一、制冷剂的作用
制冷剂是工业冷水机系统中的工作流体,在制冷剂中循环流动,通过自身热力状态的循环变化不断与外界发生的能量交换,以达到制冷的目的。
二、制冷剂分类
1、按照安全性分类,按毒性分为低不毒性、中毒性、高毒性,依次表示为A,B,C; 按可燃性分为不可燃、有可燃性、有爆炸性三类,依次表示为1,2,3。
2、根据分类命名,分为无机化合物、碳氢化合物、氟利昂和混合溶液四种。表示方法为:无机化合物R7、饱和碳氢化合物以氟利昂CmH2m+1、非共沸化合物R4、共沸化合物R5、有机化合物R4、非饱和碳氢化合物Rx。
三、对制冷剂的基本要求
1、较高的制冷效率,以提高制冷的经济性。
2、适中的压力。若压力过低,空气容易渗透,且不易排除。压力太大,增加了制冷剂泄漏的可能性,以及增加了制冷装置的承受压力。
3、单位容积制冷能力大,可以减少压缩机尺寸。
4、绝热压缩指数要小,等熵压缩的终了温度不要过高。
5、临界温度要求,凝固点温度要低,工作范围大。
四、CO2应用
目前推出的HFCs及其化合物,不能够满足长期替代的要求,大多含有氯原子,排放到大气中会对臭氧层造成破坏,从而使紫外线直接照射到地球表面产生危险,破坏人体的免疫系统,使得农作物的产量和使质量劣化。因此,这些新型制冷剂,其中CO2好的热力性能和环保特性,使其受到了重视。
1、CO2作为制冷剂的优点
二氧化碳作为制冷剂,其热力性能和环保性能好,二氧化碳制冷剂跨界临界循环的放热过程可以和变温热源相匹配,更接近劳仑兹循环,因些可以得到较高的能源利用效率,这一点受到特别关注。与其它制冷剂相比,CO2具有下列优点:
①、对人体健康无短、中、长之害处,所以不需要回收或者进行再处理。
②、**、无害且无污染。
③、气体密度高,可降低使用的管路与压缩机尺寸,使得制冷系统结构紧凑。同时可以使压缩比降压,压缩过程可以更接近等熵压缩,从而提高制冷效率。
④、不燃烧、不爆炸、无腐蚀性。
⑤、来源广泛且可从工业废气中取得,价格低廉,制冷维护简单,且有较好的相容性。
⑥、其ODP值为0、GWP值为1,大概是R134a、R22的1/1000。
⑦、用CO2作制冷剂,对于不同的外部环境,对制冷循环产生的影响较大,可以实现三种不同的循环方式。
2、CO2根据循环的外部条件,可以实现三种循环:
①、亚临界制冷循环:蒸发温度,冷凝温度低于临界温度,压缩机的吸、排气压力都低于临界压力,循环的吸、放热过程都在亚临界条件下进行,换热过程主要依靠潜热来完成。
②、跨临界制冷循环:蒸发温度低于临界温度,压缩机的吸气压力低于临界压,循环的吸热过程仍在亚临界条件下进行,换热过程主要以潜热来完成。压缩机的排气压力高于临界压力,此时换热过程依靠显热来完成。
③、超临界循环:所有的循环都在临界点以上,循环过程中工作介质无相变,是气体循环。
3、CO2跨临界循环的特点
目前研究的CO2工业冷水机制冷系统很大部分都是采用的跨临界循环,跨临界循环的特点是:在亚临界区域进行吸热,在跨临界区域进行放热,相变不发生在高压侧的冷却过程中。循环在跨临界的条件下运行,它的工作压力比较高,但是压缩比低,压缩机的工作效率较高,跨临界制冷循环在不同工况下,存在不同的**排气压力(对应于**的COP值)。用于高温、大温差需要的热回收时,跨临界制冷循环具有独特的优势。具有的缺点:工作效率不高,特别是当环境温度比较高的时候,同时,跨临界循环的排气压力过高,使得跨临界循环的应用受到限制。CO2作为制冷剂在应用上的不足之处主要是临界温度较低,排气压力较高,以及节流过程损失较大,材料浪费较多,安全可靠性较差,如果其中掺杂润滑油的话,会导致润滑油的粘性显著下降。
4、CO2制冷循环在设计上的有待**的技术
①、由于其工作压力要高出传统很多,且吸排气的温差与压差都很大,因此,在压缩机的各部分零件机械结构、压缩室防漏设计、传动轴承选用、在高压环境的润滑油与油路设计、排气的出口部分设计等,都应该特别注意。
②、在密闭型压缩机应用时,选用耐高压的电机结构、启动负荷高的电动、较低的电机转子惯性、小体积、高扭矩、**率的电机设计,都是不容忽视的。
③、采取什么措施实现小管径、高质量流率的CO2冷媒流动,提高传热效率,譬如高热传效果的管排气型式与空气流路、强化吸排热风扇的风速与风量等的实际,为热交换器设计时应注意的事项。
④、由于凝汽器出口端和蒸发端的压力差很大,因此,采用取什么措施设计**率的膨胀过程,是另一重要的关键,例如,多段压缩或膨胀装置降低压缩功和膨胀损失的工作设计等,皆是须**的部分。
资讯来源:
http://www.szltong.com/?info-485.html