CO冷媒应用及技术发展趋势.

《CO冷媒应用及技术发展趋势.》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、CO冷媒应用及技术发展趋势.————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：9CO2冷媒应用及技术发展趋势           1引言       节能、环保、低碳是当今相关技术发展的方向，作为自然冷媒的CO2由于其环保、无毒，及特别的跨临界循环，又开始被人们较关注及大范围的使用，日本、欧洲等过相关法规已逐步建立，CO2热泵热水器产品也投入市场，此外环保要求CO2也在欧洲被应用于冷冻、冷藏，而对于中国来说，CO2相关技术及产品处于孕育阶段，今后需大力发展。       2CO2冷媒特性      

2、 2.1冷媒特性         作为自然工质的CO2，在19世纪80年代到20世纪30年代被广泛于制冷空调领域，与氨（NH3）一样。作为一种已经被使用过，可以取自于环境并被证明是对生态环境无害的制冷工质，后被性能较好的HCFC、CFD类人工合成冷媒替代；最近一段时间，由于环保、节能的要求，CO2冷媒凭其环保、安全、稳定、热力性质佳等优势，又一次受到了广泛的重视，尤其是在热泵热水器领域，产业化的商品发展较为迅速。应用于制热循环时，由于其自身物性特点，CO2与现有常用的R22、R410A及R134a等工质的特性存在较大的差异。 表1       环保性：如表1，R410A，R134a与CO

3、2都是对大气臭氧层没有破坏作用，即其ODP值为0。但R410A和R134a的GWP仍较高，分别为CO2的1700和1300倍，属于需要减排的温室气体，只能作为替代工质，而不能长久使用。CO2作为一种在地球生物圈内自然存在的，ODP值为0，GWP值为1（CO2被定义为1，作为基准值），并已经被证明是对人类无害的物质，目前受到了制冷学术及行业界的一致关注；       制冷剂名称 R744（CO2） R22 R410A       工作压力范围(MPa) 高压:9～12 高压:2～3 高压:3～5        低压:2～4.5 低压:0～0.7 低压:0～1.5       单位容积制冷量

4、(kJ/m3) 51868 11385 16759                       表2       热力学特性：CO2冷媒单位容积制冷量大，3～5倍于R410A及R22（见表2）；CO2处于超临界流体状态，比热大、导热系数高、动力粘度低的性质，使其具有比液体和气体更佳的传输性能和传热特性，传热效率高，如表3。此外，与常规制冷剂相比，C02绝热指数较高,跨临界制冷循环的压缩比较小，约为2～4，压缩过程更接近等熵，有利于指示效率的提高9                                               表3       安全性：作为自然冷媒，CO2无毒

5、，不可燃，虽然压力比较高，但由于CO2的单位容积制冷量相当大（见表2），因此压缩机及系统两器可以比目前做的小一些，而且实际上设备的破裂强度和压力与容积的乘积有关，所以CO2的破裂强度与传统工质差不多，其高压爆破危害性在技术上是不难克服。       2.2循环特性       CO2制冷循环与常规冷媒最大区别就是采用了跨临界循环，如图1，制冷循环有亚临界、跨临界、超临界，常规冷媒机早期CO2均应用亚临界循环，现CO2主要应用跨临界制冷循环。早前虽然CO2制冷技术应用历史已经超过100年，但是由于临界温度较低，限制了这种制冷剂的应用，1989年挪威籍的前国际制冷学会主席洛伦兹教授（1915

6、～1995）提出了以跨临界循环解决由于CO2临界点偏低，影响其在较高放热温度下，无法实现循环的问题，单一系统就可以在较高的放热温度下稳定运行，使得以CO2为制冷剂的制冷／热泵系统的技术经济性大为改善；                                          图1CO2冷媒应用及技术发展趋势  CO2跨临界循环冷却过程全为显热过程并在超临界区进行，整个放热过程为一变温过程，没有相变现象的产生。如图2所示，气体冷却器具有的较高排气温度和较大的温度滑移，这种温度滑移正好与冷却介质的温升过程相匹配，因此适合水的加热，适合于热泵热水器，具有较高的制热效率,使其在热泵循环方

7、面具有独特的优势，出水温度可轻松达90℃以上；此外更适合于低温环境，传统冷媒热泵热水器基本在在长江以南应用，而CO2热泵热水器可以应用到长江以北，环境温度低到-20℃；9                                             图2       总体来说，CO2较传统冷媒环保、安全、热物性好，应用在热泵热水器上，低温制热效果及热水温度有较大优势，总体评价见表4