马 飙,冀兆良

(1.河北科技大学建筑工程学院,河北石家庄050000;2.广州大学土木工程学院,广东广州510006)

1 前 言

制冷技术领域众所周知,包括R134a在内的HFCs类制冷剂及其混合型制冷剂,都有温室效应问题,不能够满足长期环保要求,因此,重新研究应用天然制冷剂越来越受到重视,甚至被誉为是解决环境问题的最终方案,CO2制冷剂就是其中之一。CO2作为制冷剂具有良好的热力性能和环保特性,CO2制冷剂跨临界循环的放热过程可以和变温热源相匹配,更接近劳仑兹循环,从而可得到较高的用能效率,这一点尤其受重视。与其它制冷剂相比,CO2具有下列优点:

1)ODP=0,且GWP=1,约为R134a、R22的千分之一;

2)运动粘度低,压缩比较低,单位容积制冷量大,有很好的传热性能;

3)来源广泛,价格低廉,制冷系统维护简单;

4)无毒、无臭、无污染,不燃、不爆,对常用材料没有腐蚀性[1]。

CO2制冷在应用上的不足之处主要是其临界温度低 (31.1℃),压力比小,排气压力高,节流损失大,材料耗费多,安全性可靠性较差,混入润滑油中后会导致润滑油粘性急剧下降。

CO2制冷系统在应用上需要研究和解决的问题主要有系统装置的结构设计和优化、CO2高效压缩机的研究开发、低温下CO2换热性能的研究及耐高压高效换热器的开发、膨胀机内部两相流过程的研究及膨胀机结构设计优化以及完善的控制策略设计、超临界CO2流动传输特性的研究、气体冷却器和蒸发器的结构设计和优化、跨临界循环系统的压比控制和容量调节方法的研究、系统的高压及超压情况下的安全性和系统润滑油的选择等。……