R507/CO2復(fù)疊系統(tǒng)介紹
CO2的臨界溫度與臨界壓力決定了該制冷劑不適應(yīng)單一制冷系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行,須用復(fù)疊制冷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。由于CO2的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)低,用復(fù)疊式制冷系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更低的溫度。
R507/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)由高溫級(jí)和低溫級(jí)兩部分組成。高溫級(jí)使用R507作為制冷劑;低溫級(jí)使用CO2作為制冷劑。高、低溫級(jí)各自成為一個(gè)使用單一制冷劑的制冷系統(tǒng),其中高溫級(jí)系統(tǒng)中制冷劑R507的蒸發(fā)用來(lái)使低溫級(jí)排出的制冷劑氣體CO2冷凝,用一個(gè)冷凝蒸發(fā)器將高、低溫級(jí)兩部分聯(lián)系起來(lái),它既是低溫級(jí)的冷凝器,又是高溫級(jí)的蒸發(fā)器。
通俗地講高溫級(jí)R507系統(tǒng)相當(dāng)于CO2的冷凝系統(tǒng)。在冷凝蒸發(fā)器中, 冷凝后的CO2通過(guò)CO2循環(huán)泵送到CO2蒸發(fā)器,熱負(fù)荷通過(guò)蒸發(fā)器傳遞給CO2制冷劑,經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器后的氣態(tài)CO2被壓縮機(jī)吸入,經(jīng)過(guò)壓縮后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器冷凝。CO2制冷劑吸收的熱量通過(guò)冷凝蒸發(fā)器傳給高溫級(jí)的R507制冷劑,而高溫級(jí)的R507制冷劑將熱量傳給高溫級(jí)冷凝器,通過(guò)蒸發(fā)式冷凝器向環(huán)境介質(zhì)釋放。(其中高溫級(jí)R507在管程蒸發(fā)吸收熱量、CO2氣體在殼程被冷凝成液體)如此循環(huán)反復(fù),完成整個(gè)循環(huán)。
R507/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)適用于多種工況,蒸發(fā)溫度在-55~-25℃之間可調(diào)。
整個(gè)制冷系統(tǒng)控制可采用智能化、自動(dòng)化的控制系統(tǒng),也可以手動(dòng)控制。自動(dòng)控制的系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶實(shí)際需求自動(dòng)開(kāi)停機(jī),并隨負(fù)荷變化和外部條件的變化自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和運(yùn)行,無(wú)需人工進(jìn)行操作和調(diào)節(jié),達(dá)到機(jī)房無(wú)人值守的狀況。
設(shè)有維持機(jī)組,停機(jī)后維持CO2側(cè)壓力在一定的范圍內(nèi)。
整個(gè)系統(tǒng)具有多重安全保護(hù)裝置,保證設(shè)備在出現(xiàn)異常時(shí),能自動(dòng)報(bào)警停機(jī),減小設(shè)備損害。
n 安全
CO2工質(zhì)具有安全、無(wú)毒、不可燃的特性,可以廣泛應(yīng)用于人員密集的場(chǎng)合,即使泄漏也不會(huì)對(duì)人員造成傷害。
R507工質(zhì)是制冷劑R22的長(zhǎng)期替代品(HFC類物質(zhì)),ODP值為零,不含任何破壞臭氧層的物質(zhì),更適合中低溫冷凍領(lǐng)域應(yīng)用。且作為復(fù)疊制冷系統(tǒng)的高溫部分只限使用在機(jī)房?jī)?nèi),且充注量較少。
n 節(jié)能
CO2的蒸發(fā)潛熱較大,單位容積制冷量大(系統(tǒng)體積?。?,又具有優(yōu)良的流動(dòng)和傳熱特性,可顯著減小壓縮機(jī)、換熱器和管路尺寸,使整個(gè)系統(tǒng)非常緊湊。
CO2與普通潤(rùn)滑劑和結(jié)構(gòu)材料相兼容??蛇m應(yīng)各種潤(rùn)滑油和常見(jiàn)機(jī)械零部件材料。
CO2傳熱性能和流動(dòng)性能好。CO2黏度小,流體的流動(dòng)阻力小,傳熱性能比CFC類制冷劑好。
CO2價(jià)格便宜(不需要回收設(shè)備)。來(lái)源廣泛,勿需回收,可以大大降低制冷劑替代成本,節(jié)約能源,解決化合物對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題,具有良好的經(jīng)濟(jì)性。
R507/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)的COP在一定的工況范圍內(nèi)比NH3雙級(jí)制冷或R22雙級(jí)制冷的COP要高。具體見(jiàn)下面圖表。通過(guò)圖表可以看出在蒸發(fā)溫度為-45℃工況下,R507/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)COP比NH3雙級(jí)制冷系統(tǒng)COP高8.8%,比R22雙級(jí)制冷系統(tǒng)COP高16.5%。
n 環(huán)保
CO2均為自然界天然存在的物質(zhì), ODP=0(臭氧層潛能值為0),GWP=1(全球氣候變暖潛能值為1)。對(duì)大氣臭氧層沒(méi)有破壞作用,可以減少全球溫室效應(yīng),具有較好的環(huán)保性能。
R507工質(zhì)是制冷劑R22的長(zhǎng)期替代品(HFC類物質(zhì)),ODP值為零,不含任何破壞臭氧層的物質(zhì);
R507/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)主要設(shè)備
R507/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)主要由R507制冷壓縮機(jī)組、R507輔機(jī)、CO2制冷壓縮機(jī)組、CO2輔機(jī)、電氣控制五部分構(gòu)成。R507輔機(jī)一般包括下列設(shè)備:冷凝器、貯液器、氣液分離器、節(jié)流裝置等;CO2輔機(jī)一般包括下列設(shè)備:冷凝蒸發(fā)器、貯液器、氣液分離器、干燥過(guò)濾器、泵、節(jié)流裝置等。
R507/CO2復(fù)疊系統(tǒng)特點(diǎn)
整個(gè)系統(tǒng)分為CO2壓縮機(jī)組、R507壓縮機(jī)組、CO2輔機(jī)機(jī)組等單元。
l 由于CO2有較高的單位容積制冷量,在相同的制冷負(fù)荷下,CO2的壓縮機(jī)尺寸、閥門(mén)與管道的截面積比一般的制冷系統(tǒng)要小,制冷劑充注少,軸功率消耗少。較低的壓縮比,可以減少壓縮機(jī)余隙容積的影響,使壓縮機(jī)容積效率比較高,提高了系統(tǒng)的COP值。
l 冷凝蒸發(fā)器采用殼管式換熱器,R507管內(nèi)蒸發(fā),CO2管外冷凝。
l 供液方式:冷風(fēng)機(jī)的供液采用泵供液方式,供液均勻,換熱效果好。
l 蒸發(fā)器采用不銹鋼管、鋁片結(jié)構(gòu)。
l 設(shè)計(jì)壓力:整個(gè)CO2低溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為45bar。R507高溫級(jí)系統(tǒng)與常規(guī)氟利昂系統(tǒng)相同,高溫側(cè)設(shè)計(jì)壓力為2.0Mpa、低溫側(cè)設(shè)計(jì)壓力為1.4Mpa。
R507/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)功能
l 安全壓力保證系統(tǒng)
l 安全壓力保證
A、R507壓縮機(jī)短暫停機(jī)期間,CO2系統(tǒng)壓力由冷庫(kù)低溫環(huán)境維持,不會(huì)超出設(shè)計(jì)壓力。
B、如果系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高,達(dá)到更高的設(shè)定壓力時(shí),強(qiáng)制打開(kāi)電磁閥,釋放CO2,使系統(tǒng)壓力下降到安全范圍內(nèi)。這是一種消極的應(yīng)對(duì)措施。
C、系統(tǒng)壓力超高的最后保護(hù)裝置是安全閥,在其設(shè)定壓力下開(kāi)啟。這是極端情況下的應(yīng)對(duì)措施。
l 設(shè)備安全保護(hù)
R507壓縮機(jī)組具有油泵電機(jī)過(guò)載、主電機(jī)過(guò)載、排氣壓力超高、油壓低、吸氣壓差大、油溫超高、滑閥不動(dòng)等完善的保護(hù)報(bào)警措施
CO2泵具有壓差小、過(guò)濾器阻力超高、電機(jī)過(guò)載、超壓自動(dòng)旁通等保護(hù)。
l CO2泄漏檢測(cè)報(bào)警排風(fēng)系統(tǒng)
制冷機(jī)房、調(diào)節(jié)站間、冷庫(kù)門(mén)口距地面30cm位置設(shè)置CO2氣體檢測(cè)傳感器,具有濃度過(guò)高報(bào)警功能。制冷機(jī)房、調(diào)節(jié)站間外墻貼近地面處設(shè)排風(fēng)扇,與CO2泄漏報(bào)警聯(lián)動(dòng),在出現(xiàn)CO2泄漏時(shí)開(kāi)啟通風(fēng)。