CO2冷庫制冷系統(tǒng)設計與實驗研究.pdf

1、冷庫作為冷鏈物流的重要一環(huán)，隨著冷鏈物流近幾年的快速發(fā)展，國內(nèi)庫容總量增長較為明顯，與此同時，隨著國際社會對節(jié)能減排、環(huán)境保護方面的關注度不斷加強以及氟利昂制冷劑淘汰步伐的加快，自然工質(zhì)等低GWP的替代技術(shù)成為了近幾年制冷空調(diào)行業(yè)的主要研究方向。對于冷庫制冷系統(tǒng)，國內(nèi)外目前還是以氨制冷系統(tǒng)為主并且技術(shù)相對比較成熟，但是由于國內(nèi)近幾年發(fā)生的幾起氨冷庫重大事故，人們將目光又重新聚焦到天然工質(zhì)二氧化碳上，考慮到二氧化碳在低溫下的優(yōu)良物理特性，

2、開發(fā)新型的二氧化碳制冷技術(shù)成為了當前冷凍冷藏行業(yè)的研究熱點。目前，國內(nèi)外對CO2在低溫制冷系統(tǒng)中的應用研究多為復疊系統(tǒng)、雙級增壓系統(tǒng)和載冷系統(tǒng)，相對于這些系統(tǒng)開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單，運行效率高的CO2制冷系統(tǒng)成為研究趨勢?？紤]到土壤溫度恒定的特點，有人提出了一種CO2冷庫制冷系統(tǒng)，其中CO2為系統(tǒng)的唯一制冷劑，冷凝器采地源熱泵技術(shù)將CO2排氣直接與地下土壤進行熱交換從而實現(xiàn)冷凝的效果，蒸發(fā)器采用頂排管技術(shù)，減少了末端動力消耗和機械熱，充分利用

3、CO2壓力高的優(yōu)勢，使系統(tǒng)在亞臨界范圍內(nèi)成功運行。該CO2冷庫制冷系統(tǒng)首次在武漢地區(qū)某冷藏庫工程中得到應用，并成功運行至今。
　　本文首先對其制冷系統(tǒng)進行了理論分析，然后對制冷系統(tǒng)進行了設計分析，最后對制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、制冷系統(tǒng)的能耗、庫溫的均勻性與波動度分別進行了實地測量。對該冷藏庫制冷系統(tǒng)進行了簡化，然后對簡化后的系統(tǒng)循環(huán)特性進行了理論分析，發(fā)現(xiàn)當制冷系統(tǒng)工況一定時，理論制冷系數(shù)與蒸發(fā)器出口過熱度和中間飽和溫度（或中間飽和壓力

4、）兩個參數(shù)有關。最后通過建立該冷庫制冷系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時的熱力學計算模型并借助數(shù)學軟件 MATLAB對其分別進行了分析，結(jié)果表明：在穩(wěn)定工況下，中間飽和溫度和蒸發(fā)器出口過熱度對系統(tǒng)理論性能系數(shù)COP影響非常小。對其實際制冷系統(tǒng)方案設計進行了詳細的分析，接著在給定的設計工況下，經(jīng)過設計計算，對該新型 CO2冷庫制冷系統(tǒng)的主要制冷設備以及重要的輔助設備進行了計算分析。以該冷藏庫工程為實驗對象，首先對制冷系統(tǒng)主要壓力和溫度兩個參數(shù)進行了監(jiān)測與測量，結(jié)