二氧化碳载冷剂制冷系统效果
Ｃ０２载冷剂系统类型有氟／Ｃ０２载冷剂系统、ＮＨ３／Ｃ０２载冷剂系统等。下图是Ｃ０２载冷剂系统载冷侧系统的示意图。Ｃ０２载冷剂系统一次制冷剂和载冷剂是在冷凝蒸发器中进行换热的，一次制冷剂在冷凝蒸发器中蒸发吸热，载冷剂０３２在其中冷凝放热。冷凝后的Ｃ０２液体进入Ｃ０２循环桶，然后通过循环泵将Ｃ０２液体输送到末端冷风机，并在其中蒸发完成制冷。蒸发后的湿Ｃ０２气体经循环桶分离后，Ｃ０２干气体回冷凝蒸发器，完成一次循环。
ｃｏ２载冷系统与其它载冷系统的相比，存在着优势：ｃｏ２作为载冷剂，无毒、无腐蚀。通过实例及理论分析发现，选用ｃｏ２作为载冷剂，可以满足选择载冷剂所必须具备的所有条件，同时可以提高系统的ＣＯＰ。载冷剂系统在制冷时，Ｃ〇２是相变换热，而其它如水、乙二醇等载冷剂在换热时未发生相变。因此ｃｏ２用冷风机的换热面积和ｃｏ２所使用的管道尺寸得到有效减小。研宂表明Ｃ０２所需的泵功率平均只占盐水类载冷剂所需泵功率的１０％。将Ｃ０２载冷剂系统与其它三种载冷剂系统（Ｃａｃｌ２、乙二醇、丙二醇）进行对比，得出Ｃ０２载冷剂系统节能达到２０％以上，并分析得出寿命周期内总费用比乙二醇系统要低２０％左右。Ｃ０２作为载冷剂的不足之处是运行压力较髙，制冷系统设计要求高。
目前国内使用的直接制冷系统主要有氨制冷系统（多为泵供液）和氟制冷系统（多为直接膨胀供液）。氨作为制冷剂虽然能效高，但是其有毒可燃可爆，存在着潜在的危险；氟利昂作为制冷剂，对环境存在着潜在的威胁。因此，氨系统和氟系统均存在各自的不足。
冰川制冷科技(北京)有限公司（简称冰川制冷）位于京津冀一体化发展的核心区域北京。冰川制冷致力打造节能环保技术的设计、施工和运营管理，冰川制冷长期与美国宾夕法尼亚大学保持着技术合作，先后共同开发出了高效环保的液体传热介质（简称载冷剂），至今为止已经研发了10余种型号载冷剂，满足不同工况使用最低温-100℃，最高温300℃，具有温域宽、对金属（铜、铝、碳钢、不锈钢等）材质无腐蚀、低温动力粘度小、低温比热大的特点，相比传统的载冷剂乙二醇、丙二醇有非常大优势。基于高效环保的载冷剂，公司针对冷库、中央空调、医药等涉及制冷的行业有多年的节能设计经验，可对不同行业，不同的制冷工艺进行优化设计和优化改造。
制冷系统设计步骤
一、设计任务和已知条件 根据要求，在武汉地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7℃，空调回水温度为11℃，总制冷量为400KW，冷却水系统选用冷却塔使用循环水。 二、制冷压缩机型号及台数的确定 1、确定制冷系统的总制冷量 制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算： 式中——制冷系统的总制冷量（KW） ——用户实际所需要的制冷量（KW） A——冷损失附加系数。 一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.15~0. 20；当空调制冷量为174~1744KW时，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.05~0.07；对于直接供冷系统，A=0.05~0. 07。 2、确定制冷剂种类和系统形式
根据设计的要求，选用氨为制冷剂而且采用间接供冷方式。 3、确定制冷系统设计工况 确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。 确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。 ①、冷凝温度（）的确定 从《制冷工程设计手册》中查到武汉地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃） ℃ 对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算： ℃ 式中——冷却水进冷凝器温度（℃）； ——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）； ——安全值，对于机械通风冷却塔，=2~4℃。
冷却水出冷凝器的温度（℃），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。 按下式确定： 选用立式壳管式冷凝器=+（2~4）=31.2+3=34.2℃ 注意：一般不超过35℃。 系统以水为冷却介质，其传热温差取4~6℃，则冷凝温度为 ℃ 式中——冷凝温度（℃）。 ②、蒸发温度（）的确定 蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。 系统以水为载冷剂，其传热温差为℃，即 ℃ 式中——载冷剂的温度（℃）。 一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器，其传热温差取=5℃。
CO2制冷装置CDPL500-SIE-29-Y 一：工作原理 二：操作流程： 三：仪表的操作： 四：冷干机的操作： 五:几种常见报警及消除：
CO2制冷装置 CDPL500-SIE-29-Y (一)：工作原理 干燥清洁的二氧化碳气体在进入二氧化碳液化器进行液化，液化器是一个列管式换热器，制冷剂在管中流动，不断蒸发汽化吸收热量，二氧化碳气体被冷却到-20～-25℃（温度随压力的变化而变化）左右并被液化，在此温度下不能液化的气体（称为不凝性气体，主要成份是氧气和氮气）积聚在液化器的顶部被排放出液化器。制冷剂可在一定温度及压力下被冷却循环水冷凝成液体，使制冷剂具有制冷能力，吸收的热量被冷却水带走。液化的二氧化碳液体自流被送入储液罐储存。 储存液体时或生产用气时压力超过一定值时（1.93Mpa），冷冻机组自动开启(制冷机组满负荷运行)进行降温降压，将气体液化，避免安全阀起跳损耗气体。当制冷机组压力下降至一定值时（1.83Mpa），液化器冷冻机组自动停止工作；当二氧化碳来气量减少时，二氧化碳回路压力会降低，此时螺杆制冷压缩机会进行卸载。制冷机组工作时压力超过2MPa，建议关闭手动控制气体压缩机，如压力仍维持2Mpa，建议用户关闭制冷机组，检测发酵罐来气中二氧化碳浓度。 制冷压缩机的卸载范围： 1：二氧化碳回路压力>1.8 Mpa：制冷机组满负荷加经济器运行
2：二氧化碳回路压力>1.8Mpa，<1.7 Mpa：制冷机组满负荷运行 3：二氧化碳回路压力<1.7 Mpa：制冷机组75%负荷运行 2：二氧化碳回路压力<1.6 Mpa：制冷机组停止运行，等待气体压缩机给二氧化碳回路升压。 （二）：操作流程： （1）自动运行：（系统正常运行） 按下启动按钮，这时候制冷压缩机进入运行准备状态，启动按钮灯亮。当系统压力大于18KG，制冷压缩机就可以运行，低于16KG自动停止，然后当系统压力再次大于18KG后会自动再运行，除非按下停止按钮，机器才会停止运行，同时停止按钮灯亮。如果运行中发现有报警发生，机器也会停止运行，人为的消除报警后再次按下启动按钮才能让机器运行。 （2）降压操作：（系统长时间停机可能会导致压力超高） 将允许降压打在开的位臵，允许降压指示灯亮。系统长时间停机可能会导致压力超高。当高过19.3KG时，制冷压缩机强制投入运行，到压力低于18KG停止。一般可以将允许降压打在开的位臵。 （3）工作流程： 系统运行后3秒制冷压缩机启动，首先线圈1得电，500毫秒后线圈2得电。这时能调阀1和2都未得电，压缩机为50%功率运行，线圈1运行后1分钟能调阀2得电，为75%功率运行。再过1分钟能
目录 第一章制冷的热力学基础 (2) 第1节热力学第一定律 (2) 第2节热力学第二定律 (6) 第二章传统的制冷物质与制冷技术 (7) 第1节制冷剂的历史[4] (7) 第2节传统制冷技术的简单介绍 (7) 第三章半导体制冷 (10) 第1节半导体[4] (10) 第2节半导体制冷器 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)
第一章 制冷的热力学基础 第1节 热力学第一定律 1、热力学第一定律 自然界中的所有物质都有能量，能量不能被创造也不能被消灭，它只能进行能量之间的转换，从一种形态变成另一种形态，但是能量的总和不会改变，这就是能量守恒与转换定律，是自然界的基础规律之一，也是热力学第一定律的理论基础[2]。热力学第一定律就是能量守恒与转换在一个热力学系统中的应用。 热力学第一定律的解析式为： W U Q +?= （1.1.1） 式中Q 为系统中的热量，U ?表示热力学能的变化量，W 为与环境交换的功。式中热力学能变化量U ?、热量Q 、和功W 都是代数值，可正可负，系统吸热Q 值为正，放热Q 值为负；同理，系统对外做功W 为正，反之为负。系统的热力学能增大时，U ?为正。可以理解为在一个热力学系统内，热力学变化量U ?与对环境做的功的总和为系统中的总热量。这也说明了一个道理热力学第一定律是一个准静态过程，即在这个过程中的每一时刻，系统都处于平衡态。 说简单些，就是在一个系统中，热和功是可以相互转换的，消耗一定量的热即可产生一定量的功，同时，消耗一定量的功会产生一定量的热，但其二者之和是保持不变的一个固定值。 热力学的第一定律解析式的微分形式为 W dU Q δδ+= (1.1.2) 2、热力学第一定律对理想气体的应用[1] 下面我们来看看热力学第一定律在理想气体下的一些简单的能量转换。 （1）等体过程 等体过程即使在系统体积保持不变，外界做功为零，故此根据热力学第一定律的解析式可得出
C O2在冷库制冷系统的应用 辽宁石油化工大学汤玉鹏一、C O2作为制冷剂的发展历史 在19世纪末至20世纪30年代前，C O2（R744），氨（R717），S O2（R764），氯甲烷（R40）等曾被广泛应用。 1850年，最初是由美国人A l e x a n d e r T w i n i n g提出在蒸汽压缩系统中采用C O2作为制冷剂，并获英国专利[1]。 1867年，T h a d d e u s S C L o w e首次成功使用C O2应用于商业机，获得了英国专利。于1869年制造了一台制冰机。 1882年，C a r l v o n L i n d e为德国埃森的F K r u p p公司设计和开发了采用C O2 作为工质的制冷机。 1884年，WR a y d t设计的C O2压缩制冰系统获得了英国15475号专利。澳大利亚的J Ha r r i s o n设计了一台用于制冷的C O2装置获得了英国1890号专利。 1886年，德国人F r a n z Wi n d h a u s e n设计的C O2压缩机获得了英国专利。英国的J&E Ha l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C O2应用于制冷。 1897年K r o e s c h e l B r o s锅炉公司在芝加哥成立了分公司，生产C O2压缩机。 1919年前后，C O2制冷压缩机才被广泛应用在舒适性空调中。 1920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。 C O2制冷曾经达到很辉煌的程度。据统计，1900年全世界范围内的356艘船舶中，37%用空气循环制冷机，37%用氨吸收式制冷机，25%使用C O2蒸气压缩式制冷机。发展到1930年，80%的船舶采用C O2制冷机，其余的20%则用氨制冷机。由于当时的技术水平比较差，C O2较低的临界温度（31.1℃）和较高的临界压力(7.37MP a)，使得C O2系统的效率较低。加上其冷凝器的冷却介质多采用温度较低的地下水或海水，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30℃），其制冷效率会更加下降。所以C O2制冷技术并没有进一步开发运用于汽车空调、热泵等。
全年供冷制冷系统的设计选用 本文通过两个实例简单说明了全年供冷系统设计选用时，应根据项目所在区域的气象条件及系统用冷量的大小选用合理的制冷系统。工程实践效果表明，所选用的制冷系统均能较好的满足工艺设备全年用冷量的要求。 标签：风冷冷水机组水冷冷水机组全年供冷自然冷却 工业厂房设计中经常会遇到工艺设备需常年供冷的情况，笔者根据两个不同项目所在区域的气象条件及系统用冷量的大小，分别选用了具有“自然冷却”功能的风冷涡旋式冷水机组和水冷冷水机组与冷却塔季节交换供冷两种方式。自然冷却的应用，显著的降低风冷冷水机组运行能耗。冷却塔供冷（又称免费供冷）是空调制冷系统节能降耗的一种形式。 1 具有“自然冷却”功能的风冷涡旋式冷水机组常年供冷 某新建项目涂装车间阴极电泳设备需7~12℃冷冻水，工艺设备最大需冷量为290kW，设备用冷量随生产规模的变化而不同，设备全年供冷。项目位于重庆地区，重庆地区的室外设计参数见下表表1。 因设备用冷量较小，建筑设计中未预留制冷机房位置，结合重庆地区的气象条件及本项目的实际情况，并与业主充分交换意见后确定采用风冷涡旋式冷水机组。本工程全年制冷量290kW，考虑到重庆地区极端最高温度平均值是39.1℃，选用冷水机组的制冷量进行温度修正后在39.1℃应大于290kW，因设备用冷量随生产规模变化，设计选用两台风冷涡旋式冷水机组，机组在冷凝空气温度为40℃时制冷量为154kW，机组名义制冷量为：162kW，内置水力模块，风冷涡旋式冷水机组容量控制达3级。 重庆地区冬季极端最低温度达-1.8℃，阴极电泳设备不工作时须提供约15%的制冷量（43.5kW），风冷涡旋式冷水机组制冷运行环境温度0℃~45℃，因此必须采取措施保证冬季时机组能够正常运行。目前国内常用的解决方法主要有以下几种： ①拆除机组内的保护器，此方法主要应用风冷模块式冷水机组。 ②每台机组上加装一个温度开关，温度开关与室外冷凝风机电机连锁。此温度开关需要放置在冷凝盘管上，感受制冷时冷凝盘管的温度，以此温度来判断是否将室外风机断电。一般来说可在低于－17℃室外环境的情况下制冷，温度开关一般为进口。 ③在控制系统加变频器，防止冬季温度过低，可低频启动，此方法主要适用于风冷模块式和螺杆式冷水机组。
关于CO2制冷的说明 CO2制冷的优点： 1、CO2为自然工质 2、优良的经济性，无回收问题 3、良好的安全性，无毒，不燃 4、优良的传热和流动性。 CO2制冷现阶段的局限性： 1、管道材质：CO2常温下压力为75kgf ，采用R717和CO2复叠制冷，温度控制在-5℃ ~-10℃范围内，设计压力为52kgf ，运行压力在30kgf ，在此压力下，管道采用不锈钢 或16Mnr ，不锈钢焊口需经过处理，否则容易腐蚀，16Mnr 焊接后需经过热处理，在中 国现有条件下，现场没法进行处理，如果出现问题，危险性更大。此外，中国没有这方 面的规范和部门对此进行检验，检验标准生产厂家按自己厂家的标准执行。 2、CO2的水的影响：CO2系统中如果有水分，不但会造成冰堵，CO2和水反应生产碳酸， 对系统造成腐蚀。通常在系统中增加干燥过滤器，经常更换干燥过滤器，但在如此高的 压力下，更换过滤器，对设备管理人员提出了更高的要求。 3、CO2冲霜的问题：如果采用电融霜，运行费用非常高；采用水融霜，融霜时间长， 并且冷库地面会出现冻冰现象。通常采用工质融霜。CO2制冷压缩机组工作范围-5℃ ~-10℃，压缩机设计压力在35kgf ，而融霜温度在10℃左右，需增加进口压缩机进行 融霜，设计压力在50kgf~60kgf ，融霜压缩机组都是进口，如果出现故障，现场很难 处理，维修周期非常长。 4、辅助制冷系统：由于CO2 常温下压力过高，系统停止运行时，需开启辅助制冷系
统保持系统压力升高，辅助制冷系统需配置专用发电机组，并且都要有备用，时刻保证辅助制冷系统和专用发电机组都在良好的工作状态，平时不使用，一旦制冷系统停止运行，必须保证辅助制冷系统可靠运行，辅助制冷压缩机采用进口，维修麻烦。 5、操作维护：CO2制冷系统同R22制冷系统一样，系统很难回油，完全靠人工操作进行系统回油，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，运行补充CO2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员。 6、CO2的危险性：直接存在于人类的呼吸过程中，3% (30,000ppm) 导致呼吸加重 (+100%)，5% （50,000ppm）导致麻醉，10% (100,000ppm) 导致昏迷，> 30% 立即导致由于浓度过高而引起的死亡！大气中CO2和O2的浓度比为1:700。O2浓度下降1-5%不会引起致命的危害。CO2浓度上升1-5%是致命的，需要设置类似于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。 综上所述，在中国现有的国情下，无论从技术上、工艺上、还是用户的操作维护上，都不适合作为商业推广，只能作为实验项目使用，只有各方面都进一步发展，才适合推广。蒙牛、伊利公司都研究过CO2制冷，伊利公司还到CO2制冷现场参观过，但现在都没采用，就是CO2制冷现在还不可靠，风险性比较大。此次羊屠宰项目采用CO2 制冷，系统也需要氨液（可能2吨左右），采用氨制冷，系统充氨量才9吨左右，没超过十吨（超过十吨为重大危险源），采用CO2制冷没什么意义。
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。例如，新西兰的奥克兰市将二氧化碳-丙烯复叠式制冷系统用于低温储存食品，虽然复叠式式制冷系统的最初安装费用要比传统R404A的单循环制冷系统高10%，但是这与复叠式系统运行中所带来的经济效益和环境效益相比是微不足道的。很重要的一点是，复叠式制冷系统能够大幅度的降低高温循环段的压缩机排气温度，因而可以增加热效率。同时，如果换热器的尺寸
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。冰函制冷研发中心依托于德国工程院和德国马普研究院，联合研发了适合中国现阶段工业发展的低温传热介质（简称冰函载冷剂），现有产品30余种，可满足-150-350C的工况使用，产品无任何腐蚀，低温粘度小、高温性能稳定、比热大、安全环保，适用于医药、化工、食品等工业生产和冷库间接制冷等工艺的载冷需求。
一、设计任务和已知条件 根据要求，在武汉地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7℃，空调回水温度为11℃，总制冷量为400KW，冷却水系统选用冷却塔使用循环水。 二、制冷压缩机型号及台数的确定 1、确定制冷系统的总制冷量 制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算： 式中——制冷系统的总制冷量（KW） ——用户实际所需要的制冷量（KW） A——冷损失附加系数。 一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.15~0.20；当空调制冷量为1 74~1744KW时，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.05~0.07；对于直接供冷系统，A=0.05~0.07。 2、确定制冷剂种类和系统形式 根据设计的要求，选用氨为制冷剂并且采用间接供冷方式。 3、确定制冷系统设计工况 确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。 确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。 ①、冷凝温度（）的确定 从《制冷工程设计手册》中查到武汉地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）
℃ 对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算： ℃ 式中——冷却水进冷凝器温度（℃）； ——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）； ——安全值，对于机械通风冷却塔，=2~4℃。 冷却水出冷凝器的温度（℃），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。 按下式确定： 选用立式壳管式冷凝器=+（2~4）=31.2+3=34.2℃ 注意：通常不超过35℃。 系统以水为冷却介质，其传热温差取4~6℃，则冷凝温度为 ℃ 式中——冷凝温度（℃）。 ②、蒸发温度（）的确定 蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。 系统以水为载冷剂，其传热温差为℃，即
1、制冷系统原理介绍 一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。压缩制冷系统循环见下图1-1。 单级蒸汽压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。 液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入
蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。 在制冷系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件，这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。实际制冷系统中，除上述四大件之外，常常有一些辅助设备，如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成，它们是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的。 2、冷柜制冷系统设计 2.1、冷柜制冷系统设计的内容和流程 制冷系统设计的主要内容是落实一款产品的整个制冷系统，需明确压缩机、蒸发器、冷凝器等一系列制冷件，但也要考虑其它零件，如感温导管、连接管等。简单来说，就是制冷人员要将整个制冷系统考虑一遍，并在明细表中确定下来。需要考虑的大原则是零件尽量通用，产品设计零件数量少，零件规格通用化，加工设备（包括外协厂制作加工）尽量少，生产效率高。 针对冷柜系统焊点要尽可能少，简单产品不超过10个焊点，最多不超过15个。压缩机物料号需技术副总审批，通用化高的制冷件物料审批需部长级审批，
二氧化碳制冷技术 二氧化碳具有高密度和低粘度，其流动损失小、传热效果良好，并且通过对传热作用的强化，可以弥补其循环不高的缺点。同时二氧化碳环境表现优良、费用低易获取、稳定性好、有利于减小装置体积。最重要的是，其安全无毒，不可燃，这一点比R290具有明显的优势。 当然，采用二氧化碳为制冷剂也有缺点，二氧化碳高的临界压力和低的临界温度也给它做制冷剂带来了许多难题。无论亚临界循环还是跨临界循环，二氧化碳制冷系统的运行压力都将高于传统的制冷空调系统，这必然会给系统及部件的设计带来许多新的要求。同时现阶段还存在二氧化碳制冷系统的效率相对较低的问题。 目前二氧化碳的研究和应用主要集中于三个方面： 一方面是汽车空调领域，由于制冷剂排放量大，对环境的危害也大，必须尽早采用对环境无危害的制冷剂； 第二方面是热泵热水器，二氧化碳在超临界条件下放热存在一个相当大的温度滑移，有利于将热水加热到一个更高的温度； 第三方面是考虑到二氧化碳良好的低温流动性能和换热特性，采用它作为复叠制冷循环低温级制冷剂。
在复叠式制冷系统中，二氧化碳循环在亚临界条件下运行。此时二氧化碳用作低压级制冷剂，高压级用NH3作制冷剂。与其它低压制冷剂相比，即使处在低温，二氧化碳的粘度也非常小，传热性能良好，因为利用潜热，其制冷能力相当大。 目前，欧洲在超市中已建立了几个这种用二氧化碳作低温制冷剂的复叠式制冷系统，运行情况表明技术上是可行的，这种系统还适用于低温冷冻干燥过程。 当前关于R22制冷剂的替代国际上主要有两种技术方案： 一种是以北欧国家和韩国为代表，其主张采用天然工质作为替代物，如纯工质R290、R1270、R744、R600a、R600、R717等，以及HCs类的混合物； 另一种是以美国和日本为代表的采用HFCs作为替代物，如美国联合信号公司的非共沸混合物R410A、杜邦公司和I.C.I公司的混合物R407C，以及R32和R152a等，这些制冷剂的ODP均为0，能够达到保护臭氧层的目的，但是会产生温室效应。 目前看来，二氧化碳在国内市场的前景，还有点像“雾里看花”，就像王立群所言，他们都了解它的好，但真正用的少。国内空调行业暂时看不到二氧化碳发展的影子，其在国内冷冻冷藏市场也才刚刚迈步，但在热
单一C02跨临界压缩机运行制冷技术简况 技术优势： 该循环系统的最大特点就是工质的吸、放热过程分别在亚临界区和超临界区进行。压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度也低于临界温度，循环的吸热过程仍在亚临界条件下进行，换热过程主要是依靠潜热来完成。但是压缩机的排气压力高于临界压力，工质的冷凝过程与在亚临界状态下完全不同，换热过程依靠显热来完成，此时高压换热器不再称为冷凝器，而称为气体冷却器。 在以空气为热源、热汇的制冷和热泵系统（主要是汽车空调以及家用空调）中，CO2循环在跨临界条件下运行，其工作压力虽然较高，但压比却很低，压缩机的效率相对较高；流体在超临界条件下的特殊热物理性质使它在流动和换热方面都具有无与伦比的优势，超临界流体优良的传热和热力学特性使得换热器的效率也很高，这就使得整个系统的能效较高，完全可与传统的制冷剂（如R12、R22等）及其现有的替代物（如R134a、R410A等）竞争。加上CO2在气体冷却器中大的温度变化，使得气体冷却器进口空气温度与出口制冷剂温度可能非常接近，这自然可减少高压侧不可逆传热引起的损失。由于CO2的临界温度低，为31, ℃因此, 制冷循环采用跨临界制冷循环时，其排热过程不是一个冷凝过程，压缩机的排气压力与冷却温度是两个独立的参数，改变高压侧压力将影响制冷量、压缩机耗工量及系统的COP。研究分析表明，高压侧压力变化时，循环的COP 存在着一个最大值，因此，CO2跨临界制冷循环在对不同工况下，存在对应于最大COP 值的最佳排气压力。 CO2 在气体冷却器中较大的温度变化，正好适合于水的加热，从而使热泵的效率较高。 传统空调系统大多把冷凝热当作废热而直接排向大气，既造成能量的浪费又产生环境的局部热污染。而对跨临界循环,由于超临界区工质密度在不断增加，循环的放热过程必将有较大的温度滑移，这种温度滑移正好与所需的变温热源相匹配，是一种特殊的劳伦兹循环，其用于热回收时，必将有较高的放热效率，因而用于较高温度和较大温差需要的热回收时具有独特的优势。 优点： （1）安全、环保、无污染； CO2 作为制冷剂其优点在于，无毒，没有可燃性，价格便宜、来源丰富、无须回收，与普通润滑油相溶，容积制冷量约是R22 的5 倍，CO2 是唯一同时具有优良的热力特性、安全特性和环境特性的自然工质。 制冷系统蒸发器采用顶排管，冷凝方式采用植入式地源冷凝技术。 （2）节能（以每立方米容积年耗电量计算）：我国年平均耗电量为130度左右，先进发达国家年耗电量为60多度，而该冷库年耗电量仅6度左右。 （3）库温稳定：该冷库温差波动在±0.5度波动，将大大提升冻品的储藏品质，延长食品的实质质保期。 （4）机房占地面积小。 应用： 经过调查，北京市京科伦工程技术有限公司、北京市京科伦冷冻设备有限公司近年来多次承办智能立体库、速冻隧道等项目，工程项目遍布全国的22个省份的40个多城市，项目合作企业包括双汇、金锣、雨润、思念、三全、惠发等中国知名企业，所承担的项目均达到或超过了设计要求。
冰箱制冷系统设计说明书1.冰箱设计步骤
图1 BCD-348W/H电冰箱制冷系统图 2.冰箱的总体布置 2.1箱体设计要求及形式 电冰箱箱体设计的优劣，直接影响使用性能、外观、耐久性制造成本和市场销售。在进行设计时，要求造型别致、美观大方。除色调要与家庭家具协调外，还必须考虑占地面积小容积大，宽度、深度与高度的比例合理，有稳定感等。冰箱箱体尺寸见表1。 表1箱体尺寸 2.2箱体外表面温度校核和绝热层厚度 设计箱体的绝热层时，可预先参照国外冰箱的有关资料设定其厚度，并计算出箱体表面温度t w。如果箱体外表面温度t w低于露点温度t d，则会在箱体表面发生凝露现象，因此箱体表面温度必须高于露点温度,一般t w > t d+0.2 t o t i
)(i o o o W t t a K t t --= (1) 国家标准GB8059.1规定，电冰箱在进行凝露实验时 亚温带SN 、温带N 气候条件下，露点温度为19±0.5℃ 亚热带ST 、热带T 气候条件下，露点温度为27±0.5℃ 在t w > t d 的前提下，计算箱体的漏热量Q 1，并用下面的公式校验绝热层的厚度 121)(Q t t A w w -= λδ (2) 1w t ----冰箱外壁温度，℃ 2w t ----冰箱壁温度，℃ λ-----绝热层导热系数，w/(m.k) A -----传热面积，m 2 校验计算的厚度在设定厚度基础上进行修正，反复计算，直到合理为止。 3.冰箱热负荷计算 总热负荷Q=Q 1+Q 2+Q 3 Q 1---- 箱体的漏热量 Q 2---- 门封漏热量 Q 3---- 除露管漏热量 （1）箱体的漏热量Q 1 由于箱体外壳钢板很薄，而其导热系数很大，所以钢板热阻很小，可忽略不计。胆多用塑料ABS 成型，热阻较大，可将其厚度一起计入隔热层，箱体的传热可以看做单层平壁的传热。 )(1i o t t KA Q -= (3) (4) 其中：K —— 传热系数，W/m 2·℃； A —— 传热面积，m 2 ； t o ——箱体外空气温度，℃； t i ——箱体空气温度，℃ αo ——箱外空气对箱体外表面的表面换热系数，W/m 2·℃； αi ——箱体表面对箱空气的表面换热系数，W/m 2·℃； i o a a K 111++=λδ
近期论坛高质量文章不多，人气下降明显，版主积极性明显下降。本人正在进行硕士毕设论文阶段， 目前随着写作的进展，特分享一些里面的经验内容供各位看官评论，希望能尽一份力，为我们的论坛。由于之后本人不再从事本行业，7年来本人经验由论坛来，如今经过思索提炼正在草拟论文，想尽量 把相关精彩之处都借助论文这个方式写出来，写到精彩之处不由得想与论坛各位坛友分享。 （1）知识和经验二者之间的关系。本人毕业后从事制冷设计工作7年，校内时书本上学的各个关键理论好比一个个知识点，而实践经验相当于线。随着毕业后时间的推移，往往各个知 识点会逐渐遗忘，相信记忆再好的人，如果毕业2年内不搞相关工作，最后也仅剩下印象， 甚至忘的精光，因为没有实践经验支撑的理论早晚是会被遗忘的。而随着相关工作的进行， 在实践中，你会发现在研发设计，试验甚至失败中印证了课本上所学的一个个内容，于是 重新捡起来，回归课本、经过思考，才能真正被消化。久而久之，各个关键参数和公式算 法通过实践这条线连成串，经过自己大脑的联想、列举、归纳又横向交织成网，相互验证， 也就形成自己的一套理论体系，很难遗忘了。 （2）（2）蒸发、冷凝温度的确定。有很多人在论坛上问过我蒸发温度和冷凝温度是如何限定的，与环温的关系又是怎样的。很多从事了多年维修的师傅由经验反推理论，常常关注蒸 发、冷凝温度，根据表测得的参数去反推进行系统设计，这其实是错误的。制冷系统的蒸 发温度和冷凝温度是根据热源和热汇温度确定的，而不是相反。而热源、热汇的温度并不 是人为规定的，热源是由被冷却物质所需要的温度决定的，热汇是由放热端所处的环境温 度（冷却水温度）决定的。而我们所能做的，就是根据以上条件设计制冷系统，即根据允 许的换热面积和氟、水、空气侧状况匹配经济性温差进而求得蒸发、冷凝温度。由于很多 种热源、热汇温度下又存在关联或相似性区间，所以我们又把各个热源热汇划分出区间进 行归纳，方便不同区间相关配件的选配，如T1、T2、T3等工况。这里举个例子就是由卡 诺定理，理论上制冷系统的制冷系数为： Snap1.jpg(2.37 KB, 下载次数: 112) 可以看出低温热源温度越高，高温热汇和低温热源温差越小，制冷系数越大。某些厂家为 了提高制冷系数，随意改变工况或为了使蒸发、冷凝温度更接近热源、热汇温度，不惜成 本的成倍加大换热面积从而减小换热温差，这也就是目前小压缩机配大换热器的例子比比 皆是的原因。需要说明的是，确定热源、热汇温度后综合考虑经济性温差进而合理的匹配 换热面积才符合我们科学设计的原则。 （3）压缩机汽缸容积与系统制冷量的关系。在给定的制冷系统里，很多参数都是随着工况变化的，很多人问我设计的根源是什么，从哪出发。这就要首先找到一个不变量。对于一台已有的制冷压缩机来说，在制冷系统中，理论输气量Vh为定值，它也是我们确定工况后进行系统设计的出发点。 Snap1.jpg(2.58 KB, 下载次数: 36) 其中n为压缩机电机转速，对于50Hz的两极电动机来说，转数在2830rpm，i指压缩机汽缸数，Vp为 汽缸容积。具个例子，已知某汽缸标称容积为7.4cc的转子压缩机在T1工况下（To=7.2℃、过热11K;
系统设计规范 1范围 本设计规范规定了空调性能总体设计规范、整机功能设计规范和压缩机选型规范三部分 本设计规范适用于内销和外销的空调器产品，其他产品可参考使用 2相关标准 QJ/MK02.001-2001a 房间空气调节器 3空调性能总体设计规范 3.1性能设计是空调器设计的核心 空调器作为一个在市场销售的产品，其设计主要包括结构设计、性能（制冷系统设计）、平面设计、电控、电器设计，但就其基本功能来讲，空调器的作用就是实现制冷或制热的温度调节，制冷系统的性能是否发挥良好是空调器品质的最重要指标；另一方面，就空调器材料成本的构成来讲，普通空调器中，制冷系统的材料成本占总成本的50%左右，因此性能设计的重要性是不言而喻的，可以说性能设计是空调器设计的核心。 正因如此，性能设计是否规范，对整个空调器设计的成本、质量、开发速度均有很大影响。3.2性能设计要立足本厂实际 设计过程中，要敢于创新，应用新的技术，设计的产品才有竞争力。但同时也要注意工厂毕竟不同于科研单位，设计时要充分考虑工厂目前的生产设备情况、工艺水平、实验条件、计划进度等实际情况。特别是换热器的设计，就要考虑换热器的设备情况。 3.3性能设计要符合相关标准 性能设计执行的标准有：内销机型执行国家标准GB/T 7725-2004《房间空气调节器》，外销机型执行相应出口国家或地区的标准，以及执行美的企业标准中相关机型的内控标准。主要控制指标有：制冷量、制热量、功率消耗、能效比（EER）、性能系数（COP）、噪音；各项型式实验必须通过相应国家标准：最大运行制冷、最小运行制冷、凝露、最大运行制热、最小运行制热、自动除霜、运输跌落等。 试验之外必须追加如下实验：20047725GB——除（1）长配管试验 分体机15m，柜机20m，天花机30m，定制机另算，在此试验下，做7725—2004要求的可靠性试验，主要观察压缩机在各种工况下面的油位、温度、压力等参数，确保压缩机运行在压缩机厂允许范围内。 （2）高落差试验 落差：分体机5m，柜机10m，天花机15m 有试验资源的情况下，在长配管下做落差可靠性试验。长期运行时，需作此试验观察压缩机油位。 极限温度试验）3（． 确保机器柜机天花机—15℃～50℃，部分机型要在格栅中作高温试验，℃，分体机—15℃～50 正常运转。（4）任何一个新产品都要用视液镜压缩机，在厂家的指导下作初步试验和确认试验。任何一个产品都必须有下列数据：能力A 10个关键温度点：温度和蒸发器，冷凝器出口各分流管温度。B 10个关键点指，排气，回气，蒸入、中、出，冷入、口、出，压机底部，壳体中部。同时必须记录排回气压力数据。压缩机油面变化图，在压机视液镜上标上刻度。记录此刻度，尤其在低温除霜时记录油面。C D个小时后启动观察油面变化状况，并记下缺油时间。启动试验，—15℃冻8 室外机的转速和风量。E 实验报告必须装订成册，并注明日期和更改出。 3.4性能设计必须重视实验验证结果制性能设计的理论计算目前还没有哪种方法可以满足实际要求，只能作为
毕业设计（论文） 题目名称：XX冷库制冷系统设计 院系名称：电气工程系 班级：铁供XXXX 学号：XXXX 学生姓名：XXXX 指导教师：XXXX 2014 年03 月
XX冷库制冷系统设计XX cold storage refrigeration syetem design 院系名称：电气工程系 班级：铁供XXXX 学号：XXXX 学生姓名：XXXX 指导教师：XXXX 2014年03 月
中文摘要 本次课题是以某冷库为样板进行设计。 冷藏间储藏吨位为300t，冷间设计温度为-18℃；冻结间生产能力为30t/24h。室外空气温、湿度根据你建库确定。 这次设计在运用所学知识计算出冷间负荷之后，根据合理利用能源的原则，因地制宜，在比较各种方案的可行性后，选择一个技术可靠、经济合理、管理方便的设计方案。最终确定方案为：氨系统活塞式制冷压缩机双级压缩。根据负荷计算的结果依次选择冷风机、贮液器等辅助设备。在完成设备选型后进行管道布置、机房布置、设备保温等。 【关键词】方案确定负荷计算管道设计压缩机冷凝器结束语
目录 1.前言-------------------------------------------------------------------------3 2.设计任务书----------------------------------------------------------------4 3.制冷方案的确定----------------------------------------------------------5 4.库房负荷的计算----------------------------------------------------------8 5.冷却设备的选型计算---------------------------------------------------17 6.系统管径的确定---------------------------------------------------------20 7.制冷剂注入量------------------------------------------------------------21 8.结束语---------------------------------------------------------------------22 9.致谢------------------------------------------------------------------------23 10.参考书目-----------------------------------------------------------------24
CO2制冷压缩机 【摘要】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。本文主要介绍了二氧化碳制冷压缩机的相关内容，并且主要进行了二氧化碳涡旋式制冷压缩机与其他压缩机的比较，分析了二氧化碳制冷剂的优势以及它与其他制冷剂的比较情况。 【关键词】CO2制冷压缩机制冷剂 一、概述 由于氯氟烃（CFCs ）对于大气的重要影响，保护环境、替代CFCs已经成为全球共同关注的问题。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5～7月编制了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》，并于1993年1月获国务院批准。因此，逐步淘汰ODSs 已经成为一项国际责任。替代工质应满足安全性、环境可接受性和装置适用性三方面的要求。经过科学家们多年来的不懈努力，已经研制出大量的过渡性或长期的氯氟烃（CFCs ）和氢氯氟烃（HCFCs）替代物，如R134a ， R407C ， R410A 和R290 等，并研究出相应的技术和设备，在制冷空调行业得到广泛的应用。《蒙特利尔议定书》对于CFCs和HCFCs等物质强制要求限期逐步淘汰，并规定了发达国家和发展中国家的使用期限。而目前使用的HFCs 制冷剂由于会导致明显的温室效应而被《京都议定书》列入温室气体的清单中。在欧洲，有些国家已经在一些制冷空调领域禁止使用HFCs ，并且进一步提议从某些领域逐步淘汰HFCs。有些国家立法将在21 世纪20 年代严格限制或淘汰使用R134a 制冷剂，这就使得制冷与空调行业在适应淘汰CFCs和HCFCs类制冷剂转向使用HFCs制冷剂时又必须寻求的替代物。 在环境保护与制冷剂替代的研究进程中，水，氨，碳氢化合物以及CO 等自 2 然制冷剂成为人们关注的焦点，前国际制冷学会主席挪威的G.Lorentzen认为， 具有其他制冷剂无法比自然制冷剂是解决环境问题的最终方案。天然制冷剂CO 2 拟的优点，比如运动黏度低，动力黏度低，压比小（约为2.5～3.0），比体积小，单位容积制冷量大，高导热率，高定压比热容以及低的表面张力，而且还具有环保，易购买，安全性等优点，已经成为了国内外研究的热点。所以，前国际制冷 是“无可替代的制冷剂”。它是最具有学会科技理事会主席Lorentzen认为CO 2 应用前景的自然制冷剂，并有望成为21世纪理想的环保自然制冷剂之一，因此国内外对以CO2作为制冷剂的制冷循环进行了广泛的研究，并取得一些研究成果。 目前，CO2制冷技术主要应用在以下三方面:一是在汽车空调中的应用，二是在各种热泵中的应用，三是在复叠式制冷系统中的应用。自从CO2作为环保制冷剂被再次提出以来，人们已经开发出应用于不同场合的CO2压缩机。主要包括以下几种:活塞压缩机、滚动活塞压缩机、摆动活塞压缩机、涡旋压缩机、滑片压缩机和螺杆压缩机。相比其他工质的压缩机，CO2压缩机的特点是工作压力高，结构尺寸小，压比小以及吸排气压差大，效率比较高。 现在，二氧化碳制冷压缩机已经成为了越来越多企业的研发对象，全球压缩