[01852095]模块化制冷单元和自然冷媒CO2在冷柜中的开发应用

本项目涉及制冷与低温工程、热工系统控制技术、冷柜制造技术等多学科领域。针对传统冷柜存在装置体积大、物耗高、能耗高、维修困难,以及采用的制冷剂R134a等具有温室效应等问题,开发了一种模块化制冷单元.主要研究内容：1)提出制冷系统的模块化结构设计方法,结构设计更加紧凑、合理,有效地减少了装置体积、降低了物耗,维修、更换快捷方便。模块化结构设计是将整个制冷系统（包括所有制冷零部件和电控系统）设计成一个独立的单元,布置在冷柜保温箱体下面的一个抽屉式盒体内,制冷单元可独立运行,是半封闭式结构,通过导轨和简易的升降装置与冷柜保温箱体实现对接和密封。制冷模块的安装和拆卸过程只需要3分钟,保证柜内的产品不受断电的影响,提高了售后维修效率。该项技术填补了国内外空白。2)对模块化制冷系统配置进行优化设计,并采取强化换热等多项节能措施,开发的冷柜耗电量比传统冷柜的节能5%以上。3)研究并掌握了环保工质CO2跨临界循环制冷的关键技术。CO2跨临界循环制冷系统的制冷效率低、运行压力高是其在冷柜中应用的主要障碍。本项目通过理论结合实验,研究影响CO2跨临界制冷系统效率的影响因素,发现排气压力和节流前温度是影响制冷效率的关键因素。本项目提出并应用了一种特殊结构的气体冷却器和回热器,极大地提高了气体冷却器的换热性能和制冷系统效率,该技术已获得国家发明专利授权。4)掌握了CO2跨临界循环制冷系统的设计与制造加工技术。由于CO2系统运行压力在100bar左右,而R134a制冷系统运行在15bar左右。因此对系统的安全设计和制造加工工艺要求更高。本项目在分析了CO2制冷系统运行工况的基础上,开发了一套用于高压CO2系统的安全设计方法和电气控制系统,发明了一种用于CO2系统的高精度制冷剂充注系统,并提出了高压系统的焊接、检漏等制造加工方法。 本项目已获得2项国家发明专利和3项实用新型专利授权。开发的模块化制冷单元比传统同类别、同规格冷柜的耗电量节能5%以上,开发的CO2制冷单元的制冷性能COP比国际上同类产品的高17%,处于国际领先水平。