1、CO2在大、中型超市的制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用王振超1),2) 陳江平1) 陳洪祥1),2) 張曙光2)1)（上海交通大學(xué)制冷與低溫工程研究所上海,200240） 2)（西克制冷亞洲，上海,200030）摘 要 本文介紹了大、中型超市的制冷需求和超市制冷中制冷劑的應(yīng)用現(xiàn)狀，回顧了CO2的特性，總結(jié)和分析了CO2用于大、中型超市的制冷系統(tǒng)的基本方式。在文獻的基礎(chǔ)上，本文對CO2在國內(nèi)外大、中型超市制冷系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀作了分析，最后，對CO2在大、中型超市制冷上的應(yīng)用作了展望。關(guān)鍵詞: CO2，二氧化碳，制冷，超市THE APPLICATION OF CO2 IN REFRIGERATION SYSTEMS

2、 OF LARGE/MEDIUM SIZE SUPERMARKET Zhenchao Wang1),2) Jiangping Chen1) Hongxiang Chen1),2) Shuguang Zhang2)1) (Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240) 2) (Heatcraft Refrigeration Asia Shanghai Rep. office ,Shanghai, 200030)ABSTRACT In this paper, th

3、e refrigeration requirements in Large/Medium size supermarkets are presented and the application status of refrigerant in Large/Medium size supermarkets refrigeration is introduced. Also, the properties of CO2 are reviewed, and basic types of CO2 refrigeration systems in Large/Medium size supermarke

4、t are summarized and analyzed. Based on literatures, the application status of CO2 refrigeration systems in worldwide supermarkets is summarized. Also prospect of CO2 in the refrigeration systems of Large/Medium size supermarkets is discussed at the end of this paper.KEYWORDS CO2 ,Carbon Dioxide, Re

5、frigeration, Supermarket0 引言CO2用作制冷劑有著130多年的歷史，并曾作為主要制冷劑廣泛用于蒸汽壓縮式制冷，特別是船用制冷。鹵代烴制冷劑出現(xiàn)以后，限于早期的技術(shù)水平，CO2在制冷上的應(yīng)用逐漸被性質(zhì)優(yōu)良、制冷效率高、壓力適中的鹵代烴所取代1。 最近幾十年來，隨著人們對鹵代烴具有破壞臭氧層的副作用和具有較高溫室效應(yīng)的認識，人們重新將目光投向了對環(huán)境友好的五類自然制冷劑：氨、二氧化碳、空氣、水和碳氫類化合物。其中，由于二氧化碳不可燃、無毒、并且能應(yīng)用于低溫制冷，在最近十幾年里得到了各國專家學(xué)者的廣泛關(guān)注，并在一些領(lǐng)域取得了十分突出的進展，特別是在汽車空調(diào)、熱泵熱水器、商用

6、制冷和工業(yè)制冷領(lǐng)域12。超市制冷，特別是大、中型超市的制冷應(yīng)用是CO2在商用制冷上最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，有鑒于此，本文在相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，對CO2在大、中型超市制冷上的應(yīng)用作一個回顧和分析。1 大、中型超市的制冷應(yīng)用需求及超市制冷中的制冷劑應(yīng)用情況大、中型超市的制冷負載一般包括：中、低溫陳列柜，冷凍物冷藏冷庫和冷卻物冷藏冷庫，中、高溫加工間和制冰機等。按應(yīng)用溫度范圍可分為中溫和低溫兩個溫區(qū)：中溫區(qū)：蒸發(fā)溫度一般在-10-15，中溫陳列柜、冷卻物冷藏庫或加工間溫度在-2+10；低溫區(qū)：蒸發(fā)溫度一般在-30-40，低溫陳列柜、冷凍物冷藏庫溫度在-30-20；由于大、中型超市制冷的冷量需求較大，并且負荷

7、變化范圍較寬，兩個溫區(qū)一般都采用一套或多套并聯(lián)機組(每套并聯(lián)機組由多臺壓縮機并聯(lián)組成)集中供冷，且多采用直接膨脹式供液。在美國地區(qū)，現(xiàn)有超市大部分都采用R22制冷劑，新建超市以R404A或R507制冷劑為主。而在歐洲地區(qū)，由于政府部門對環(huán)保問題特別重視，絕大部分新建超市都采用R404A或R507制冷劑等HFC制冷劑，同時正積極嘗試采用CO2制冷系統(tǒng)，并且已有相當數(shù)量的應(yīng)用。 在中國市場上，除國外著名的大型連鎖超市如沃爾瑪(Walmart)、家樂福(Carrefour)、樂購(Tesco)、歐尚(Auchan)等采用R404A作制冷劑外，大部分內(nèi)資中、大型超市都采用R22作制冷劑。目前，超市制冷

8、系統(tǒng)的制冷劑泄漏嚴重，歐洲超市每年平均的制冷劑泄漏率在1530%，美國為25%左右3，大量的HFC/HCFC制冷劑泄漏給我們生存的環(huán)境帶來了潛在威脅。目前，零售業(yè)及相關(guān)行業(yè)的許多企業(yè)已經(jīng)提出盡快淘汰常規(guī)合成制冷的計劃4。2007年3月，英國幾大連鎖超市集團宣布要在他們制冷設(shè)備中逐步淘汰HFCs，而改用自然制冷劑；沃爾瑪、瑪莎百貨、特易購、森斯伯瑞、塞莫菲爾德等全球著名超市集團也都紛紛表示，在商業(yè)制冷領(lǐng)域繼續(xù)使用HFCs會與人們?nèi)找骊P(guān)心氣候變化的趨勢背道而馳5。因此，Girotto6認為在超市制冷系統(tǒng)中采用自然制冷劑是必然的方向。其中特別地，由于CO2具有很多優(yōu)秀的熱物理特性，發(fā)展CO2超市制冷

9、系統(tǒng)受到了特別重視。2 CO2的特性CO2具有很多優(yōu)秀的熱物理特性，如無毒、不可燃，ODP為0、GWP為1，良好的化學(xué)穩(wěn)定性：即使在高溫的情況下也不會分解出有害氣體等等。其中特別突出的性能有：單位容積制冷量高：310倍于HCFC、HFC和HC制冷劑7。如在-35時其單位容積制冷量為R404A的6倍，為R22的7倍8。在滿足相同制冷量需求時，CO2系統(tǒng)的壓縮機排量遠小于R404A和R22。氣化潛熱大：在-35時，CO2的氣化潛熱分別比R22和R404A高36%和60%；在-10時，分別比R22和R404A高20%和46%。熱導(dǎo)率高：20時液體熱導(dǎo)率分別為R22和R404A的3倍和2倍；-10時液

10、體熱導(dǎo)率分別比R22和R404A高23%和50%；-35時液體熱導(dǎo)率分別比R22和R404A高38%和64%9。很高的導(dǎo)熱性能和氣化潛熱使得CO2的換熱效率明顯高于R22和R404A，文獻10指出，在同等蒸發(fā)器換熱面積的情況下，CO2很高的換熱效率使得CO2系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度至少可以比R404A高2K，從而提高了CO2系統(tǒng)的效率。粘性?。涸?35-10范圍，CO2液體粘性僅為R22和R404A的4060%9。相對于R22和R404A系統(tǒng)，在保證同等壓降的前提下，CO2系統(tǒng)可以選用更高的的流速、可以選擇更小的管徑，從而節(jié)約了管道成本。 成本低廉：CO2為工業(yè)副產(chǎn)品，價格約為HFC的1/51/106。

11、CO2應(yīng)用在制冷上的不足之處主要是其臨界溫度低)，壓力水平很高(跨臨界循環(huán)的高壓高達120140Bar)，節(jié)流損失大，絕熱指數(shù)偏高(1.3)。此外，CO2在空氣中的限量值3）6倍；混入潤滑油中后會導(dǎo)致潤滑油粘性急劇下降。CO2具有的眾多優(yōu)秀特性決定了其在超市制冷系統(tǒng)上有巨大的應(yīng)用潛力，但同時CO2的缺點，特別是其壓力水平很高，給CO2制冷系統(tǒng)的推廣和大規(guī)模應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。3 CO2用于大、中型超市制冷的基本方式CO2在大、中型的超市制冷系統(tǒng)上的應(yīng)用有三種基本方式7:1，作第二制冷劑用于主制冷循環(huán)的二次回路，或稱有相變的二次回路。與采用常規(guī)載冷劑的二次回路不同，CO2液體在蒸發(fā)器盤管內(nèi)吸熱蒸發(fā)，

12、換熱主要是通過相變的潛熱交換完成。2，作主制冷劑，應(yīng)用于亞臨界系統(tǒng)，采用亞臨界循環(huán)。一般與其它獨立的中溫回路一起組成復(fù)疊系統(tǒng)運行，中溫回路的一個蒸發(fā)器用作CO2亞臨界循環(huán)的冷凝器，保證CO2處在亞臨界區(qū)內(nèi)循環(huán)。3，作主制冷劑，應(yīng)用于跨臨界系統(tǒng)，采用跨臨界循環(huán)。高壓側(cè)的排熱過程(對應(yīng)常規(guī)系統(tǒng)的冷凝過程)是在跨臨界區(qū)內(nèi)完成，在這個過程中制冷劑不會發(fā)生相變。針對不同的應(yīng)用需求和超市有中、低溫兩段溫區(qū)制冷的需要，可在以上3種基本方式的基礎(chǔ)上，組合出各種不同的混合系統(tǒng)。3.1 CO2作第二制冷劑的二次回路系統(tǒng)圖1給出了該系統(tǒng)的原理圖。系統(tǒng)包含兩個回路：采用其它制冷劑(如HCFC、HFC和HC制冷劑)的主

13、制冷回路和采用CO2作第二制冷劑的二次回路。大致流程為：從儲液器流出的液體CO2經(jīng)液泵加壓后流經(jīng)熱負載（展示柜或庫房冷風(fēng)機盤管），部分液體吸熱氣化后形成一定干度的氣液兩相流體，兩相流體回到主制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器內(nèi)重新冷凝為液體后，回到CO2儲液器，進行下一次循環(huán)。相對于采用常規(guī)無相變的載冷劑，如乙二醇和氯化鈣，CO2液體粘性要低12個數(shù)量級12，特別是在低溫區(qū)，常規(guī)載冷劑的粘性隨溫度的下降而明顯增大，采用CO2能明顯節(jié)約液泵耗功。此外，CO2二次回路為相變換熱，換熱系數(shù)很高，并且由于CO2氣化潛熱大，滿足同樣換熱量需求時CO2質(zhì)量流量和液泵耗功較小，因此可以減小輸送管管徑和液泵型號；并且，由于CO

14、2換熱系數(shù)很高，在同樣換熱面積和換熱量需求的情況下，液體CO2的供液溫度可以有一定提高，主制冷回路的蒸發(fā)溫度也可以有一定的提高，從而提高了整個系統(tǒng)的效率。 圖2 CO2作第二制冷劑的二次回路系統(tǒng)11由于采用了泵過量供液，可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)倍率使換熱效率達到最優(yōu)值。文獻13給出了CO2泵供液倍率的一些參考值。由于采用了二次回路，主制冷回路的管道布置可以集中在機房，因此能大幅減少主制冷回路的制冷劑充注量。加拿大連鎖超市Loblawd的某個分店在低溫系統(tǒng)上采用CO2二次回路后，主回路的充注量減少了90%14。此外，CO2為無毒的自然工質(zhì)，系統(tǒng)輕微泄漏不會污染存儲貨物15。在超市中溫應(yīng)用的蒸發(fā)溫度附近(

15、-10-15），CO2的壓力較高，約26bar左右，因此出于簡化系統(tǒng)考慮，CO2二次回路系統(tǒng)多用于超市的低溫應(yīng)用，而中溫常采用其它載冷劑的二次回路或者采用主制冷劑直接膨脹的制冷方式2。CO2作第二制冷劑的二次回路系統(tǒng)是CO2進入超市制冷最先采用的方式2。由于CO2二次回路系統(tǒng)布置簡單、并可采用常規(guī)部件來構(gòu)建系統(tǒng)，目前發(fā)展已較為成熟16。4.2 CO2亞臨界復(fù)疊系統(tǒng)圖2給出了CO2亞臨界系統(tǒng)應(yīng)用于超市低溫負載制冷的系統(tǒng)原理圖。其循環(huán)與常規(guī)的制冷循環(huán)類似。CO2的臨界溫度僅，低于典型的夏季工況的環(huán)境溫度+35，為實現(xiàn)CO2亞臨界循環(huán)，除應(yīng)用在氣溫較低的地區(qū)外，必須采用其它的輔助循環(huán)使得CO2的冷凝

16、溫度處在臨界溫度之下。因此CO2亞臨界系統(tǒng)通常都需要與常規(guī)的制冷系統(tǒng)一起組成復(fù)疊式系統(tǒng)。在超市制冷上的典型應(yīng)用是：采用HFCs(如 R404A)的中溫系統(tǒng)為超市的中溫負載提供冷源（蒸發(fā)溫度：-10-15），并在冷凝蒸發(fā)器中冷凝CO2亞臨界低溫系統(tǒng)的的高壓排氣，保證CO2系統(tǒng)運行于亞臨界區(qū)域；CO2亞臨界系統(tǒng)為低溫負載(蒸發(fā)溫度：-30-40)提供冷源，直膨供液。圖2 CO2亞臨界系統(tǒng)(與中溫R404A系統(tǒng)組成復(fù)疊式系統(tǒng)) 11CO2亞臨界系統(tǒng)的壓力水平約為40Bar，與現(xiàn)有R410A系統(tǒng)壓力相當，遠低于跨臨界循環(huán)的120Bar左右的壓力水平。亞臨界方式或者含有亞臨界的混合方式是CO2應(yīng)用于超市

17、制冷的重要方式，采用CO2亞臨界復(fù)疊系統(tǒng)的低溫應(yīng)用越來越多，其競爭力也越來越強2。文獻2根據(jù)供液方式和布置方式的不同，總結(jié)了CO2亞臨界復(fù)疊系統(tǒng)的多種應(yīng)用方式。4.3 CO2跨臨界系統(tǒng)圖3給出了CO2跨臨界系統(tǒng)的原理圖和對應(yīng)的LgP-h圖。其大致流程為：壓縮機排出的高溫、高壓CO2氣體進入氣體冷卻器進行冷卻，由于其壓力高于臨界壓力、處在超臨界區(qū)，故氣體冷卻器中的CO2氣體不會冷凝為液體。氣體冷卻器排出的超臨界CO2流體經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)閥節(jié)流、減壓后形成兩相流，進入儲液器/氣液分離器內(nèi)分離為兩部分：CO2液體部分經(jīng)過膨脹閥后進入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，形成過熱氣體流入壓縮機吸氣總管；而CO2氣體部分經(jīng)過壓力

18、調(diào)節(jié)閥減壓后也進入壓縮機吸氣管，與在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)形成的過熱氣體混合后進入壓縮機壓縮，如此反復(fù)循環(huán)。 原理圖11 （b）對應(yīng)的LgP-h圖圖3 CO2跨臨界系統(tǒng)跨臨界循環(huán)的最大特點在于CO2的吸、放熱分別在亞臨界和跨臨界區(qū)進行，高壓側(cè)的冷卻過程中不發(fā)生相變，換熱全部通過顯熱交換完成17。在現(xiàn)階段，該系統(tǒng)的缺點是其效率較低23，尤其是當環(huán)境溫度較高時2。此外，由于跨臨界循環(huán)的排氣壓力高達120Bar左右,遠高于常規(guī)系統(tǒng)，現(xiàn)有的系統(tǒng)部件相對較少，因此跨臨界循環(huán)的應(yīng)用受到了一定限制。但由于在跨臨界循環(huán)的基礎(chǔ)上，能實現(xiàn)超市中、低溫全部采用CO2制冷，也即“完全CO2制冷”，完全實現(xiàn)自然制冷劑制冷。因

19、此，跨臨界循環(huán)是當前CO2制冷應(yīng)用的研究熱點。為提高CO2跨臨界循環(huán)的綜合效率，可以對高壓側(cè)的排熱進行熱回收加以利用7，獨特的超臨界放熱特性使得CO2跨臨界循環(huán)系統(tǒng)特別適合于需要熱回收的場合1 2。此外，為提高系統(tǒng)效率并降低排氣溫度，對低溫應(yīng)用或吸、排氣壓差較大的場合，可采用雙級壓縮循環(huán)的跨臨界系統(tǒng)218。為滿足超市兩段溫區(qū)制冷的需要，并考慮到特定的應(yīng)用場合以及提高系統(tǒng)的整體效率，在實際應(yīng)用時，往往是在以上3種基本方式的基礎(chǔ)上，組合出不同應(yīng)用系統(tǒng)，本文稱之為復(fù)合系統(tǒng)。圖4給出了2種復(fù)合系統(tǒng)。圖4(a)中，中溫采用HFC/CO2作第二制冷劑的二次回路、低溫采用CO2亞臨界循環(huán)。該系統(tǒng)中所有HFC

20、回路集中在機房內(nèi)，大幅減少了HFC制冷劑的充注量。圖4(b)中，中溫采用CO2跨臨界循環(huán)、低溫采用CO2亞臨界循環(huán)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了超市中、低溫應(yīng)用的“完全CO2制冷”。 (a) (b)圖4 CO2復(fù)合系統(tǒng)11 4.5 各種方案比較及選擇應(yīng)用實踐證明，以上幾種方案都是可行的，并且都已有商業(yè)應(yīng)用實例。對以上方案進行實際應(yīng)用選擇時，需要考慮以下幾個方面19:1，應(yīng)用地區(qū)對HFC制冷劑的限制政策；2，初投資和運行成本；3，能耗指標；同時必須考慮應(yīng)用地區(qū)全年的氣候條件。已有不少文獻針對特定的應(yīng)用條件，從成本和效率角度對超市的各種CO2制冷系統(tǒng)作了分析和比較。Heibokel(2001)的實測結(jié)果顯示2：中

21、、低溫均采用R404A/CO2二次回路系統(tǒng)比R404A直膨系統(tǒng)的能耗高6%（采用鹽水二次回路系統(tǒng)比R404A直膨系統(tǒng)高20%），而中溫采用R404A直膨、低溫采用CO2亞臨界復(fù)疊系統(tǒng)的能耗僅比R404A直膨系統(tǒng)高2%。Girotto等的分析表明2：在意大利的氣候條件下，中溫采用CO2跨臨界單級循環(huán)、低溫采用CO2跨臨界雙級循環(huán)的安裝費用至少比R404A直膨系統(tǒng)高10%，能耗高8%以上。但當環(huán)境溫度較低時其效率有比較優(yōu)勢，如在歐洲中部或者北部地區(qū)，其效率與R404A直膨系統(tǒng)相當甚至更高。Girotto等經(jīng)過實測分析后指出3：在目前缺乏量產(chǎn)的情況下，中溫采用CO2跨臨界循環(huán)、低溫采用亞臨界循環(huán)的“

22、完全CO2制冷”系統(tǒng)的成本比R404A直膨系統(tǒng)高20%以上。寧靜紅等的分析表明15，在冷凝溫度高于32時，中溫采用R290/CO2二次回路系統(tǒng)、低溫采用R290/CO2亞臨界復(fù)疊系統(tǒng)的效率高于R404A直膨系統(tǒng)。文獻11的比較結(jié)果顯示，低溫采用HFC/CO2亞臨界復(fù)疊循環(huán)的效率與R404A直膨系統(tǒng)相當，而中溫采用CO2跨臨界循環(huán)在高環(huán)境溫度時其效率比R404A直膨系統(tǒng)低?？傮w上：1,CO2作第二制冷劑的二次回路系統(tǒng)，其系統(tǒng)布置簡單且能利用現(xiàn)有傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)的部件。其能耗高于現(xiàn)有的R404A直膨系統(tǒng)，但低于采用常規(guī)載冷劑的二次回路系統(tǒng)。2,CO2亞臨界系統(tǒng)與常規(guī)制冷劑循環(huán)一起組成的復(fù)疊系統(tǒng)，其效率

23、與現(xiàn)有的R404A直膨系統(tǒng)相當，而初投資略高。綜合初投資、系統(tǒng)效率和實用性三方面因素，中溫采用HFC/普通載冷劑的二次回路循環(huán)、低溫采用HFC/CO2亞臨界復(fù)疊循環(huán)系統(tǒng)是目前超市全HFC直膨制冷的最佳替代方案31620。3, CO2跨臨界系統(tǒng)的整體效率比R404A直膨系統(tǒng)低，安裝費用較高。但利用CO2跨臨界循環(huán)能實現(xiàn)“完全CO2制冷”。CO2跨臨界系統(tǒng)更適合于低環(huán)境溫度的地區(qū)(有相當長的時間段以亞臨界循環(huán)方式運行)和有熱回收需求的場合2。5 相關(guān)產(chǎn)品由于CO2制冷系統(tǒng)的巨大應(yīng)用潛力，各大商用冷凍設(shè)備廠商紛紛加大了在CO2系統(tǒng)上的研發(fā)，并取得了不少成果。已有不少文獻分析、總結(jié)了現(xiàn)有CO2制冷產(chǎn)品

24、的研發(fā)情況，如文獻172122以跨臨界系統(tǒng)為重點，介紹了CO2部件設(shè)計和開發(fā)的情況。文獻23介紹了CO2零部件開發(fā)、設(shè)計和應(yīng)用的一些注意點。下面針對現(xiàn)有的CO2商用冷凍產(chǎn)品的情況做一個介紹。壓縮機方面：意大利Dorin公司推出了CO2單級亞臨界、單級跨臨界和雙級跨臨界半封活塞壓縮機產(chǎn)品，其冷量范圍可覆蓋商業(yè)冷凍的常規(guī)應(yīng)用需求；德國Bitzer公司已推出部分系列的跨臨界應(yīng)用的半封活塞壓縮機；德國Bock公司也推出了亞臨界應(yīng)用的半封活塞壓縮機系列。此外，Emerson公司推出了CO2亞臨界應(yīng)用的渦旋式壓縮機，并在積極研究超臨界渦旋式壓縮機。零部件方面：對亞臨界系統(tǒng)，由于CO2機組的高壓側(cè)壓力在40

25、Bar左右，與縣現(xiàn)有R410A系統(tǒng)相當，因此，大部分用于R410A系統(tǒng)的部件無需作太大修改即可應(yīng)用于CO2亞臨界系統(tǒng)24。而對跨臨界系統(tǒng)應(yīng)用的部件，其設(shè)計壓力需要考慮到120Bar，遠遠超過常規(guī)系統(tǒng)，因此需要特別設(shè)計。Danfoss、Sporlan、Hansen、Fujikoki和Henry等公司已有較齊全的亞臨界系統(tǒng)的配套閥件，Carel和Danfoss也已經(jīng)推出了用于亞臨界和跨臨界系統(tǒng)的電子膨脹閥和對應(yīng)的電子控制器；Alfa Laval和Swep公司也已經(jīng)推出亞臨界應(yīng)用的板式換熱器；Temprite公司已推出了亞臨界和跨臨界應(yīng)用的油路產(chǎn)品。系統(tǒng)方面：世界各大商業(yè)冷凍系統(tǒng)集成商幾乎都已經(jīng)推出

26、了相應(yīng)的產(chǎn)品，如Heatcraft，Carrier-Linde，Hussmann，Epta，Star Refrigeration，Green & Cool14.總體上，CO2亞臨界系統(tǒng)的零部件和系統(tǒng)的發(fā)展水平較高，產(chǎn)品種類和系列也較齊全，而CO2超臨界系統(tǒng)的零部件和系統(tǒng)尚處在研發(fā)階段，產(chǎn)品種類和系列較少11，但各大商用冷凍公司正積極加大在超臨界系統(tǒng)和產(chǎn)品開發(fā)上的投入。6 CO2制冷系統(tǒng)在各國超市的應(yīng)用現(xiàn)狀目前，超市CO2制冷系統(tǒng)的應(yīng)用數(shù)量不斷增長，全球各大連鎖超市集團，特別是本部在歐洲的超市集團，紛紛設(shè)立CO2制冷示范店，如英國最大的超市連鎖商Tesco(樂購)，瑞士第二大的零售集團Coop，

27、加拿大領(lǐng)先的零售集團Loblaw和全球最大的連鎖超市Walmart等等14。下面，對超市CO2制冷系統(tǒng)在各地區(qū)的應(yīng)用作一個簡單介紹。 在歐洲，各國政府對環(huán)保問題比較重視，對影響環(huán)境的制冷劑有很明確的政策限制，這為CO2制冷系統(tǒng)的應(yīng)用提供了很好的政策環(huán)境。特別是北歐的一些國家如丹麥、瑞典、挪威等，甚至通過對影響環(huán)境的鹵代烴制冷劑進行征稅來引導(dǎo)企業(yè)和社會采用更環(huán)保、更節(jié)能的制冷系統(tǒng)，得益于此，采用CO2作第二制冷劑的二次回路系統(tǒng)在北歐已經(jīng)得到了大量應(yīng)用7。1995年，在政府的資助下，瑞典成功安裝了第一個CO2超市制冷系統(tǒng)，截至2007年，瑞典至少有100個超市采用了CO2系統(tǒng)2。同時，作者所在公司

28、Heatcraft的歐洲運營公司的CO2第二制冷劑產(chǎn)品的銷量在過去幾年增長迅速。作者從Heatcraft最近對歐洲客戶和工程商的調(diào)研報告中了解到，歐洲地區(qū)采用CO2亞臨界復(fù)疊系統(tǒng)的案例越來越多，特別是在已出臺制冷劑征稅政策的北歐國家，其趨勢明顯。從2001年開始，Carrier-Linde公司已經(jīng)在歐洲成功安裝了100多套CO2亞臨界超市制冷系統(tǒng)8。丹麥于2004年安裝了第一套超市CO2跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)，截至2007年，已至少安裝了20套超市CO2跨臨界制冷系統(tǒng)2。據(jù)意大利Dorin公司統(tǒng)計，截至2007年，至少有70個超市已采用了CO2跨臨界制冷系統(tǒng)。在美洲地區(qū)，與歐洲不同，經(jīng)濟利益是選用

29、制冷劑的主要出發(fā)點16，因此CO2制冷系統(tǒng)在美洲超市制冷上的推廣速度較慢，應(yīng)用實例相對較少。1996年，美洲市場上首套CO2制冷系統(tǒng)安裝完成，該系統(tǒng)中CO2作中溫系統(tǒng)的二次回路的第二制冷劑。從2006年開始到2008年7月，北美市場上至少安裝了8套CO2作第二制冷劑的低溫系統(tǒng)，首套采用CO2亞臨界復(fù)疊式的低溫制冷系統(tǒng)也已經(jīng)在2008年得到應(yīng)用24。超市CO2制冷系統(tǒng)在亞太地區(qū)的的應(yīng)用主要集中在澳大利亞和新西蘭。Hussmann公司稱其已在該區(qū)域安裝了4套CO2制冷系統(tǒng)20。2007年，Carrier-Linde與澳大利亞Frigrite公司合作在泰國安裝了亞洲的第一套超市CO2制冷系統(tǒng)8。在我

30、國，沒有看到超市應(yīng)用CO2系統(tǒng)的報道?？傊?，CO2制冷系統(tǒng)在歐洲超市的發(fā)展趨勢十分明顯，尤其是在北歐國家；在美洲和亞洲，其應(yīng)用實例較少；而在澳大利亞和新西蘭，其應(yīng)用也越來越多。在CO2制冷的3種基本方式中，將CO2作第二制冷劑的系統(tǒng)已經(jīng)得到了較廣泛的應(yīng)用，發(fā)展也最為成熟；CO2亞臨界復(fù)疊系統(tǒng)為現(xiàn)階段超市CO2制冷應(yīng)用的主流，已有眾多的應(yīng)用；由于超臨界系統(tǒng)能實現(xiàn)超市的“完全CO2制冷”，已經(jīng)引起人們越來越多的關(guān)注，歐洲市場上也已有一定數(shù)量的應(yīng)用實例。7 前景展望盡管到目前為止，CO2超市制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)效率不特別具有競爭力，投資成本也相對較高25 26，但隨著人們環(huán)保意識的增強、以及對環(huán)境有影響的

31、制冷劑的逐步淘汰，并隨著CO2制冷技術(shù)的發(fā)展、CO2制冷效率的提高以及向規(guī)模化應(yīng)用方向的進步，CO2在大、中型超市制冷上的應(yīng)用前景十分樂觀，CO2已經(jīng)成為最有前途的制冷劑之一25。 對還是發(fā)展中國家的中國而言，發(fā)展CO2在超市制冷上的應(yīng)用其意義更為深遠，目前，中國的溫室氣體排放量已經(jīng)占到整個發(fā)展中國家排放總量的一半26，中國政府已將節(jié)能減排已經(jīng)作為一項重要的指標考核各地政府部門的工作。此外，中國人口眾多，隨著生活水平的提高，超市業(yè)的潛力巨大，因此推廣超市CO2制冷系統(tǒng)對我國具有重要的意義。 參 考 文 獻1 Andy Pearson.Carbon dioxidenew uses for an

32、old refrigerantJ.International Journal of Refrigeration,2005,28:11401148.2 Samer Sawalha.Carbon Dioxide in Supermarket RefrigerationD.Stockholm，Sweden:Royal Institute of Technology，2008.3Sergio Girotto mercial refrigeration system using co2 as the refrigerant.International Journal of Refrigeration.2

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