氨二氧化碳复叠制冷系统的优越性

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。

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

1、环境友好性。CO2是天然物质，ODP=0（臭氧层潜能值为 0），GWP=1 （全球气候变暖潜能值为 1）。对大气臭氧层没有破坏作用，可以减少全球温室 效应 。2、无毒、不燃 。CO2安全无毒、不可燃 ，并具有良好的热稳定性 ，即 使在高温下也不会分解出有害的气体。
3、价格便宜（不需要回收设备）。来源广泛，勿需回收，可以大大降低制冷 剂替代成本，节约能源，解决化合物对环境的污染问题，具有良好的经济性。 4、单位容积制冷量大（系统体积小）。分子量小，制冷能力大。可减少制冷设 备与管道尺寸。 5、与普通润滑剂和结构材料相兼容。可适应各种润滑油和常见机械零部件材料。
二、CO2制冷剂的性质 CO2（ R744）是在 19世纪 60年代研究成功的一种制冷剂，它的标准 沸点
-78.2℃，凝固温度-56.55℃，临界压力 7.372Mpa，临界温度 31.1℃。 0℃时的容积制冷量 5398Kcal/m ³，ODP为 0，GWP为 1。 （一）CO2制冷剂具有的主要优势
【NH3用作高温段制冷剂，CO2用作低温段制冷剂。两个制冷循环通过一个‘冷 凝蒸发器’联系在一起，构成完整的复叠循环。高温段 NH3循环是常规的制冷循 环，NH3在‘冷凝蒸发器’中蒸发，将高温 CO2气体冷凝（通俗地说 NH3系统 相当于 CO2 的冷却塔）。在‘冷凝蒸发器’中，冷凝后的 CO2通过循环泵送到 CO2蒸发器。经过蒸发器后的气态 CO2被压缩机吸入，经过压缩后进入‘冷凝 蒸发器’冷凝。如此循环反复，完成整个循环。】 四、氨双级、氨+二氧化碳载冷、氨+二氧化碳复叠、二氧化碳制冷对比 1、安全、环保、操作方面：
=
=
1
1
GWP=1，环保 GWP=330
0
NH3：
NH3：

氨双级与二氧化碳系统
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；NH３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。

冰河冷媒应用于制冷行业，彻底解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。

关于复叠式制冷摘要复叠式制冷广泛应用于工业产品的热处理过程和金属的冷处理，广泛应用于军工、航空、航天、化工、医药、机械制造等行业。

原因就是它有如下几方面的优势：复叠式制冷采用环保制冷剂，符合国际环保要求：性价比高，价格仅为进口同类产品的1/3～1/2；操作简单，采用智能变频PID控制及多点无接触测温系统；主要元器件全部采用国际知名品牌，完全可替代进口同类产品；复叠式制冷系列自动复叠循环制冷机结构紧凑，可靠性高，操作简便，在能源、军工、空间、生物、医疗和生命科学等高科技领域内有着广泛的应用。

国内外学者纷纷对自动复叠制冷技术展开了新的研究。

目前，自动复叠制冷循环呈现出新的发展特点，对其研究主要集中在两个方面：一方面是对原有的制冷循环流程的改进，包括采用新型换热器和高效气液分离器；另一方面则是采用新型的制冷工质，包括二元工质和多元工质，以满足环保和制取低温的要求。

本文就复叠式制冷的原理在与双级制冷的对比之下做出阐释，希冀能更进一步对复叠制冷的理解。

关键词双级制冷复叠式制冷AbstractCascade type refrigeration widely used in industrial products of heat treatment process and metal cold treatment, versatile applications, aviation, spaceflight, chemical, pharmaceutical and machinery industries. Reason is that it has the following several advantages: cascade type refrigeration adopted environmental-protection refrigerants, conforms to the international environmental protection requirement: cost-effective, price is just for the imported products of 1/3 to 1/2, Simple operation, using intelligent frequency PID control and multi-point non-contact measuring temperature system, Main components adopt international well-known brand, can completely replace the imported products, Cascade type refrigeration series of automatic cascade circulation chiller compact structure, high reliability, simple operation, and in energy, industry, space, biology, medical and life science and other high-tech areas within a wide range of applications. Domestic and overseas scholars in succession to automatic cascade refrigeration technology opened new study. At present, the automatic auto-cascade refrigeration system presented a new development features of its research mainly on two aspects: one is to the original refrigeration process improvement, including using new heat exchanger and efficient liquid-vapor separator, On the other hand is a new refrigeration, including dual medium propellant and multiple propellant, in order to satisfy the requirements of environmental protection and making low temperature. Based on the principle of cascade type refrigeration with doublestage refrigeration in contrast to interpret and hopes to further understanding of cascade refrigeration.Keywords：Dual-class refrigeration Cascade type refrigeration关于复叠式制冷1.采用双级压缩的必要性。

维普资讯
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

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？。

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。

采用复叠式制冷循环的原因
1. 提高制冷效率：复叠式制冷循环可以将低温冷凝器中的冷气进一步冷却，使其温度更低，从而提高制冷系统的效率。

通过多个级别的冷凝器和蒸发器，冷凝温度不断下降，从而减少了对压缩机的功率需求，并提高了制冷系统的性能。

2. 扩大制冷范围：复叠式制冷循环可以扩大制冷系统的工作温度范围。

传统的单级制冷循环通常适用于较低的温度范围，而复叠式制冷循环可以通过多级蒸发器和冷凝器，在不同温度范围内工作，适用于更广泛的应用领域。

3. 降低系统压力：复叠式制冷循环通过将制冷循环中的压力降低到较低的水平，可以减少系统中的压力损失，提高了压缩机的效率，减少了能耗。

4. 提高系统稳定性：复叠式制冷循环的多级结构可以提高系统的稳定性。

通过将制冷系统分为多个级别，可以减小每个级别的温度和压力差异，减少了运行过程中的温度和压力波动，从而提高了系统的稳定性和可靠性。

5. 实现多种制冷要求：复叠式制冷循环可以根据不同的制冷需求进行灵活调节。

通过增加或减少冷凝器和蒸发器的级数，可以实现不同的制冷效果，满足不同的使用要求。

总的来说，采用复叠式制冷循环可以提高制冷系统的效率和性能，扩大制冷范围，减小能耗，提高系统的稳定性和可靠性，以及适应不同的制冷要求。

产业聚焦Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｆｏｃｕｓ５２新沪屏蔽泵 二氧化碳是天然物质，ODP=0，GWP=1。

使用二氧化碳作为制冷工质，对大气臭氧层没有破坏作用，可以减少全球温室效应，且来源广泛、价格便宜，勿需回收，可以大大降低制冷剂替代成本，节约能源，从根本上解决化合物对环境的污染问题，具有良好的经济性。

二氧化碳安全无毒、不可燃、不爆炸，具有良好的热稳定性，即使在高温下也不会分解出有害的气体，万一泄漏对人体、食品、生态都无损害。

二氧化碳具有与制冷循环和设备相适应的热物性。

分子量小，制冷能力大，0℃的单位制冷量比常规制冷剂高5～8倍，因而对于相同冷负荷的制冷系统，压缩机的尺寸可以明显减小，重量减轻，整个系统非常紧凑；润滑条件容易满足，对制冷系统常见材料无腐蚀，可以改善开启式压缩机的密封性能，减少泄漏。

二氧化碳黏度小，0℃时二氧化碳饱和液体的运动黏度只是NH3的5.2%、R12的23.8%，流体的流动阻力小，传热性能比CFC类制冷剂更好，可以改善全封闭制冷压缩机的散热。

二氧化碳临界压力较高（7.38MPa），因此其跨临界制冷循环的工作压力较传统的亚临界两相制冷循环的工作压力高得多，约为传统制冷工质CFC或HCFC 系统压力的６-８倍。

所以，制冷系统中工质流经的管二氧化碳制冷——双碳目标下制冷技术发展的最优路径产业聚焦Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｆｏｃｕｓ５３新沪屏蔽泵路系统必须经安全性分析。

但由于二氧化碳的单位容积制冷量约为常规制冷剂的5-8倍，系统所需的二氧化碳容积流量很小，而设备内气体的爆炸能量为压力与容积乘积的函数，所以虽然系统的工质压力高，但容积较小，其压力和容积的乘积与常规工质相差不大，设备内气体的爆炸能量增加的并不多。

以可靠性理论为依据，根据二氧化碳跨临界制冷系统管道可靠性的不同影响因素及其变化规律，对不同管材情况下的可靠性进行深入地研究与分析，得到的结论是：当管路系统的管外径给定时，只要合理地选择管材和管壁厚度，就能保证系统在给定压力下运行的可靠性和安全性，二氧化碳跨临界循环较高的运行压力是可以得到合理解决的。

超低效运行，因为中间温度为-10℃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
CO2侧：16MnR或304不锈钢
NH3侧：20#钢
CO2侧：16MnR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5~10%
高约15%~20%
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，实际运行效率较高
系统有影响，运行不稳定
自动匹配负荷量
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
NH3：ODP=0，GWP=0，环保
CO2：ODP=0,GWP=1
NH3：ODP=0，GWP=0，环保
CO2: ODP=0，GWP=1，环保
R507A:
ODP=0;
GWP=3300
安全保护措施
针对NH3
针对NH3和CO2两种保护
针对NH3和CO2两种保护
针对CO2
R507A
自动化程度
全自动，非常成熟
氨双级、氨+二氧化碳载冷、氨+二氧化碳复叠、二氧化碳制冷对比表
1、安全、环保、操作方面：
NH3双级配搭制冷
NH3/CO2载冷剂制冷
NH3/CO2复叠制冷
二氧化碳制冷
氟利昂制冷
最高工作压力(Bar)
不高于15
不高于20
30~40

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。

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。

课程设计课程名称制冷与低温课程设计题目名称冷库CO2/NH3复叠制冷系统设计学生学院能源与动力工程学院专业班级能动B11组员朱家伟李科白清川指导教师晏刚2014年9月2日设计总说明本课程设计是设计一个10^3 m3低温冷冻库制冷循环系统,要求选用CO2/NH3复叠制冷循环系统。

整个设计过程主要包括系统制冷量计算、系统高低温级循环理论设计、复叠制冷系统设备的计算和选配，同时结合整体设备运行原理，对该CO2/NH3复叠制冷循环系统进行校正。

本次设计先从冷库制冷量计算着手，先根据CO2的制冷范围，初设循环的温度范围，计算出中间温度；再由各级冷凝蒸发温度结合循环p-h图确定系统设备的工况，最后根据工况和要求选取最佳的制冷设备。

经过设计计算，可以根据两级压缩机的排气量选取合适的压缩机，根据换热器负荷，利用专业换热器软件计算换热器的技术参数，在选取合适的换热器。

通过本次的设计，得到了一个较合理的可适用于低温冷冻库的CO2/NH3复叠系统成套设备。

关键词：低温冷库 CO2/NH3复叠螺杆压缩机蒸发冷凝器课程设计目录一、CO2/HN3复叠制冷系统制冷量计算 (2)1.110^3M³冷库耗冷量的计算 (2)1.2冷库机组计算 (3)二、CO2/NH3复叠制冷系统理论循环计算 (4)2.1C02／NH3复叠制冷系统的特点 (4)2.2CO2/NH3复叠制冷系统的组成 (5)2.3复叠系统温度的确定 (6)2.4低温级（CO2）设计参数 (6)2.5高温级（NH3）设计参数 (6)2.6低温级（CO2）循环理论计算 (6)2.7高温级（NH3）循环理论计算 (8)三、CO2/NH3复叠制冷系统设备的选择 (9)3.1压缩机的选择 (9)3.2换热器的计算和选择 (10)3.3油冷却器的选择 (10)3.4电子膨胀阀的选择 (11)3.5CO2安全阀的设计 (12)3.6润滑油的选择 (13)3.7密封材料 (14)四、主要参考文献 (16)五、心得体会 (17)一、co2/hn3复叠制冷系统制冷量计算1.1 10^3m³冷库耗冷量的计算Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q71、传导热量Q1:Q1=K×F×（T0 –T1）= 84 kw式中：K——库体材料传热系数W/ °C.m2。

冷库制冷剂以及载冷剂
根据对国内外大中型冷库制冷剂使用情况的调研，分析了大中型冷库制冷剂的现状。

根据国际上最新的文献，评论了冷库制冷剂应用的发展新动向。

结果表明：在国内外大中型冷库中，目前采用氨制冷剂是主流，今后氨仍然将是主要制冷剂。

在蒸发温度-35℃以上，压缩式制冷采用氨制冷剂是最节能的。

采用氨制冷剂的关键问题是安全问题。

在制冷剂的发展动向中，CO2系统成为新一代制冷剂关注的重点，CO2/ NH3复叠式制冷系统具有较大的发展潜力。

在间接制冷系统中，采用氨水替代乙二醇作为载冷剂，可以使系统能耗明显降低。

1)在国内外大中型冷库中，目前采用氨制冷剂是主流，今后氨仍然将是主要制冷剂。

采用氨制冷剂关键是安全问题，应该采取足够的防护措施，保证操作人员安全和公共安全。

2)我国冷藏企业中，尤其是中小企业，许多未配备针对氨制冷剂的防护设备，缺乏有关制冷系统故障的应急处理预案。

冷库安全问题必须引起企业和管理部门的高度重视。

3)根据国外专家的评估，在蒸发温度-35℃以上，压缩式制冷采用氨制冷剂是最节能的。

蒸发温度在-35℃以下，采用CO2与氨复叠式制冷，不仅可以降低初次投资、提高效率，而且大大减少了系统的充氨量、提高了食品冷加工企业的安全系数。

4)在间接制冷系统中，采用氨水替代乙二醇作为载冷剂，由于其黏度较小可以使系统能耗明显降低。

该流程已经在法国得到一定的推广应用。

（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。

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。