二氧化碳载冷剂的氨双级制冷系统研究
在CO2作为载冷剂的氨双级制冷系统和NH3/CO2复叠式制冷系统中,假设冷凝温度均为40℃,蒸发温度在-50~-30℃范围内变化,计算2个系统EER。为了保证在相同的工况条件下比较2个系统的性能,上述蒸发温度为冷风机内工质的相变温度。因此,对于CO2载冷剂氨双级制冷系统,氨蒸发温度要低于冷风机内CO2的相变温度,计算中取冷凝蒸发器中传热温差为5℃。另外,氨双级制冷系统的中间压力pm可根据制冷系数最大原则进行选取其中pk为冷凝压力,po为氨双级制冷系统蒸发压力。对于NH3/CO2复叠式制冷系统,NH3高温级循环中的蒸发温度和CO2低温级循环中的冷凝温度间的差值取5℃,即取冷凝蒸发器中传热温差为5℃。
需要注意的是,以上均按理想循环进行计算,而在实际循环中,须考虑过冷度和过热度的影响。由于CO2的工作压力较高、黏度较小,CO2压缩机的容积效率一般比NH3压缩机要低,因此还须考虑压缩机效率的影响。另外,为保证终端冷库达到一定的库温,还须考虑CO2系统载冷剂所需的传热温差。在实际应用中,选择制冷系统时应对其安全性、效率及成本等进行综合分析。当蒸发温度较低且各冷间的分布比较集中时,可选用NH3/CO2复叠式制冷系统;当冷间比较分散时,选用以CO2为载冷剂的氨双级制冷系统将更加有利。对于CO2载冷剂氨双级制冷系统,氨压缩机体积较大,
CO2载冷系统需安装循环泵;而NH3/CO2复叠式制冷系统低温级的供液可以不采用CO2工质泵。目前,NH3/CO2复叠式制冷系统已得到广泛应用,可采用热液融霜等技术对冷风机进行除霜;而CO2载冷剂氨双级制冷系统的除霜方式则较为复杂。