第2章CO2制冷技术
制冷和低温技术原理第2章制冷方法ppt课件
一方面在吸收器中，吸 另一方面，发生后 收剂吸收来自蒸发器的 的溶液重新恢复到 低压制冷剂蒸气，形成 原来成分，经冷 富含制冷剂的溶液，再 却，节流后成为具 将该溶液用泵送到发生 有吸收能力的吸收 器，经加热使溶液中的 液，进入吸收器， 制冷剂重新以高压气态 吸收来自蒸发器的 发生出来，送入冷凝器。 低压制冷剂蒸气。
3 膨 胀 阀
4
冷却介质
冷凝器 蒸发器
2 压缩机
1 被冷却介质
蒸气压缩式制冷的基本系统图
冷凝器
膨胀阀
低温低压的 制冷剂液体 与被冷却对
象发生热交 换，吸收被 冷却对象的 热量并汽化
形成冷剂蒸 气。
低压蒸气被 压缩机吸入 ，经压缩后 形成高温高 压蒸气排 出。
压缩机排出 的高压制冷 剂气体进入 冷凝器，被 冷却水或空 气冷却、冷 凝，成高压 液体。
令直流电通过半导体热电堆，即可在 一端产生冷效应，另一端产生热效应。
高压气体经绝热膨胀即可达到较低 温度，令低压气体复热即可制取冷量。
高压气体经涡流管膨胀后即可分离冷, 热两股气流，用冷气流的复热过程即 可制冷。
3
2.1 物质相变制冷
2.1.1 相变制冷概述
液体蒸发制冷
固体相变制冷
以流体为制冷剂，通 过一定的机器设备构 成制冷循环，利用液 体汽化时的吸热效应 ，实现对被冷却对象 的连续制冷。
吸热（冷接点） 铜片
P
N
放热（热接点）
-
+
半导体制冷原理图
2. 单级热电堆式半导体制冷 的基本原理
单级热电堆：
单级热电堆式半导体制冷
将数十至数百个热电偶电堆串联，将冷端排在一起，
热端排在一起，组成热电堆，称为单级热电堆。
关于二氧化碳制冷的书
关于二氧化碳制冷的书摘要：一、二氧化碳制冷技术简介1.二氧化碳制冷原理2.发展历程与应用领域二、二氧化碳制冷系统的优势1.环保特性2.高效节能3.安全可靠三、二氧化碳制冷技术的现状与展望1.国内外技术发展现状2.未来市场需求与趋势四、二氧化碳制冷系统的安装与维护1.系统组成与安装流程2.运行维护与管理五、二氧化碳制冷技术的应用案例1.制冷工程实例分析2.应用领域拓展正文：一、二氧化碳制冷技术简介二氧化碳制冷技术作为一种新兴的绿色制冷技术，近年来在我国得到了广泛关注和应用。
二氧化碳制冷原理主要基于二氧化碳在不同的压力下具有不同的相变特性，通过压缩和膨胀过程实现制冷效果。
二氧化碳制冷技术发展历程可追溯到上世纪初，经过多年的技术研究与实践，如今已广泛应用于制冷、空调、冷冻等领域。
二、二氧化碳制冷系统的优势1.环保特性：二氧化碳制冷剂具有零臭氧损耗潜能值，符合我国环保政策要求。
2.高效节能：二氧化碳制冷系统具有较高的热力学性能，能实现更高的能效比，降低能耗。
3.安全可靠：二氧化碳制冷系统在正常运行过程中无毒、无燃爆危险，保障了设备和人员安全。
三、二氧化碳制冷技术的现状与展望1.国内外技术发展现状：二氧化碳制冷技术在国内外已取得显著成果，部分企业已具备成熟的生产能力。
2.未来市场需求与趋势：随着环保意识的加强和制冷行业的发展，二氧化碳制冷技术市场需求将持续增长，尤其在节能环保领域。
四、二氧化碳制冷系统的安装与维护1.系统组成与安装流程：二氧化碳制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组成。
安装流程包括设备选型、土建施工、设备安装、系统调试等环节。
2.运行维护与管理：为确保二氧化碳制冷系统的稳定运行，需定期进行巡检、保养和维修，确保各部件正常工作。
五、二氧化碳制冷技术的应用案例1.制冷工程实例分析：某商业制冷项目采用二氧化碳制冷系统，实现了高效、节能、环保的目标。
2.应用领域拓展：二氧化碳制冷技术不仅在商业制冷领域得到广泛应用，还在工业制冷、数据中心、冷链物流等领域展现出巨大潜力。
CO2制冷
1. CO2跨临界汽车空调与传统蒸气压缩式制冷的区别：高压侧气体无凝结换热； 系统压力高，接近10.0MPa；压比小。
2. 低压储液器：节流装置控制信号为排气压力，蒸发器出口会带液。 3. 回热器优点：可降低CO2节流前的温度，相当于降低气体冷却器出口温度T3，
提高制冷量与COP。缺点：提高吸气过热度和排气温度，吸气密度下降，单 位容积制冷量减小。总体评价：CO2回热有利。
排气压力越低。 5. T3越高，则COP越小，且提高排气压力使COP增大幅度越小。
14:10
4
3.8 CO2制冷
3.8.1 近临界和跨临界循环
1. 冷却器出口温度T3和对应的最佳排气压力，二者共同作用使COP达到最大值；
2. 梅辛特确定最佳排气压力图解法：过点3作等温线的切线，过点2作等熵线的切
线，两切线的交点O，交点O对应的比焓值等于1点的比焓值时，COP达到最大
值。
3. 工程上，采用气体冷却器出口温度T3和最佳排气压力的拟合关系式，作为控制
14依:10据。
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3.8 CO2制冷
3.8.1 近临界和跨临界循环
1. 当气体冷却器出口温度T3降低2℃，会使最大COP值提高 达11%，对应的最佳排气压力降低达0.5MPa 。
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3.8 CO2制冷
3.8.2 CO2跨临界循环的应用装置
力。 5. 压比很小，排气温度不会太高。 6. 因高压侧为单相气体，对充灌量也比较敏感。
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制冷与低温技术原理
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3.8 CO2制冷
3.8.1 近临界和跨临界循环
1. 环境性能优良。CO2是天然工质， ODP=0， GWP=1。 2. CO2临界点温度31℃。
co2 制冷技术
co2 制冷技术CO2制冷技术是一种利用二氧化碳（CO2）作为制冷剂的技术，它在制冷领域具有广泛的应用前景。
本文将从CO2制冷技术的原理、优势和应用等方面进行介绍。
一、CO2制冷技术的原理CO2制冷技术是基于CO2的热力学性质，利用CO2在不同温度和压力下的相变特性来实现制冷的过程。
一般情况下，CO2制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组成。
具体的工作原理如下：CO2制冷系统通过压缩机将低温低压的CO2气体压缩成高温高压的气体。
然后，这个高温高压的气体流经冷凝器，通过与外界的热交换，使CO2气体冷却并转化为高温高压的液体。
接着，液体CO2通过膨胀阀进入蒸发器，蒸发器内部的热量会使液体CO2蒸发成为低温低压的气体。
最后，这个低温低压的气体再次进入压缩机，循环往复地实现制冷的过程。
二、CO2制冷技术的优势CO2制冷技术相比传统的制冷技术具有以下几个优势：1.环保性：CO2是一种天然的制冷剂，不会对臭氧层造成破坏，也不会产生温室气体的排放，对环境友好。
2.高效性：CO2制冷系统的制冷效果优于传统的制冷系统。
CO2的传热性能好，传热系数大，能够提供更高的制冷效果。
3.节能性：CO2制冷系统的能耗较低，能够有效减少能源消耗。
此外，CO2的热力学性质使其具有更高的换热效率，能够进一步提高制冷系统的能效。
4.安全性：CO2是一种无毒、无味、无色的制冷剂，不会对人体和环境造成危害。
与传统制冷剂相比，CO2的安全性更高。
三、CO2制冷技术的应用CO2制冷技术在各个领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.商业制冷：CO2制冷技术在超市、商场等大型商业场所的制冷系统中得到了广泛应用。
CO2制冷系统能够提供稳定的制冷效果，同时节约能源，降低运营成本。
2.工业制冷：CO2制冷技术在工业领域的制冷设备中也有着重要的应用。
例如，在化工、制药和食品加工等行业，CO2制冷系统能够提供精确的温度控制，确保产品质量。
二氧化碳制冷技术打印(精)
二氧化碳制冷技术摘要:CO2作为制冷工质在环保、安全性及单位容积制冷量等方面具有明显的优势,是一种比较理想的环保制冷剂。
本文介绍了CO2作为制冷剂的相关特性及制冷循环的工作原理;指出了提高跨临界制冷循环COP的几种途径及其在汽车空调、复叠式制冷循环和热泵型供热系统的应用;并展望了CO2制冷技术的发展前景。
关键词:二氧化碳跨临界制冷循环应用发展前景CO2 refrigeration technologyAbstract: Because the CO2work quality has obvious advantage in the environmental protection, safety and the cold quantity of capacity etc, making it become one of ideal environmental protection refrigerant. This paper introduces related characteristic of CO2 and the operation principle of its refrigeration cycle; points out the several effective ways to improve the coefficient of performance of CO2transcritical refrigeration cycle and its application in air conditioner of the automobile, cascading refrigeration circulation and the heat pump type heating system; and puts forward the development prospect of CO2 refrigeration technology.Keywords: CO2transcritical cycle application development prospect1 引言臭氧层破坏是当今全球性环境问题之一,它对人类健康和生态环境造成了巨大的危害。
制冷剂 co2
制冷剂co2摘要：1.制冷剂CO2的概念2.CO2作为制冷剂的优点3.CO2制冷技术的发展历程4.CO2制冷在我国的应用现状与前景5.CO2制冷技术的挑战与展望正文：制冷剂CO2，即二氧化碳，作为一种环保、节能的制冷剂，近年来在我国得到了广泛关注和应用。
本文将详细介绍CO2作为制冷剂的概念、优点、发展历程、应用现状与前景，以及面临的挑战与展望。
1.制冷剂CO2的概念制冷剂CO2，化学式为CO2，是一种无色、无味、不可燃的气体。
在大气中，二氧化碳占有一定比例，是生物体呼吸过程中产生的废气。
近年来，科学家们发现，CO2具有较好的制冷性能，可作为一种环保型制冷剂替代传统的氟利昂等制冷剂。
2.CO2作为制冷剂的优点CO2作为制冷剂具有以下优点：（1）环保：CO2在自然界的循环过程中，不会产生破坏臭氧层的作用，对环境友好；（2）节能：CO2制冷系统在制冷过程中，具有较高的制冷系数，能够实现节能；（3）安全：CO2的毒性较低，且不易燃，使用安全可靠。
3.CO2制冷技术的发展历程CO2制冷技术起源于19世纪，经过百余年的发展，已经历了四个阶段：自然循环制冷、高压CO2制冷、中压CO2制冷和低压CO2制冷。
随着技术的不断进步，CO2制冷系统已逐渐趋于完善。
4.CO2制冷在我国的应用现状与前景近年来，我国对CO2制冷技术的研究与应用取得了显著成果。
目前，CO2制冷技术已广泛应用于商业制冷、工业制冷、制冷空调等领域。
随着国家对环保、节能等方面的要求日益严格，CO2制冷技术在我国的应用前景将更加广阔。
5.CO2制冷技术的挑战与展望尽管CO2制冷技术具有诸多优点，但在实际应用中，仍面临一定的挑战，如系统压力高、设备成本较高等问题。
关于二氧化碳制冷的书
关于二氧化碳制冷的书
（实用版）
目录
1.二氧化碳制冷的原理
2.二氧化碳制冷的优势
3.二氧化碳制冷的应用领域
4.二氧化碳制冷的环保意义
5.二氧化碳制冷的未来发展前景
正文
二氧化碳制冷是一种新型的制冷技术，其工作原理主要基于二氧化碳的热力学特性。
二氧化碳在高压下为液态，当压力降低时，会迅速蒸发，吸收大量热量。
这种特性使得二氧化碳成为理想的制冷剂。
与传统的制冷技术相比，二氧化碳制冷有许多优势。
首先，它的制冷效率高，可以更快速地实现制冷效果。
其次，二氧化碳制冷系统运行稳定，维护简便，大大降低了运行成本。
最重要的是，二氧化碳制冷对环境几乎没有影响，因为它不会破坏臭氧层，也不会产生温室气体，是一种真正的绿色制冷技术。
目前，二氧化碳制冷技术已经广泛应用于各种领域，包括食品工业、医药行业、科学研究等。
例如，在食品工业中，二氧化碳制冷技术可以有效地保持食品的新鲜度，延长其保质期。
在医药行业，二氧化碳制冷技术可以提供恒定的低温环境，确保药品的质量和有效性。
二氧化碳制冷技术的环保意义也非常重大。
作为一种绿色制冷技术，它不仅可以减少对环境的破坏，还可以帮助减少温室气体的排放，缓解全球气候变暖的问题。
总的来说，二氧化碳制冷技术是一种高效、环保、安全的制冷技术，
未来发展前景广阔。
二氧化碳制冷技术
二氧化碳制冷技术Ξ史敏 贾磊 钟瑜 舒国安 王磊(合肥通用机械研究院)摘 要 CO2作为一种天然工质,是目前CFCs工质替代的一个重点研究方向。
根据CO2作为制冷剂的相关热物理和化学性质及CO2制冷循环,说明采用CO2作制冷剂、采用跨临界循环的优越性。
介绍CO2制冷循环系统关键设备———压缩机、膨胀机、气体冷却器/蒸发器的研究进展情况,并对采用CO2作制冷剂的汽车空调、热泵系统的应用进行综述,指出今后研究的发展方向。
关键词 CO2 循环 制冷CO2refrigeration technologyShi Min Jia Lei Zhong Yu Shu Guoan Wang Lei(Hefei G eneral Machinery Research Institute)ABSTRACT As a natural substance,CO2is an important research area about CFCs refrigerant substitution.Based on thermophysical property,chemical property and refrigeration cycle of CO2,analyzes the superiority of CO2transcritical cycle.Introduces the research status of CO2 compressor,expander,gas cooler and evaporator.Describes CO2mobile air2conditioner and heat pump system,and discusses research trend of CO2refrigeration.KE Y WOR DS CO2;cycle;refrigeration 由于CFCs对于大气的重要影响,保护环境、替代CFCs已经成为全球共同关注的问题。
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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。
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； 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；
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。 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，对于压缩过程耗功和容积
性能的影响相当小。
2 CO2制冷技术
2 CO2制冷技术
(2) 换热器 1)气体冷却器
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
2.3 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。
第2章 CO2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。
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
缺点： 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 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？
图2.12 CO2／NH3复叠式低温制冷系统示意图
制冷循环 单级压缩 双级压缩 复叠压缩 使用原因 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
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
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。
④ 化学稳定性好，对常用材料没有腐蚀性。不过 CO2与水混合时呈弱酸性，可腐蚀碳钢等普通金 属，但不腐蚀不锈钢和铜类金属。当输送的CO2 比较干燥（含水率小于8ppm）时，可采用普通的 碳素钢； 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“）
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。