国外CO2制冷一例
制冷, 国外
首台二氧化碳制冷设备－用于瑞士一家高级商场中温及低温制冷系统-First CO2-refrigeration system for normal and deep freezing in a Swiss Hypermarket 随着欧洲氟利昂排放规定的颁布，有关制冷设备排放废气（温室气体）的激烈讨论也缓和了一些，并有了更实质性内容。林德制冷技术股份有限公司作为欧洲超市制冷设备的先驱，没有理由墨守成规。在用于卢森堡的一家超市的一台二氧化碳低温制冷设备首次调试4年后，在2004年11月25日在瑞士开业的一家高级百货商场内，中温制冷区域也使用了一台二氧化碳直接蒸发设备。
威廷根“Megastores COOP”商场的技术数据
按前面所述的日期，“Megastores T?gipark”高级百货商场按计划在瑞士的威廷根重新开业。这家商场的主人是总部位于巴塞尔的COOP企业。在约
12500平方米的营业面积内，这家商场向顾客提供高级商品和服务。其中，超市所占的营业面积约为5000平方米。
林德制冷技术公司为商场提供了用于中温及低温制冷系统的全套制冷设备和控制设备，它包括3台并联制冷机组、用于盛放商品的总长达180米的展示
柜、9个冷库（占地面积约200平方米）和5个低温冷藏库（占地面积约为90平方米）。
在中温制冷区域，首次使用了林德制冷技术新开发的二氧化碳并联制冷机组，它通过新开发的VS3000C来对常规并联制冷机组进行调节和控制，这种常规并联制冷机组也可以在超临界区域运行。所有的展示柜和冷库蒸发器均采用电子膨胀阀工作，这些电子膨胀阀通过UA300E来控制。超市计算机起着
显示、警告和操作终端的作用，它通过使用“LDS Win”装置（远程服务）来实现远程监控。
中温冷冻区域要求的322kW的总的制冷量由两台制冷功率相同的并联式制冷设备来提供。来自高温级的直接蒸发制冷剂将低温级（制冷功率为58kW）的热量带走（复叠式制冷）。无论是在常规冷冻段，还是在深冷段，提供给冷藏设备的制冷量都通过直接膨胀的二氧化碳来保证。一台“V形”的二氧
化碳冷却器负责将制冷设备产生的2 x 236 kW的热量排放到周围空气中。
在设备总方案中集成了热量回收设备。除了在供暖期内提供暖气温水外，可以在全年任何时期提供生活用水。
表（1）中列举了中温及低温制冷设备最重要的技术参数 并联制冷机组 配置条件 制冷功率 电功率 制冷剂充填量 压缩机 中温制冷装置（2个回路） 2 x VCP-650-4000S t0 = -9°C空气温度34°C 2 x 161 kW 2 x 75 kW 2 x 400 kg 12 x Bitzer 4HC4-20K 低温制冷装置 VCM-550-4730 tc = -6°Ct0 = -36°C 58 kW 13 kW 70 kg 5 x Bitzer 2HC-3.2K 71 kW板式传热器 气体冷却器/液化器 Cu/Al铜铝复合翅片管式传热器472 kW 热量回收装置 90kW生活用水280kW供暖用水
表（1）组合式制冷设备的制冷技术参数
冷藏设备包括大量不同的冷藏货架、冷藏柜、大型敞开式冷藏柜台和低温冷藏组合设备。表（2）中列举了它们的详细分类。
单个并联制冷设备的制冷量[参见表（1）]应比需要安装的制冷量高一些。这给超市的主人留有一定的空间用于扩展设备。
货架 大型敞开式冷藏柜 货柜 组合设备（货柜+敞开式大型冷藏柜） 冷冻室 低温液化 总功率 TK米/平方米制冷量 NK1米/平方米制冷量 NK 2米/平方米制冷量 5m3,9 kW 32,50m23,8 kW 89 m221,7 kW 49,4 kW
41,9m59,4 kW 13,8m6,3 kW 6,3m1,95 kW 159m247,4 kW 37,5 kW 152,6 kW 56,90m81,2 kW 5m1,5 kW 18,1m6,4 kW 40m229 kW 37,5 kW 155,6 kW 表（2）：冷藏容器总览
图（1）可以看到常规冷藏产品的售货区域，其中有用于陈列鲜鱼和香肠制品的冷藏货架和大型敞开式冷藏柜，它们是直接通过膨胀的二氧化碳来冷却。
图（1）：常规冷冻产品的售货区域
设备整体结构
图（2）以图形的方式表示了制冷设备的结构。如所提到的那样，中温制冷机组的总制冷量分为两个单独的循环。低温制冷机组中的制冷剂的冷凝通过从中温制冷机组中蒸发的二氧化碳来保证（复叠运行）。同时，低温机组的冷凝热通过两台重力供液的传热器排走。所述中温二氧化碳制冷机组产生的
热量通过两台分开的、按V形块布置的气体冷却器排出。
通过采用这种设备结构，获得三个“独立”的制冷循环（无物质交换），这样便于操作，并且大大提高了运行安全性。此外，通过采用这种设备方案，
可以直接使用经证明可行的二氧化碳低温并联机组制冷技术。 使得在过去的2年里，制冷行业可以集中于开发新的中温机组及所属的部件。
图（2）：中温和低温机组的原理图
因此，这份报告重点阐述了林德公司在跨临界二氧化碳并联机组技术上的开发工作。关于用二氧化碳作为制冷剂的低温技术的优点，在欧洲已有多篇论
文发表。因此，在这里只对低温的应用做一个简短的概括，以便接着能够深入探讨中温技术。
低温制冷装置
四年前，在低温范围首家采用林德公司二氧化碳直接蒸发设备的超市投入运行。现在，在制冷量10 - 100 kW的范围内，有完整系列的紧凑型并联制冷机组供用户选用。今天，林德制冷技术公司已有47台低温设备投入运行，它们总的制冷量达2000kW。因此，林德公司也积累了广泛而有益的经验。这此经验包括用于7个欧洲国家的制冷设备的安装、调试、运行及售后服务。从2002年起，所有在卢森堡和丹麦新投入运行的低温设备都采用二氧化碳
直接蒸发型式。
投资和运行成本的经济性也可通过这些大量安装的制冷设备来得到证明。与间接制冷系统相比（载冷剂循环），投资和运行成本大大降低。 低温制冷设备在标准形式为复叠系统。低温级的冷凝压力最大为36bar（设计压力为40bar）。这样，就可使冷凝温度达到了+1°C。在中温制冷设备中，根据需要，蒸发温度可以提高到约-5°C，从而大大减少夜间运行和周末运行时的能耗。图（3）是一张安装在瑞士威廷根的并联制冷设备的照片。在背
景中可以看到一台二氧化碳低温机组，其他两台“面对面”的机组为中温并联机组。
图（3）：用于常规冷冻和深冷的机组
中温制冷装置 设备结构和过程控制
在中温制冷中，在设计部件的尺寸时，将并联设备细分为两个压力区域[参见图（2）]。这样，可将高压区域的最大工作压力设计为115 bar。此高压区域包括压缩机的压出端、热量回收系统、到气体冷却器的的流入管和流出管道、截止及维护部件和一个专用的高压阀。后面还要对高压阀做更详细的
阐述。所有高压部件或者位于机器间内，或者位于室外，都不在超市售货区域内，从而降低了安全防范方面的费用。
对于其他的设备部件，如储液器、液体管道和吸气管道，最大的工作压力为40bar（蓝色区域）。对于工作介质二氧化碳的流动性能，在制冷剂一侧对中温制冷装置的蒸发器进行了优化，并使蒸发器可承受较高的压力载荷。这样，主要的设备部分可以采用标准的部件。这些部件也用在了二氧化碳低温
制冷设备中。
与其他的跨临界二氧化碳系统相比，另外的优点是二氧化碳的过程控制。从第1点[参见图（2），做了红色标记]出发，二氧化碳被压缩到较高的压力。