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二氧化碳制冷劑的應(yīng)用
2022-09-13 12:34:01
1、二氧化碳制冷劑在汽車空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用
二氧化碳制冷劑在汽車空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用zui初是由J.Petterson等人提出，隨后，相關(guān)的實驗臺被先后建立起來，對CO2制冷劑在汽車空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了研究，并取得了較好的結(jié)果。上世紀90年代，挪威SINTEF將CO2的跨臨界制冷循環(huán)應(yīng)用于汽車制冷系統(tǒng)中，并開發(fā)了其樣機。J. Kohler等也進行了相關(guān)的研究。第yi臺CO2制冷空調(diào)系統(tǒng)公共汽車樣機與1996年言之成功，并且運行良好。一系列的研究表明，在車輛空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用CO2超臨界循環(huán)系統(tǒng)不僅可以減少環(huán)境污染，同時也大大提高了空調(diào)系統(tǒng)的運行效率。相關(guān)研究表明，CO2制冷系統(tǒng)與CFC12具有同樣優(yōu)良的性能，且在對適應(yīng)環(huán)境溫度變化的性能上，CO2空調(diào)系統(tǒng)比CFC12系統(tǒng)更優(yōu)，在較高的環(huán)境溫度下，其性能系數(shù)也較高。國外一系列相關(guān)的研究也表明，CO2制冷系統(tǒng)的性能與CFC12系統(tǒng)的性能相當(dāng)。
在汽車空調(diào)中應(yīng)用CO2跨臨界循環(huán)系統(tǒng)充分地利用了CO2的熱力學(xué)性能良好、飽和壓較高力、單位容積內(nèi)的制冷量較大等優(yōu)點，確保了空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)保性能。此外，采用了CO2循環(huán)系統(tǒng)的空調(diào)機釋放的潛在能量遠遠低于一個CO2滅火器還，在保護系統(tǒng)的保護及監(jiān)控作用下，完全能夠確保機械系統(tǒng)的安全可靠。在優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)的循環(huán)參數(shù)以及各部件的配合等，可以有效地確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。近年來，CO2制冷劑在車輛空空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究越來越成熟，CO2制冷系統(tǒng)車輛的研究將更加深入。
2、二氧化碳制冷劑在工業(yè)制冷中的應(yīng)用
CO2制冷工質(zhì)具有自身液化作用，近年來，一些研究者認為其在工質(zhì)充灌以及操作維護等方面具有較多的優(yōu)勢，并逐漸代替了傳統(tǒng)的R502在制冷中的研究與應(yīng)用。CO2制冷劑的液化方案逐漸被應(yīng)用。其主要原理是對CO2氣體進行過濾、干燥，并在壓縮機中作升壓處理，然后與低溫制冷工質(zhì)在冷凝蒸發(fā)器中混合，并降溫液化。經(jīng)過節(jié)流處理后，CO2工質(zhì)與CO2氣體直接混合，可有效地減少傳熱溫差，從而有效地提高能量的利用率。在運輸車冷凍機的應(yīng)用方面，采用CO2制冷劑可以有效地降低溫室效應(yīng)，不僅避免了環(huán)境的污染，且不會增加能耗。此外，采用CO2制冷劑無需對其進行回收和抽吸，便于設(shè)備的護養(yǎng)。 
目前，國內(nèi)外對CO2制冷工質(zhì)的研究與應(yīng)用越來越重視，CO2汽車空調(diào)以及熱泵等正被推廣推廣應(yīng)用。相比于國外的工業(yè)制冷領(lǐng)域中CO2制冷工質(zhì)的應(yīng)用研究，我國在這方面還相對落后，還應(yīng)進一步加大投入和研究力度。
3、二氧化碳制冷劑在熱泵中的應(yīng)用
CO2制冷劑的另外一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域是HPWH，即熱泵熱水器。在熱泵熱水器中采用CO2跨臨界的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)始于1987年，一些可用于可以在商業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的樣機逐漸被研發(fā)出來，相關(guān)研究者在一系列論文分析了這類熱泵的結(jié)構(gòu)、特性及相關(guān)的試驗結(jié)果等。且各類研究結(jié)果均顯示，CO2制冷劑在熱泵熱水中的應(yīng)用具有很多的優(yōu)勢。CO2熱泵熱水器能夠在極其簡單的操作條件下將水加熱到90℃以上。并且，在采用內(nèi)部熱很大的熱交換器時，仍然可以保持適宜的排氣溫度，且不會影響潤滑條件。這一系列的研究及應(yīng)用表明，CO2制冷系統(tǒng)具有很強的適應(yīng)性，比傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)具有更為廣闊的應(yīng)用空間。此外，CO2跨臨界系統(tǒng)可在干燥的熱泵中應(yīng)用，相關(guān)研究表明其比傳統(tǒng)的R134a熱泵具有更少的能量損失，二氧化碳回收設(shè)備由此可知，CO2工質(zhì)在熱泵中的應(yīng)用不會影響熱泵的耗能，值得在干燥熱泵中推廣應(yīng)用。
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