二氧化碳载冷剂的分析

　　采用CO2作为载冷剂用于制冷系统的应用在欧洲已经有许多成熟的应用，主要的应用领域是大型的商用和工业制冷系统。在一些只有一个制冷温度范围的应用中，CO2制冷系统可以用于低温、中温和高温制冷。采用CO2作为载冷剂主要基于制冷剂充注量受到限制、系统效率以及初投资方面的考虑。笔者主要针对NH3／CO2制冷系统，从CO2侧探讨系统的效率及某些控制方式。
　　在该系统中，NH3作为一次制冷剂在复叠换热器中蒸发，CO2作为二次制冷剂在复叠换热器中冷凝。CO2可以通过重力循环完成冷凝过程以节约能耗，CO2作为载冷剂经过循环泵的输送在蒸发器中完成制冷的过程。由于CO2在制冷过程中存在相变，这是CO2作为载冷剂的制冷系统与采用其他载冷剂的制冷系统的不同之处，这使CO2二次制冷系统的效率有可能得到较大的提高。
　　采用CO2作为载冷剂可以应用于制冷温度范围０～－５０℃的场合，在CO2侧有可能不需要CO2压缩机，从而实现无油运行。这使系统相对于CO2复叠制冷以及CO2跨临界制冷而言十分简单，易于安装实现，对于刚刚涉足CO2制冷的研究人员／单位而言，CO2二次制冷系统是一个良好的开端。此外，CO2作为相变载冷剂，具有许多明显的优势。CO2的容积制冷量比R22高４～６倍。CO2在换热过程中发生相变，且CO2气体具有高密度的特性，这使得CO2系统的管路尺寸可以做得很小，这在提高系统效率的同时大大降低了系统的材料成本。当然，CO2制冷剂在制冷工况下具有较高的压力，尤其采用热气除霜方式进行除霜时压力可以达到45～46BAR，因此对系统的承压能力有一定的要求。另外，在系统停机时，CO2侧的压力受外界温度影响可能上升到较高水平，因此还需要考虑安装相应的辅助冷却系统或卸压装置以确保压力安全。
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