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二氧化碳,未來制冷劑新星
【庫華制冷】自去年上海、吉林接連發生氨制冷劑泄漏事故后,政府和公眾對制冷系統安全的關注度空前。同時,為加快淘汰氟里昂,去年9月14日環境保護部舉行了中國HCFCs(含氫氯氟烴)物質生產行業淘汰計劃實施啟動大會,正式宣告2030年將在中國全部淘汰包括R22氟里昂在內的HCFCs,由此二氧化碳制冷迅速成為熱門話題,二氧化碳再次走向制冷前臺。
據庫華了解,二氧化碳作為制冷劑已經有百年歷史,在19世紀末至20世紀30年代前就被廣泛應用。但是隨著氨、氟里昂開始應用,二氧化碳制冷劑便迅速地退出歷史舞臺,目前,我國中、大型冷庫系統中,采用氨作制冷劑占80%以上。
二氧化碳是一種比較理想的天然制冷劑,二氧化碳制冷的優良性主要體現在安全、節能、環保等方面:它的破壞臭氧層潛能值ODP=0,地球溫室效應潛能值GWP=1,不破壞臭氧層。在實際使用中,它其實呈現一個負值。二氧化碳是一種溫室氣體,本來是要被排放到大氣中的,現在將這種溫室氣體拿來做制冷劑,在密閉的系統中進行循環使用,使用過程中它的GWP的值是在不斷減少的。二氧化碳還無毒、不可燃、不具爆炸性,不會給人員及環境帶來安全威脅,對貨品也沒有污染。
庫華了解到,北京某物流有限公司15萬噸總容量冷庫項目近日開工建設。在冷庫系統建設上,將首次嘗試運用了二氧化碳跨臨界制冷技術。項目共有8座溫度可達零下25℃的智能立體冷庫,高度為24米,總庫容達到15萬噸,其中還包括部分零下60℃的超低溫庫。以后遠洋捕撈產品、進口冷凍產品都可以在天津港上岸后直接轉運至該項目所在地,再供應北京市場。溫州市海洋科技創業園冷庫項目,此次也將采用二氧化碳制冷技術,由庫華制冷和煙臺冰輪聯手合作,共建該冷庫工程。
氨/二氧化碳聯合制冷進入規模應用階段
大連某貝類及海參冷凍加工中心項目投入使用,該項目采用自主研發、國內庫華的氨/二氧化碳螺桿式復疊制冷系統,這是目前國內規模庫華制冷大,系統技術庫華制冷優良的二氧化碳制冷在水產品加工行業的應用示范項目。該項目的交付,標志著我國二氧化碳制冷開始進入規模化應用階段。
在氨/二氧化碳復疊制冷系統中,氨的充注量只有純氨系統的1/10,有效降低了氨充注量,極大地提高了系統安全性。并且,氨應用在制冷系統的高溫段,氨被限制在機房區域,遠離了人員密集的加工區域和貨品集中的庫房,大大降低了對人員和貨品的潛在危害。另外,由于二氧化碳應用在低溫級,因此對人員無傷害,對貨物無污染,整個系統節能效果很好。與傳統氨制冷相比,實際使用效率提高10%以上,能源消耗降低。
“二氧化碳與氨結合制冷,比較安全,硬件投資也低。”上海交通大學制冷與低溫工程研究所所長王如竹這樣評價說。
氨制冷投資低主流地位短期難撼
由于二氧化碳臨界溫度較低、臨界點壓力高,因此制約著二氧化碳作為制冷劑的大面積使用。二氧化碳的臨界溫度是31.1℃,環境溫度已經接近此溫度,因此使用二氧化碳作為冷媒壓縮,其排熱溫度必將超過臨界點溫度。二氧化碳的臨界點壓力是7.37兆帕,二氧化碳制冷循環的放熱在臨界壓力以上,而吸熱過程在亞臨界條件下,形成跨臨界循環,使得二氧化碳制冷系統效率低,對水質要求較高,同時在現有制冷設備的基礎上,對壓縮機、換熱設備、附屬設備、閥門、管路及管件的耐壓強度要求也高,投資相對較大。
另外,二氧化碳制冷與適用的環境有關,比如用于超市,歐洲夏天溫度不高,而我國夏天氣溫高,用二氧化碳制冷就不合適。
國內貿易工程設計研究院教授級優秀工程師葉尉南說,經調查認定,吉林長春寶源豐禽類有限公司“6·3”特別重大火災事故及上海翁牌冷藏“8·31”重大氨泄漏事故均是生產安全責任事故,都是因為企業嚴重違反國家安全生產法律法規,沒有建立健全安全生產責任制而導致的。
要防范氨泄漏事故發生,需全面、正確地認識氨制冷,認識氨的優點,更要重視氨的危險性以及管理上的漏洞等等,采用主動防御措施。氨本身是一種性價比庫華制冷好、熱力學性能庫華制冷好、制冷效率庫華制冷高的制冷劑,并且氨的制冷系統投資庫華制冷低,運用維護費用也低,這點是不容置疑的。氨的主流制冷劑地位短期內不會改變。
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