用复叠制冷方式，除非食品加工及贮存确实需要更低的温度或者加工场所受国家新规范制约的情况下才选用。因为CO复叠式制冷系统是靠二套2独立的制冷系统，将CO侧低温系统所吸收的热量，通过其冷凝器传递给另一制2冷系统的蒸发器，然后再由高温侧的制冷系统的冷凝器将热量释放到水

9、与空气中，这种以二套独立制冷装置，热量传递通过接力形式来完成，其能耗与单一制冷系统相比要大得多。逹餐於我曲*累统流程图冲箱的洸程慟图砥压JF机轴分离卅；n.-5：-#K.丫曲炉iffiittCO.EMQSAR717W|耳出瓯烟机油札井自低温簸朋44此口）【NH用作高温段制冷剂，CO用作低温段制冷剂。两个制冷循环通过一个冷凝32蒸发器联系在一起，构成完整的复叠循环。高温段NH循环是常规的制冷循环，3NH在冷凝蒸发器中蒸发，将高温CO气体冷凝（通俗地说NH系统相当于CO3232的冷却塔）。在冷凝蒸发器中，冷凝后的CO通过循环泵送到CO蒸发器。22经过蒸发器后的气态CO被压缩机吸入，经过压缩后进入冷

10、凝蒸发器冷凝。2（其中氨液在管程蒸发吸收热量、co气体在壳程被冷凝成液体）如此循环反复，2完成整个循环。】四、氨双级、氨+二氧化碳载冷、氨+二氧化碳复叠、二氧化碳制冷、氟利昂制冷对比1、安全、环保、操作方面：NH双级配搭3制冷NH/CO载冷剂32制冷NH/CO复叠制32冷一氧化碳制冷氟利昂制冷最咼工作压力（Bar）不咼于15不咼于203040140不咼于20环保NH:ODP=O，3CO:2CO:2CO2:ODP=0，GWP=1，环保R507A:ODP=0;GWP=O，环保ODP=O,GWP=1NH:ODP=0,3GWP=0，环保ODP=O,GWP=1NH:ODP=0，3GWP=0，环保GWP=

11、3300安全保护措施针对NH3针对NH和CO32两种保护针对NH和CO32两种保护针对CO2R507A自动化程度全自动，非常成熟全自动，相对简单全自动，繁琐系统复杂全自动，非常成熟操作安全性简单相对复杂一些较复杂复杂简单系统运行的稳定性及灵活性根据负荷变化自由选择运行台数及能级，实际运行效率较咼根据负荷变化自由选择运行台数及能级，实际运行效率高运行负荷变化对其系统有影响，运行不稳定自动匹配负荷里根据负荷变化自由选择运行台数及能级，实际运行效率较高泄露风险工作压力低泄露风险低工作压力低泄露风险低工作压力高泄露风险高压力非常高，有泄漏风险工作压力低泄露风险低腐蚀性腐蚀性低当低温段有CO侧有水分2存

12、在时，会产生强酸性的羟基酸，产生内腐蚀当低温段CO2侧有水分存在时，会产生强酸性的羟基酸，产生内腐蚀当低温段CO2侧有水分存在时，会产生强酸性的羟基酸，产生内腐蚀腐蚀性低相关规范国内现已非常健全国内现无相关规范国内现无相关规范国内现无相关规范国内现已非常健全操作人员比较成熟要求比较咼要求比较咼要求比较咼比较成熟系统充氨量相对较多较小，且可集中在机房较小，且可集中在机房无无2、经济性方面：NH双级配搭3NH/CO载冷剂32NH/CO复叠32氧化碳制冷氟利昂适用蒸发温度。C-33.4C-300C-52C-30C-10C+80C-46.7C(R507A)压缩机仅NH压缩机3仅NH压缩机3NH和CO3

13、2两种压缩机CO2跨临界压缩机+CO2亚临界压缩机氟利昂压缩机C0P(100%)-40C2.181.751.92无法运行1.66-20C与制冷剂种类有关C0P(100%)-10C超低效运行，因为中间温度为-10C左右，温差太小3.3存在风险/无法运行2.36与制冷剂种类有关管道材质20#钢CO侧:16MnR2或304不锈钢NH3侧：20#钢CO侧:16MnR2和304不锈钢NH3侧：20#钢16MnR或304不锈钢铜、20#钢初投资（以氨系统为1计算）1高约510%高约15%20%工况不一致所以不推荐与具体配置有关运行费用最低较咼偏高运行费用高一般维护保养费用低略高较高维护成本高低操作灵活性简单适中