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)由高溫級和低溫級兩部分組成。高溫級使用R507作為制冷劑;低溫級使用CO2作為制冷劑。高、低溫級各自成為一個使用單一制冷劑的制冷系統(tǒng),其中高溫級系統(tǒng)中制冷劑R507的蒸發(fā)用來使低溫級排出的制冷劑氣體CO2冷凝,用一個冷凝蒸發(fā)器將高、低溫級兩部分聯(lián)系起來,它既是低溫級的冷凝器,又是高溫級的蒸發(fā)器。
通俗地講高溫級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CO2循環(huán)泵送到CO2蒸發(fā)器,熱負(fù)荷通過蒸發(fā)器傳遞給CO2制冷劑,經(jīng)過蒸發(fā)器后的氣態(tài)CO2被壓縮機(jī)吸入,經(jīng)過壓縮后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器冷凝。CO2制冷劑吸收的熱量通過冷凝蒸發(fā)器傳給高溫級的R507制冷劑,而高溫級的R507制冷劑將熱量傳給高溫級冷凝器,通過蒸發(fā)式冷凝器向環(huán)境介質(zhì)釋放。(其中高溫級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)。
整個制冷系統(tǒng)控制可采用智能化、自動化的控制系統(tǒng),也可以手動控制。自動控制的系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶實(shí)際需求自動開停機(jī),并隨負(fù)荷變化和外部條件的變化自動進(jìn)行調(diào)節(jié)和運(yùn)行,無需人工進(jìn)行操作和調(diào)節(jié),達(dá)到機(jī)房無人值守的狀況。
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,能自動報警停機(jī),減小設(shè)備損害。
n 安全
CO2工質(zhì)具有安全、無毒、不可燃的特性,可以廣泛應(yīng)用于人員密集的場合,即使泄漏也不會對人員造成傷害。
R507工質(zhì)是制冷劑R22的長期替代品(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)房內(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,使整個系統(tǒng)非常緊湊。
CO2與普通潤滑劑和結(jié)構(gòu)材料相兼容。可適應(yīng)各種潤滑油和常見機(jī)械零部件材料。
CO2傳熱性能和流動性能好。CO2黏度小,流體的流動阻力小,傳熱性能比CFC類制冷劑好。
CO2價格便宜(不需要回收設(shè)備)。來源廣泛,勿需回收,可以大大降低制冷劑替代成本,節(jié)約能源,解決化合物對環(huán)境的污染問題,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雙級制冷或R22雙級制冷的COP要高。具體見下面圖表。通過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雙級制冷系統(tǒng)COP高8.8%,比R22雙級制冷系統(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)。對大氣臭氧層沒有破壞作用,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、干燥過濾器、泵、節(jié)流裝置等。
R507/CO2復(fù)疊系統(tǒng)特點(diǎn)
整個系統(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)計壓力:整個CO2低溫系統(tǒng)設(shè)計壓力為45bar。R507高溫級系統(tǒng)與常規(guī)氟利昂系統(tǒng)相同,高溫側(cè)設(shè)計壓力為2.0Mpa、低溫側(cè)設(shè)計壓力為1.4Mpa。
R507/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)自動保護(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)壓力由冷庫低溫環(huán)境維持,不會超出設(shè)計壓力。
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,強(qiáng)制打開電磁閥,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)定壓力下開啟。這是極端情況下的應(yīng)對措施。
l 設(shè)備安全保護(hù)
R507壓縮機(jī)組具有油泵電機(jī)過載、主電機(jī)過載、排氣壓力超高、油壓低、吸氣壓差大、油溫超高、滑閥不動等完善的保護(hù)報警措施
CO2泵具有壓差小、過濾器阻力超高、電機(jī)過載、超壓自動旁通等保護(hù)。
l CO2泄漏檢測報警排風(fēng)系統(tǒng)
制冷機(jī)房、調(diào)節(jié)站間、冷庫門口距地面30cm位置設(shè)置CO2氣體檢測傳感器,具有濃度過高報警功能。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泄漏報警聯(lián)動,在出現(xiàn)CO2泄漏時開啟通風(fēng)。