卡士妥如何助力CO2复叠制冷系统的设计与优化

在全球环保法规日益严格的背景下，促使制冷行业向采用“低全球变暖潜值、零臭氧消耗潜能值”制冷剂的方向转型。二氧化碳作为天然的制冷工质，具备环保性能优良、使用安全可靠以及来源广泛等优势，其复叠制冷系统由于可以达成低于-50℃的低温运行工况，成为冷链物流、速冻食品加工等相关领域优先考虑与选用的方案。

      在全球环保法规日益严格的背景下，促使制冷行业向采用“低全球变暖潜值、零臭氧消耗潜能值”制冷剂的方向转型。二氧化碳作为天然的制冷工质，具备环保性能优良、使用安全可靠以及来源广泛等优势，其复叠制冷系统由于可以达成低于-50℃的低温运行工况 ，成为冷链物流、速冻食品加工等相关领域优先考虑与选用的方案。　　　　　　但国内当前该系统设计存在低温工况效率低、高压部件成本高、系统匹配性差等问题，制约其规模化推广。近日国内有机构研究为提升二氧化碳复叠制冷系统的能效与经济性提供实践方案，助力制冷行业绿色转型。　　　　该研究针对二氧化碳压缩机、换热器以及节流装置等核心组件，开展专门的优化工作，以此提高组件性能与系统间的匹配程度。对于压缩机，采用往复式的压缩机结构，减少回转式压缩机结构间隙引起的压缩效率下降。例如，在低温级采用活塞式压缩机，让系统的COP提升 5%以上。　　　　　　换热器的优化着重于对传热效率的提升以及结构的改进。在低温级的换热器方面可以减小换热管的管径，优化换热器结构以提高传热系数，并且还可以适应二氧化碳具有的压力高、蒸发快速等特性。对于中间换热器，采用板式或板壳式的结构形式，在压力符合设计要求的情况下，通过优化换热器的结构设计，以此保证二氧化碳与高温级制冷剂可以实现充分的换热，减少换热过程中的温差，提高整体制冷系统 COP 的同时降低二氧化碳制冷剂的系统充注量。　　　　　　节流装置运用“ 电子膨胀阀+自适应控制 ”的方案，相较于热力膨胀阀，电子膨胀阀具备更高的调节精度，可以依照系统负荷的变动，在实时状态下对制冷剂的流量进行调节，并且通过对膨胀阀控制逻辑加以优化，融合蒸发温度、吸气压力、负荷信号等多个参数开展综合判断，达成精准的供液操作，防止由于制冷剂供液量不足或者过量，引发能效的损失。　　　　本案例选取某大型冷链物流园区内一座万吨级低温冷库，该冷库主要用于冷冻肉类、海鲜等生鲜产品的长期存储，设计存储温度为-20℃,配备1套传统二氧化碳复叠制冷机组，承担全库的低温保鲜及降温需求。优化前，该系统已连续运行3年，逐渐暴露出诸多运行问题，严重影响冷库运营效率与食品存储品质。优化实施后，系统运行性能有明显提升。　　　　　　能效上，COP从1.5升到2.7，年节省电费超过120万元，能耗优于行业平均水平10%；稳定性方面，冷库温度波动控制在±1℃内，生鲜损耗率降到 0.8%以下，有效保障存储品质；设备层面看，故障率较原来减少50%，年均故障次数在4次内，维护周期是原来的1.5倍，维护成本大幅降低，完全满足冷库对低温稳定性、节能性、可靠性的运营需求。　　　　卡士妥在二氧化碳系统阀件发展过程中，始终是头部的二氧化碳机组厂商和项目方案提供商，在客户不断优化系统设计的同时，卡士妥也在不断更新改进和推出更适用于新设计方案的产品，保持跟整个行业最前沿的发展方向同步前进。　　　　　　目前卡士妥的CO2阀件开发专注于商用领域，目前覆盖了电子膨胀阀、电磁阀、安全阀、过滤器、止回阀、调节阀、球阀、截止阀和避震管等全系列产品线，口径也从10mm到73mm全覆盖。卡士妥为二氧化碳跨临界高运行压力保驾护航，为合作伙伴提供纵深化和广泛化的制冷解决方案。 （来源：制冷快报）

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