作为天然工质,二氧化碳(CO2)已经成为当前制冷剂替代的重点研究对象之一,受到业界越来越广泛的关注。11 月26 日,由中国制冷空调工业协会、环境保护部环境保护对外合作中心主办,开利中国有限公司协办的二氧化碳制冷技术应用专题研讨会在上海古象大酒店举办,来自企业、高校、行业机构的近百名专家、学者参会,共同分享并讨论了CO2目前的制冷应用技术现状,为CO2制冷技术的产品发展起到了良好的推动作用。
CO2曾是19世纪后期主要的制冷剂之一,但人工合成制冷剂的出现,使得CO2制冷剂逐渐淡出视野,随着全球范围内的环境问题日益突出,CO2制冷技术的应用研究才重新受到重视。作为自然界天然存在的物质,CO2具有良好的安全性和化学稳定性,单位容积制冷量较大,且有良好的传热性质。
会上,CO2的跨临界循环应用成为热门话题。据天津大学教授马一太介绍,CO2跨临界循环在克服了CO2临界温度过低等问题的同时,相同工况下,可提高压缩机的使用效率;因其密度较大,超临界区粘度小,减小流动阻力,还能减小管道、换热器直径。“CO2跨临界循环产品目前在日本和欧洲相对成熟,国内尚没有形成产能,但凡与制冷空调有关的应用,
包括汽车空调、家用空调、商用空调等均可采用CO2作制冷剂,在压缩机、换热器、膨胀装置等方面仍需要进行研究,期望高校、企业、科研单位可以共同努力将CO2跨临界循环推向应用。” 马一太说。
各企业也正在CO2的应用方面积极进行研究,研讨会期间,多位企业代表分享了各自的研究成果。食品冷藏方面,烟台冰轮副总工程师姜韶明对冰轮NH3/CO2复叠系统进行了介绍:“相对于纯NH3系统,复叠系统可有效降低工质充注量(约为常规NH3 系统的1/10)以及有效提高换热效率,目前该系统已经通过联合国环境规划署审核成为制冷剂替代示范项目。”可口可乐公司陆春辉展示了其采用CO2工质的超市冷饮设备,并表示:“可口可乐将在2015年完全终止HFCs的使用,2016年冷饮设备将全部采用CO2制冷剂。”美的集团工程师陈文强介绍了CO2在热泵热水机(器)中的应用与发展:“目前世界上多数热泵热水机(器)市场中使用的还是传统的卤代烃类合成制冷剂。但将CO2应用于热泵热水机(器)具有诸多优势,其不仅环保,且热力学性质优秀,即使在-20℃的环境温度下,出水温度依然以达到80~90℃。虽然也存在缺陷——CO2运行压力过高以及基本理论循环COP较低,但是目前美的针对这些问题,已展开关键零部件和能效的研究,以期达到最佳效果。”会议期间,CO2在汽车空调领域的应用引起了与会代表的关注,戴姆勒空调系统工程师Werthenbach 表示,戴姆勒将在2016 年量产使用CO2制冷剂的汽车空调系统,“经过研究对比,同温度下,无论在压头、排风等方面,CO2均优于R134a,且制热方面具有显著优势,价格便宜。标准方面,按照现行通用标准,CO2可用于车用空调。同时,我们已经同供应商合作制定了零部件相关的内部标准,将在明年春天发布。”另一方面,上海交通大学教授陈江平也分析了CO2应用在车用空调中存在的挑战:“CO2在车用空调中的,多数国家并不成熟,无法批量生产;同时,CO2应用在汽车空调中,意味着全行业的重新投资和洗牌,必须综合考虑。”
标准方面,多位代表提出,国内CO2的相关标准尚不健全,为此,全国冷冻空调设备标准委员会副秘书长张秀平提出了未来对CO2相关标准的制定及修订设想:“在未来,我们会针对CO2/NH3复叠机组、CO2热泵热水机等产品,贮液器、油分离器、低压循环桶、中冷器等CO2制冷装置辅助设备以及电子膨胀阀、四通阀等配件多个方面展开标准的制定及修订工作。
(来自《制冷与空调》杂志)


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