CO制冷技术演示文稿
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co2制冷系统Microsoft PowerPoint 幻灯片 (2)
co 制冷剂在汽车空调中的应用
2未来的空调制冷系统 NhomakorabeaO2制冷剂的空调系统
制冷剂R134a产生温室效应的能力，是CO2的1300倍，即释 放到大气中1千克R134a时产生的温室效应相当于1300㎏ CO2产生的温室效应。由于汽车空调使用天然资源时以及 在工业生产过程必然产生CO2，因此将其用作制冷剂对环 境没有太大的影响。 CO2（R744）空调系统的效率高于现在的R134a系统，制冷 功率相同时他所需的燃油较少（最高车外温度＜35℃）， 因而减少了尾气排放。按照欧洲年平均值来看，可在油量 消耗较低的情况下，达到较高效率。 CO2空调系统的另一个优点：处于热力泵反向运转模式时， 可将其用作高校加热器。
CO2空调系统制冷循环回路
蒸发所需的热量来自进气或乘员区的空气----空调处于空 气循环模式时，空气在通过蒸发器鳍片的同时得到冷却。 经过气体冷却器后的液态制冷剂温度越低，他可以从蒸发 器内吸收环境空气的热量就越多。 制冷剂蒸发后，首先经过收集器并在此处分离液态CO2部 分，随后经过内部热交换器。最后，已经全部变成气态形 式的CO2，进入压缩机，整个循环流程从头开始。 由于CO2与R134a相比，CO2的密度比R134a的密度大， 因此与R134a空调器的制冷效果相同时所需的CO2体积流 量较少。
CO2空调系统制冷循环回路
CO2制冷剂回路由蒸发器、膨胀机构、收集器/分离 器、内部热交换器、压缩机和气体冷却器组成。在压 缩机内部将气态CO2由35bar抽吸压力压缩至133bar。 在此过程中气体加热至最高165℃。 气体冷却器将所吸收得部分热量释放到车外空气中。 只有当制冷剂温度低于CO2临界温度31℃时才能变为 业态形式。但由于气体冷却器的技术＜1（“理想的” 气体冷却器功率为1），因此只有当车外温度低于 27℃时，气体冷却器内才能发生上述变化（因此使用 术语“气体冷却器”代替”冷凝器”)。 在内部热交换器内，来自气体冷却器的CO2，通过 来自蒸发器内大大约0℃的CO2继续进行冷却。随后 通过一个膨胀机构将气体喷入蒸发器内，气体压力由 120bar降至35bar并蒸发。
制冷制冷技术讲座.ppt
5.氟利昂制冷剂
问世：
氟利昂制冷剂是1928年由美国杜邦公司发明的。后来，多 种不同型号氟里昂的出现，有力的促进了制冷空调业界的 发展。 氟利昂22是1936年问世的。
应用：
1974、77、87、91、92、07-9-17
一般性质：
R22 （F22） ：分子式：CHCLF2 ，也可表示为 HCFC22 大气压力下的沸点：-40.8℃ 液体、气体都是无色、透明，没有气味，对人体无害， 不易燃烧和爆炸；与明火接触时会分解成有毒的光气；--冻伤，---窒息，---
作用：
• 压缩机：升压----把低压低温的气体变成高压高温的气体；
• 冷凝器：冷凝（液化）----把高压高温气体变成高压液体；
• 节流阀：降压----把高压液体变成低压低温液体（气体）； • 蒸发器：蒸发----把低压低温的液体变成低压低温的气体。
制冷循环四个过程： • 压缩过程： • 冷凝过程： • 节流过程： • 蒸发过程： 分别由四大件来完成。 制冷循环两对矛盾：
6.氟利昂制冷剂的特性
1）溶油性：
氟利昂与油互溶。溶解度与种类、 温度有关。 由于溶油性，油将遍及所有的容器、 管道中。
R22与冷冻油溶解度图： K：溶油临界温度
A区：K点以上，任意比例混溶 B区：油溶于R22单项不饱和溶液 C区：R22溶于油单项不饱和溶液
D区：溶液分为两层
例：由点1（70/30，15℃）冷却到点2 时，均一的溶液--点3和点4，点3的含 油量为3％、点4为52％（富油层）。 富油层质轻浮在上面---两层分离。
等压P ：水平线 等焓h ：垂直线 等温t ：过冷区----垂直； 两相区----水平； 过热区----向右下 方弯曲的倾斜线 等容v ：向右上方倾斜的点 划线 等熵S ：向右上方倾斜的实 线（斜率陡一点） 等干度x ：只存在湿蒸汽区，方向与饱和液体线、干饱 和蒸汽线 相近。特例----。 上述参数中已知2个即可在压焓图上确定过热蒸汽或过冷液体的 状态点，其它参数便可直接从图中读出。
制冷原理及技术第一讲ppt课件
膨胀阀不能回收膨胀功，且损失部分制冷 能力
32
二、蒸气压缩式制冷的理论循环
k T
Tk
3
2
wc
T0
4
1
膨胀功热量
q0
S
有摩擦的过程不可以用实线表示！！
33
二、蒸气压缩式制冷的理论循环
工作流程图
qk
高温液体
冷凝器
膨胀阀
低温液汽混合物
高温蒸汽
压缩机 wc
低温蒸汽
气液分离器
蒸发器
q0
34
二．蒸气压缩式制冷的理论循环
内容简介
学习单级蒸气压缩式制冷装置，包括工作原理、 构造、系统设计、工作特性、运行调节问题
学校热能驱动的吸收式制冷（热泵）技术 介绍国内外各种空调用制冷机组、发展方向及
其所涉及的主要技术内容
2
参考文献
陈汝东. 《制冷技术与应用》（第二版）.同济大 学出版社.
彦启森，申江，石文星. 《制冷技术及其应用》 . 中国建筑工业出版社.
制冷剂质量流量 Mr=F0 / q0和体积流量Vr 冷凝器排热量 Mrqk 压缩机功耗 P=MrwC 理论制冷系数εth = F0 /P=q0/wC 制冷效率ηR＝ εth / εc(或εth / εl)
45
三、蒸气压缩式制冷循环的热力计算
非共沸工质在制冷循环中接近劳仑兹循环
lg p t4 t1 t3 t2'
制冷原理 制冷设备
5
一、人工制冷发展历史
1834 年动第一台乙醚活塞制冷机问世 1844年出现空气制冷机 1859 年出现吸收式制冷机 1918 年自动冰箱问世 1923 年发明食品快速冻结 1927 年生产出空调器、空气源热泵1930 年汽车
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二、蒸气压缩式制冷的理论循环
k T
Tk
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膨胀功热量
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S
有摩擦的过程不可以用实线表示！！
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二、蒸气压缩式制冷的理论循环
工作流程图
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高温液体
冷凝器
膨胀阀
低温液汽混合物
高温蒸汽
压缩机 wc
低温蒸汽
气液分离器
蒸发器
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二．蒸气压缩式制冷的理论循环
内容简介
学习单级蒸气压缩式制冷装置，包括工作原理、 构造、系统设计、工作特性、运行调节问题
学校热能驱动的吸收式制冷（热泵）技术 介绍国内外各种空调用制冷机组、发展方向及
其所涉及的主要技术内容
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参考文献
陈汝东. 《制冷技术与应用》（第二版）.同济大 学出版社.
彦启森，申江，石文星. 《制冷技术及其应用》 . 中国建筑工业出版社.
制冷剂质量流量 Mr=F0 / q0和体积流量Vr 冷凝器排热量 Mrqk 压缩机功耗 P=MrwC 理论制冷系数εth = F0 /P=q0/wC 制冷效率ηR＝ εth / εc(或εth / εl)
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三、蒸气压缩式制冷循环的热力计算
非共沸工质在制冷循环中接近劳仑兹循环
lg p t4 t1 t3 t2'
制冷原理 制冷设备
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一、人工制冷发展历史
1834 年动第一台乙醚活塞制冷机问世 1844年出现空气制冷机 1859 年出现吸收式制冷机 1918 年自动冰箱问世 1923 年发明食品快速冻结 1927 年生产出空调器、空气源热泵1930 年汽车
制冷培训制冷技术ppt课件
度的关系，冷凝温度升高不利，蒸发温度降低单位 能耗增加，总能耗有最大值。
二十一、冷（热）水机组特点
产品结构紧凑； 配置齐全、使用方便； 具有因使用载冷剂带来的优点：远距输送、多用户、
制冷剂充注量少、安装场所灵活； 产品系列化； 整机自动化。
二十二、冷（热）水机组种类
按功能：单冷、冷热、热回收 按冷却方式：风冷、水冷、蒸发冷却 按组织结构：单机头、多机头、模块式 按压缩机类型：活塞、螺杆、蜗旋、离心
二十七、溴化锂吸收式冷热水机组
蒸汽型，直燃型； 单效、双效； 单冷、冷热、卫生热水； 组成：（高压、低压）发生器、冷凝器、U型管、蒸发器、吸
收器、溶液换热器（高温、低温）、自动抽气装置、溶液泵、 吸收泵、蒸发泵、燃烧机 特点：用热制冷、真空、腐蚀、冷量衰减、结晶； 参数：名义制冷（制热）量；名义能耗（热水、蒸汽、燃气、 燃油）；名义工况性能系数；冷（热）水、冷却水压力损失； 部份负荷性能；变工况性能。
十五、双螺杆式制冷压缩机的特点
品种多：开启式、半封闭、全封闭、单级、多级 体积小、质量小、振动小； 结构简单、易损件少； 单机制冷量大，容积效率高； 无液击危险； 能量调节方便，滑阀调节法，通常四级，也有连续10％～100
％； 可以代节能器； 油膜密封； 加工精度高。
十六、单螺杆压缩机的特点
四大部件：蒸发器、冷凝器、膨胀阀、压缩机
五、蒸汽压缩制冷循环（ 2、过冷循环）
方法：设置过冷器、增大冷凝器面积、采用回热循环 目的：提高制冷量、减小节流损失
五、蒸汽压缩制冷循环（3、过热循环）
方法：增大蒸发器面积、采用回热 目的：增大制冷量，保护压缩机
五、蒸汽压缩制冷循环（4、回热循环）
方法：采用回热器 目的：提高可靠性， 提高循环效率
二十一、冷（热）水机组特点
产品结构紧凑； 配置齐全、使用方便； 具有因使用载冷剂带来的优点：远距输送、多用户、
制冷剂充注量少、安装场所灵活； 产品系列化； 整机自动化。
二十二、冷（热）水机组种类
按功能：单冷、冷热、热回收 按冷却方式：风冷、水冷、蒸发冷却 按组织结构：单机头、多机头、模块式 按压缩机类型：活塞、螺杆、蜗旋、离心
二十七、溴化锂吸收式冷热水机组
蒸汽型，直燃型； 单效、双效； 单冷、冷热、卫生热水； 组成：（高压、低压）发生器、冷凝器、U型管、蒸发器、吸
收器、溶液换热器（高温、低温）、自动抽气装置、溶液泵、 吸收泵、蒸发泵、燃烧机 特点：用热制冷、真空、腐蚀、冷量衰减、结晶； 参数：名义制冷（制热）量；名义能耗（热水、蒸汽、燃气、 燃油）；名义工况性能系数；冷（热）水、冷却水压力损失； 部份负荷性能；变工况性能。
十五、双螺杆式制冷压缩机的特点
品种多：开启式、半封闭、全封闭、单级、多级 体积小、质量小、振动小； 结构简单、易损件少； 单机制冷量大，容积效率高； 无液击危险； 能量调节方便，滑阀调节法，通常四级，也有连续10％～100
％； 可以代节能器； 油膜密封； 加工精度高。
十六、单螺杆压缩机的特点
四大部件：蒸发器、冷凝器、膨胀阀、压缩机
五、蒸汽压缩制冷循环（ 2、过冷循环）
方法：设置过冷器、增大冷凝器面积、采用回热循环 目的：提高制冷量、减小节流损失
五、蒸汽压缩制冷循环（3、过热循环）
方法：增大蒸发器面积、采用回热 目的：增大制冷量，保护压缩机
五、蒸汽压缩制冷循环（4、回热循环）
方法：采用回热器 目的：提高可靠性， 提高循环效率
CO跨临界制冷技术
单一C02跨临界压缩机运行制冷技术简况技术优势：该循环系统的最大特点就是工质的吸、放热过程分别在亚临界区和超临界区进行.压缩机的吸气压力低于临界压力,蒸发温度也低于临界温度,循环的吸热过程仍在亚临界条件下进行,换热过程主要是依靠潜热来完成.但是压缩机的排气压力高于临界压力,工质的冷凝过程与在亚临界状态下完全不同,换热过程依靠显热来完成,此时高压换热器不再称为冷凝器,而称为气体冷却器.在以空气为热源、热汇的制冷和热泵系统（主要是汽车空调以及家用空调）中,CO2循环在跨临界条件下运行,其工作压力虽然较高,但压比却很低,压缩机的效率相对较高；流体在超临界条件下的特殊热物理性质使它在流动和换热方面都具有无与伦比的优势,超临界流体优良的传热和热力学特性使得换热器的效率也很高,这就使得整个系统的能效较高,完全可与传统的制冷剂（如R12、R22等）及其现有的替代物（如R134a、R410A等）竞争.加上CO2在气体冷却器中大的温度变化,使得气体冷却器进口空气温度与出口制冷剂温度可能非常接近,这自然可减少高压侧不可逆传热引起的损失.由于CO2的临界温度低,为31,℃因此,制冷循环采用跨临界制冷循环时,其排热过程不是一个冷凝过程,压缩机的排气压力与冷却温度是两个独立的参数,改变高压侧压力将影响制冷量、压缩机耗工量及系统的COP.研究分析表明,高压侧压力变化时,循环的COP存在着一个最大值,因此,CO2跨临界制冷循环在对不同工况下,存在对应于最大COP值的最佳排气压力.CO2在气体冷却器中较大的温度变化,正好适合于水的加热,从而使热泵的效率较高.传统空调系统大多把冷凝热当作废热而直接排向大气,既造成能量的浪费又产生环境的局部热污染.而对跨临界循环,由于超临界区工质密度在不断增加,循环的放热过程必将有较大的温度滑移,这种温度滑移正好与所需的变温热源相匹配,是一种特殊的劳伦兹循环,其用于热回收时,必将有较高的放热效率,因而用于较高温度和较大温差需要的热回收时具有独特的优势.优点：（1）安全、环保、无污染；CO2作为制冷剂其优点在于,无毒,没有可燃性,价格便宜、来源丰富、无须回收,与普通润滑油相溶,容积制冷量约是R22的5倍,CO2是唯一同时具有优良的热力特性、安全特性和环境特性的自然工质.制冷系统蒸发器采用顶排管,冷凝方式采用植入式地源冷凝技术.（2）节能（以每立方米容积年耗电量计算）：我国年平均耗电量为130度左右,先进发达国家年耗电量为60多度,而该冷库年耗电量仅6度左右.（3）库温稳定：该冷库温差波动在±度波动,将大大提升冻品的储藏品质,延长食品的实质质保期.（4）机房占地面积小.应用：经过调查,北京市京科伦工程技术有限公司、北京市京科伦冷冻设备有限公司近年来多次承办智能立体库、速冻隧道等项目,工程项目遍布全国的22个省份的40个多城市,项目合作企业包括双汇、金锣、雨润、思念、三全、惠发等中国知名企业,所承担的项目均达到或超过了设计要求.此次中冷联盟论坛中,各会员单位参观了由北京京科伦承建的武汉山绿物流公司冷库,显示了其技术的成熟性.以下为冷库参观情况：本次参观的冷库,是国内第一座单一C02制冷的低温自动化立体冷库,冷库容积15万立方米,设计1米的托盘位数26236个,自动化出入库设备可满足每日出入货量达到总储藏量的20%.库体尺寸：(长)×59m(宽)×30m（高）,装卸货间面积：(长)×59m(宽)×（高）,共三层,一层装卸货间,设计温度10℃；夹层是设备间和参观走廊,制冷机房,配电间等；二层自动化分拣车间,设计温度-18℃；三层保鲜库,设计温度-4℃~4℃.此二氧化碳跨临界制冷系统是此库的亮点之一.亮点之二是建筑形式采用国际最先进的库架一体式,库内无结构立柱,能够最大程度地利用库内空间；采用独立筏板基础设计,受力均匀,冷库整体无冷桥,具有最好的抗震能力,安装施工便利,速度快.亮点之三是围护结构应用注塑式整体发泡技术.采用双面不锈钢现场焊接,形成全封闭外壳,消除了连接缝隙,提高了使用寿命的同时,大大降低了能耗.亮点之四是链条式输送机全部采用伺服控制,运行速度最快达到30米/分钟.亮点之五是发货月台与库内连接通道设备为环形双道互锁门,开、关门响应速度快,不超过2秒,货物通过门时无等待时间.亮点之六是结合客户需求及经营情况,配备了冷链物流行业第一个零担货物的机器人自动分拣系统,大大提高货物的分拣速度和效率,为客户提供更多的服务,为冷链物流行业的发展模式带来新的变革.。
空调用制冷技术ppt课件
三.制冷剂的热力参数图表 图2-2 1点：临界点 2线：饱和液、饱和汽线 3区：过冷区、两相区、过热区 6条等参数线：等压线、等焓线、
等温线、等容线、等熵线、等 干度线
四.制冷量与制冷系数
单位换算
制冷系数（性能系数cop）
精选ppt课件2021
6
蒸汽压缩制冷原理
一、理想的制冷循环 1.逆卡诺循环： 两个定温和两个绝热过程 特点：无“热”、“力”损失 画出与T-S图对应的P-V图
4.在p-h图上分析蒸发温度，冷凝 温度的影响
精选ppt课件2021
10
三、蒸汽压缩式制冷的实际循环
1.液体过冷对循环的影响 好处：节流损失中的制冷量损失（对节流损
失中的耗功增加无用），制冷系数； 膨胀阀 坏处：设备 ⑴.冷凝温度40℃，蒸发温度-5 ℃，过冷温 度35 ℃，工质R22、R134a，制冷量为 50Kw 求两种情况下单位制冷量的变化，单位容积 制冷量的变化，质量流量的变化、容积流量 的变化，制冷系数的变化。 ⑵.是否过冷度越低越好？！
精选ppt课件2021
18
三、对环境的 影响 1.对臭氧层的影响 ODP：臭氧层破坏指数 R11=1
氯
以R11为例：
Ccl3F+紫外线-----Ccl2F+cl
Cl+O3-----clo+O2
Clo+O-----Cl+ O2
Clo+NO-----N02+Cl 一个氯原子由于连锁反应可破坏上万 个O3原子 O3被破坏---紫外线对地球的辐射大 所以，皮肤癌和白内障上升
20
四、混合制冷剂
为提高制冷机的性能，扩大制冷 机的使用范围，需要不断寻找新的工 质。由于纯工质在性质和品种规格上 的局限性，不能完全满足要求，发展 了混合制冷工质。
02-CO2制冷-PPT
0
1.0
5.7
S, kJ/K
CO?跨临界制冷循环的主要特点(3)
•存在最优高压压力。
Tc* = comsl
Supercritical refrigeration proces
h [kJ/kg]
CO2跨临界制冷循环的主要特点(4)
•气体冷却器出口温度对COP影响显著。
Discharge pressure [MPa]
冷却介质时，压缩机的排气压力位于制冷剂临界压力之上，而 蒸 发压力位于临界压力之下，故将此类循环称为跨临界循环 (Transcritical Cycle)。
CO2跨临界制冷循环的主要特点（1）
•超临界放热过程，压力和温度均为独立参数，特殊的劳伦玆循环。
CO2跨临界制冷循环的主要特点(2)
•工作压力高，压比小。
CO2跨临界制冷循环的主要应用⑴
•汽车空调
-工作环境恶劣，工况变化剧烈，风量小，换热温差大。 -C02跨临界循环虽然工作压力高，但压比小，压缩机的 效
率相对较高。 -汽车空调要求空调机组质量轻，尺寸小。
CO2跨临界制冷循环的主要应用（2）］--------
•热泵热水器
•出水温度高，可达90°C。 -温度滑移与水温变化相匹配，能量损失小。 •低温工况性能好，在蒸发温度较低时，仍能保持较高 的
COP与出水温度，适用范围更广。
CO2跨临界制冷循环性能的改善措施（1）
□1热循环
气体冷却器
CO2跨临界制冷循环性能的改善措施（2）
•两级压缩
妥
3’
气体冷却器
CO2跨临界制冷循环性能的改善措施（3）
□收膨胀功
•膨胀机 -喷射器
西安交通大学
i制冷与低温i•对于高温和中温制冷剂，冷凝压力远离制冷剂的临界压力，故称 之为亚临界循环。
C空调制冷系统PPT课件
一、储液干燥器
储液干燥器串联在冷凝器与 膨胀阀之间的管路上，使从冷凝 器中来的高压制冷剂液体经过滤、 干燥后流向膨胀阀。
贮液干燥器
储液干燥器
1.储液功能是储存液化后的高压液态制冷剂。根据 制冷负荷的大小需要，随时供给蒸发器。
2.干燥的目的是防止水分在制冷系统中造成冰堵。 当这些水—制冷剂混合物通过节流装置时，由于压 力和温度下降，水分便容易析出凝结成冰，造成系统堵 塞的冰堵故障。 3. 制造维修杂物，对金属的强烈腐蚀作用也会产生 一些杂质。
(2) 要节省动力 (3) 要求压缩机的体积和质量都要小。 (4) 要求压缩机在高温和颠振的情况下能正常工作。 (5) 要求压缩机启动、运转平稳，振动小，噪声低， 工作可靠。
压缩机的类型
另外，按压缩机工作时工作容量是否变化可分为定容量 式和变容量式。
曲轴连杆式压缩机
曲轴连杆式压缩机是一种早期应用较为广泛的制冷 压缩机，现在大、中型客车中仍然在使用。
压缩机
压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，其作用是维持 制冷剂在制冷系统中的循环流动，吸入来自蒸发器的低 温低压制冷剂蒸汽，压缩制冷剂蒸汽，使其压力和温度 升高，并将制冷剂蒸汽送往冷凝器。
汽车空调压缩机 在结构和性能上有下列特殊的要求
(1) 制冷能力要强，尤其要求有良好的低速性能，以 确保汽车在低速行驶和怠速时也有足够的制冷能力。
它是为适应新工质R134a而 研制的新结构冷凝器。
平行流式冷凝器工作原理
它与普通管带式冷凝器的最大区别是，管带式只有一条扁 管自始至终地呈蛇形弯曲，制冷剂只是在这一条通道中流动而 进行热交换。
由于其流程长，管带式的管道压力损失大。 又由于进入冷凝器时制冷剂是气态，比容大，需要的通径 大，出冷凝器时已完全变成液态，比容小，只需要较小的通径。 而普通管带式结构的管径从头至尾是相同的，这对充分进行热 交换是不利的。
储液干燥器串联在冷凝器与 膨胀阀之间的管路上，使从冷凝 器中来的高压制冷剂液体经过滤、 干燥后流向膨胀阀。
贮液干燥器
储液干燥器
1.储液功能是储存液化后的高压液态制冷剂。根据 制冷负荷的大小需要，随时供给蒸发器。
2.干燥的目的是防止水分在制冷系统中造成冰堵。 当这些水—制冷剂混合物通过节流装置时，由于压 力和温度下降，水分便容易析出凝结成冰，造成系统堵 塞的冰堵故障。 3. 制造维修杂物，对金属的强烈腐蚀作用也会产生 一些杂质。
(2) 要节省动力 (3) 要求压缩机的体积和质量都要小。 (4) 要求压缩机在高温和颠振的情况下能正常工作。 (5) 要求压缩机启动、运转平稳，振动小，噪声低， 工作可靠。
压缩机的类型
另外，按压缩机工作时工作容量是否变化可分为定容量 式和变容量式。
曲轴连杆式压缩机
曲轴连杆式压缩机是一种早期应用较为广泛的制冷 压缩机，现在大、中型客车中仍然在使用。
压缩机
压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，其作用是维持 制冷剂在制冷系统中的循环流动，吸入来自蒸发器的低 温低压制冷剂蒸汽，压缩制冷剂蒸汽，使其压力和温度 升高，并将制冷剂蒸汽送往冷凝器。
汽车空调压缩机 在结构和性能上有下列特殊的要求
(1) 制冷能力要强，尤其要求有良好的低速性能，以 确保汽车在低速行驶和怠速时也有足够的制冷能力。
它是为适应新工质R134a而 研制的新结构冷凝器。
平行流式冷凝器工作原理
它与普通管带式冷凝器的最大区别是，管带式只有一条扁 管自始至终地呈蛇形弯曲，制冷剂只是在这一条通道中流动而 进行热交换。
由于其流程长，管带式的管道压力损失大。 又由于进入冷凝器时制冷剂是气态，比容大，需要的通径 大，出冷凝器时已完全变成液态，比容小，只需要较小的通径。 而普通管带式结构的管径从头至尾是相同的，这对充分进行热 交换是不利的。
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⑤ 高的工作压力使得压缩机吸气比容较小，单位容
积制冷量大，有利于减小装置体积。流动和传热
性能提高，减少了管道和热交换器的尺寸，从而 使系统非常紧凑；
2 CO2制冷技术
⑥ CO2压缩机的压比较低（2.5～3.5），接近最佳 经济水平； ⑦ 等熵效率比CFCS系统高得多； ⑧ 运动粘度低； ⑨ 能完全适应各种润滑油和常用机器零部件。
2 CO2制冷技术
（2） 跨临界制冷循环 （1-2‘-3’-4‘-1）
图 2.2 CO2制冷循环在T-s图上的表示
图 2.3 CO2制冷循环在p-h图上的表示
此时压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度也低于临界温度， 循环的吸热过程仍在亚临界条件下进行，换热过程主要是依靠潜热来完 成。但是压缩机的排气压力高于临界压力，工质的冷凝过程与在亚临界 状态下完全不同，换热过程依靠显热来完成 。
2 CO2制冷技术
2 CO2制冷技术
图3 CO2 跨临界循环热泵实验装置流程图
2 CO2制冷技术
（3） 在复叠式制冷系统中的应用 在该制冷系统中，CO2用作低压级制冷剂，高压级则用
NH3或R134a作制冷剂，CO2循环在亚临界条件下运行。与其 他低压制冷剂比，CO2的粘度很小，传热性能良好，因为利 用潜热，其制冷能力相当大。目前欧洲已将此系统安装于超 市中，据调查表明运行情况在技术上是可行的。
2 CO2制冷技术
2.2 CO2制冷工质的性质
CO2适用于蒸发温度为-40～10℃的各 种常规制冷系统中，如汽车空调、船舱空 调，以及高温热泵热水、干燥系统中的制 冷工质。
与CFCS相比，使用CO2 作制冷剂有如下的优缺点： 优点：
① 来源广泛，容易获取（可直接从自然环境中获得 或从工业废气中获得），价格低廉；
缺点：
2 CO2制冷技术
① 不能维持生命，如果浓度过高，会引起人的呼吸 器官的损害，甚至窒息死亡；
② 高的临界压力和低的临界温度； CO2临界温度为Tc=31.1℃ ，临界压力为Pc=7.3MPa 水的临界温度为374℃，临界压力为22MPa ③ 无论亚临界循环还是跨临界循环，CO2制冷系统
的运行压力都将高于传统的制冷空调系统，给系 统及部件的设计带来许多难度； ④ 现阶段CO2制冷系统的效率还相对较低。
② 不燃烧，不爆炸，无毒，无刺激性，环境性能优 良；
③ 维护简单，无需循环利用，操作运行的费用也较 低；
④ 化学稳定性好，对常用材料没有腐蚀性。不过 C属比O，较2与但干水不 燥混腐 （合蚀 含时不 水呈锈率弱钢小酸和于性铜8p，类pm可金）腐属时蚀。，碳当可钢输采等送用普的普通C通O金的2 碳素钢；
2 CO2制冷技术
2.3 CO2制冷循环 （1） 亚临界制冷循环 （1-2-3-4-1）
图2.1 CO2制冷循环流程示意图
图2.2 CO2制冷循环在T-S图上的表示
早期的CO2制冷循环多为亚临界循环，目前的复叠制冷循环 中也有运用。CO2亚临界制冷循环的流程与普通的蒸汽压缩式制 冷循环完全一样。
2 CO2制冷技术
2.5 几种典型的CO2制冷循环 （1）带回热器的跨临界CO2制冷循环
图2.4跨临界CO2制冷系统流程图
2 CO2制冷技术
（2）带膨胀机的跨临界CO2制冷循环
图2.10采用不同节流机构的CO2跨临界循环系统
2 CO2制冷技术
（3）复叠式CO2制冷循环
复叠式制冷可 达到的温度？
CO制冷技术演示文稿
优选CO制冷技术
2 CO2制冷技术
2.1 前言
CO2在二十世纪初曾经广泛地应用于空调及 船舶的制冷系统中，直到二十世纪中期，在船舶制 冷系统中仍占统治地位。CO2的缺点是在工作温度 下的压力特别高（常温下达到8MPa），这样就使得 在当时的技术条件下，设备非常庞大笨重。自从出 现了热力学性能优越的CFCS制冷剂，CO2基本上退 出了制冷界。
CO2压缩机的压力损失对指示效率的影响，比普通制 冷压缩机小得多。
CO2压缩机内的压力损失，对于压缩过 CO2制冷技术
(2) 换热器 1)气体冷却器
由于CO2工作在超临界状态下，压力高，且出口温度独 立于出口压力，因此允许有较大的压降。CO2具有良好的 传热性能，所以制冷剂侧一般设计成较大的流量密度 [600～1200kg/（m2·s）]，且采用较小的管径，因小管径 也有助于承受高压。
2 CO2制冷技术
但近几年来，随着人们环保意识的不断增强，更由 于CFCS与HCFCS对大气臭氧层的破坏作用以及温 室效应，人们不得不重新考虑在更广泛的范围内使 用自然工质HCS，但是HCS的缺点是易燃烧，在这 种情况下，CO2因其ODP=0，GWP较小，以及自身 良好的热物理性能越来越受到人们的青睐。
图2.12 CO2／NH3复叠式低温制冷系统示意图
制冷循环
使用原因
单级压缩 双级压缩 复叠压缩
一般制冷 压缩比过大
制低温
应用温度范围
5℃～- 30℃ -30℃～- 80℃
<-80℃
制冷剂
一种 一种 两种或两 种以上
2 CO2制冷技术
2.6 CO2制冷系统中关键设备研究进展 (1)制冷压缩机
衡量压缩机工作性能的主要指标有指示效率和容积效 率。压缩机的指示效率和容积效率主要与气阀和气腔的压 力损失、气体泄漏、气体与气缸传热等因素有关。
2 CO2制冷技术
2.4 CO2跨临界循环的研究和应用
（1）应用在汽车空调系统中
蒸发：亚临界区，潜热 放热：超临界区，显热 所以系统中将冷凝器改称气体 冷却器。
2 CO2制冷技术
（2）热泵中的应用 挪威SINTEF研究所对热泵的特性、系统设计进行了理论
与实验研究，表明CO2跨临界循环不仅具有高导热系数，而 且系统紧凑，产生的热水温度高，在工业和民用两方面都具 有相当大的发展潜力。当用环境空气作热源，井水温度为 8℃，热水温度为60℃时，该系统的COP值高达4.3，其能量 消耗比电或燃气系统降低了75%，当热水温度为80℃时， COP值为3.6。
2 CO2制冷技术
（3） 超临界循环（1“-2”-3“-4”-1“）
图 2.2 CO2制冷循环在T-s图上的表示
图 2.3 CO2制冷循环在p-h图上的表示
所有的循环都在临界点以上，工质的循环过程没有相变。因为CO2具有较高 的临界压力和低的临界温度，故采用CO2的设备通常要在超临界区运行。在超临界 区，没有相变，压力和温度是相互独立的参数，这与传统的冷凝器不同。
积制冷量大，有利于减小装置体积。流动和传热
性能提高，减少了管道和热交换器的尺寸，从而 使系统非常紧凑；
2 CO2制冷技术
⑥ CO2压缩机的压比较低（2.5～3.5），接近最佳 经济水平； ⑦ 等熵效率比CFCS系统高得多； ⑧ 运动粘度低； ⑨ 能完全适应各种润滑油和常用机器零部件。
2 CO2制冷技术
（2） 跨临界制冷循环 （1-2‘-3’-4‘-1）
图 2.2 CO2制冷循环在T-s图上的表示
图 2.3 CO2制冷循环在p-h图上的表示
此时压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度也低于临界温度， 循环的吸热过程仍在亚临界条件下进行，换热过程主要是依靠潜热来完 成。但是压缩机的排气压力高于临界压力，工质的冷凝过程与在亚临界 状态下完全不同，换热过程依靠显热来完成 。
2 CO2制冷技术
2 CO2制冷技术
图3 CO2 跨临界循环热泵实验装置流程图
2 CO2制冷技术
（3） 在复叠式制冷系统中的应用 在该制冷系统中，CO2用作低压级制冷剂，高压级则用
NH3或R134a作制冷剂，CO2循环在亚临界条件下运行。与其 他低压制冷剂比，CO2的粘度很小，传热性能良好，因为利 用潜热，其制冷能力相当大。目前欧洲已将此系统安装于超 市中，据调查表明运行情况在技术上是可行的。
2 CO2制冷技术
2.2 CO2制冷工质的性质
CO2适用于蒸发温度为-40～10℃的各 种常规制冷系统中，如汽车空调、船舱空 调，以及高温热泵热水、干燥系统中的制 冷工质。
与CFCS相比，使用CO2 作制冷剂有如下的优缺点： 优点：
① 来源广泛，容易获取（可直接从自然环境中获得 或从工业废气中获得），价格低廉；
缺点：
2 CO2制冷技术
① 不能维持生命，如果浓度过高，会引起人的呼吸 器官的损害，甚至窒息死亡；
② 高的临界压力和低的临界温度； CO2临界温度为Tc=31.1℃ ，临界压力为Pc=7.3MPa 水的临界温度为374℃，临界压力为22MPa ③ 无论亚临界循环还是跨临界循环，CO2制冷系统
的运行压力都将高于传统的制冷空调系统，给系 统及部件的设计带来许多难度； ④ 现阶段CO2制冷系统的效率还相对较低。
② 不燃烧，不爆炸，无毒，无刺激性，环境性能优 良；
③ 维护简单，无需循环利用，操作运行的费用也较 低；
④ 化学稳定性好，对常用材料没有腐蚀性。不过 C属比O，较2与但干水不 燥混腐 （合蚀 含时不 水呈锈率弱钢小酸和于性铜8p，类pm可金）腐属时蚀。，碳当可钢输采等送用普的普通C通O金的2 碳素钢；
2 CO2制冷技术
2.3 CO2制冷循环 （1） 亚临界制冷循环 （1-2-3-4-1）
图2.1 CO2制冷循环流程示意图
图2.2 CO2制冷循环在T-S图上的表示
早期的CO2制冷循环多为亚临界循环，目前的复叠制冷循环 中也有运用。CO2亚临界制冷循环的流程与普通的蒸汽压缩式制 冷循环完全一样。
2 CO2制冷技术
2.5 几种典型的CO2制冷循环 （1）带回热器的跨临界CO2制冷循环
图2.4跨临界CO2制冷系统流程图
2 CO2制冷技术
（2）带膨胀机的跨临界CO2制冷循环
图2.10采用不同节流机构的CO2跨临界循环系统
2 CO2制冷技术
（3）复叠式CO2制冷循环
复叠式制冷可 达到的温度？
CO制冷技术演示文稿
优选CO制冷技术
2 CO2制冷技术
2.1 前言
CO2在二十世纪初曾经广泛地应用于空调及 船舶的制冷系统中，直到二十世纪中期，在船舶制 冷系统中仍占统治地位。CO2的缺点是在工作温度 下的压力特别高（常温下达到8MPa），这样就使得 在当时的技术条件下，设备非常庞大笨重。自从出 现了热力学性能优越的CFCS制冷剂，CO2基本上退 出了制冷界。
CO2压缩机的压力损失对指示效率的影响，比普通制 冷压缩机小得多。
CO2压缩机内的压力损失，对于压缩过 CO2制冷技术
(2) 换热器 1)气体冷却器
由于CO2工作在超临界状态下，压力高，且出口温度独 立于出口压力，因此允许有较大的压降。CO2具有良好的 传热性能，所以制冷剂侧一般设计成较大的流量密度 [600～1200kg/（m2·s）]，且采用较小的管径，因小管径 也有助于承受高压。
2 CO2制冷技术
但近几年来，随着人们环保意识的不断增强，更由 于CFCS与HCFCS对大气臭氧层的破坏作用以及温 室效应，人们不得不重新考虑在更广泛的范围内使 用自然工质HCS，但是HCS的缺点是易燃烧，在这 种情况下，CO2因其ODP=0，GWP较小，以及自身 良好的热物理性能越来越受到人们的青睐。
图2.12 CO2／NH3复叠式低温制冷系统示意图
制冷循环
使用原因
单级压缩 双级压缩 复叠压缩
一般制冷 压缩比过大
制低温
应用温度范围
5℃～- 30℃ -30℃～- 80℃
<-80℃
制冷剂
一种 一种 两种或两 种以上
2 CO2制冷技术
2.6 CO2制冷系统中关键设备研究进展 (1)制冷压缩机
衡量压缩机工作性能的主要指标有指示效率和容积效 率。压缩机的指示效率和容积效率主要与气阀和气腔的压 力损失、气体泄漏、气体与气缸传热等因素有关。
2 CO2制冷技术
2.4 CO2跨临界循环的研究和应用
（1）应用在汽车空调系统中
蒸发：亚临界区，潜热 放热：超临界区，显热 所以系统中将冷凝器改称气体 冷却器。
2 CO2制冷技术
（2）热泵中的应用 挪威SINTEF研究所对热泵的特性、系统设计进行了理论
与实验研究，表明CO2跨临界循环不仅具有高导热系数，而 且系统紧凑，产生的热水温度高，在工业和民用两方面都具 有相当大的发展潜力。当用环境空气作热源，井水温度为 8℃，热水温度为60℃时，该系统的COP值高达4.3，其能量 消耗比电或燃气系统降低了75%，当热水温度为80℃时， COP值为3.6。
2 CO2制冷技术
（3） 超临界循环（1“-2”-3“-4”-1“）
图 2.2 CO2制冷循环在T-s图上的表示
图 2.3 CO2制冷循环在p-h图上的表示
所有的循环都在临界点以上，工质的循环过程没有相变。因为CO2具有较高 的临界压力和低的临界温度，故采用CO2的设备通常要在超临界区运行。在超临界 区，没有相变，压力和温度是相互独立的参数，这与传统的冷凝器不同。