R507/CO2复叠系统介绍

CO2的临界温度与临界压力决定了该制冷剂不适应单一制冷系统独立运行，须用复叠制冷方式来实现制冷循环。由于CO2的标准沸点低，用复叠式制冷系统可以实现更低的温度。

R507/CO2复叠制冷系统由高温级和低温级两部分组成。高温级使用R507作为制冷剂；低温级使用CO2作为制冷剂。高、低温级各自成为一个使用单一制冷剂的制冷系统，其中高温级系统中制冷剂R507的蒸发用来使低温级排出的制冷剂气体CO2冷凝，用一个冷凝蒸发器将高、低温级两部分联系起来，它既是低温级的冷凝器，又是高温级的蒸发器。

通俗地讲高温级R507系统相当于CO2的冷凝系统。在冷凝蒸发器中， 冷凝后的CO2通过CO2循环泵送到CO2蒸发器，热负荷通过蒸发器传递给CO2制冷剂，经过蒸发器后的气态CO2被压缩机吸入，经过压缩后进入冷凝蒸发器冷凝。CO2制冷剂吸收的热量通过冷凝蒸发器传给高温级的R507制冷剂，而高温级的R507制冷剂将热量传给高温级冷凝器，通过蒸发式冷凝器向环境介质释放。（其中高温级R507在管程蒸发吸收热量、CO2气体在壳程被冷凝成液体）如此循环反复，完成整个循环。

R507/CO2复叠制冷系统适用于多种工况，蒸发温度在-55～-25℃之间可调。

整个制冷系统控制可采用智能化、自动化的控制系统，也可以手动控制。自动控制的系统可实现根据用户实际需求自动开停机，并随负荷变化和外部条件的变化自动进行调节和运行，无需人工进行操作和调节，达到机房无人值守的状况。

设有维持机组，停机后维持CO2侧压力在一定的范围内。

整个系统具有多重安全保护装置，保证设备在出现异常时，能自动报警停机，减小设备损害。

n 安全

CO2工质具有安全、无毒、不可燃的特性，可以广泛应用于人员密集的场合，即使泄漏也不会对人员造成伤害。

R507工质是制冷剂R22的长期替代品（HFC类物质），ODP值为零，不含任何破坏臭氧层的物质，更适合中低温冷冻领域应用。且作为复叠制冷系统的高温部分只限使用在机房内，且充注量较少。

n 节能

CO2的蒸发潜热较大，单位容积制冷量大（系统体积小），又具有优良的流动和传热特性，可显著减小压缩机、换热器和管路尺寸，使整个系统非常紧凑。

CO2与普通润滑剂和结构材料相兼容。可适应各种润滑油和常见机械零部件材料。

CO2传热性能和流动性能好。CO2黏度小，流体的流动阻力小，传热性能比CFC类制冷剂好。

CO2价格便宜（不需要回收设备）。来源广泛，勿需回收，可以大大降低制冷剂替代成本，节约能源，解决化合物对环境的污染问题，具有良好的经济性。

R507/CO2复叠制冷系统的COP在一定的工况范围内比NH3双级制冷或R22双级制冷的COP要高。具体见下面图表。通过图表可以看出在蒸发温度为-45℃工况下，R507/CO2复叠制冷系统COP比NH3双级制冷系统COP高8.8％，比R22双级制冷系统COP高16.5％。

n 环保

CO2均为自然界天然存在的物质, ODP=0（臭氧层潜能值为0），GWP=1（全球气候变暖潜能值为1）。对大气臭氧层没有破坏作用，可以减少全球温室效应，具有较好的环保性能。

R507工质是制冷剂R22的长期替代品（HFC类物质），ODP值为零，不含任何破坏臭氧层的物质;

R507/CO2复叠制冷系统主要设备

R507/CO2复叠制冷系统主要由R507制冷压缩机组、R507辅机、CO2制冷压缩机组、CO2辅机、电气控制五部分构成。R507辅机一般包括下列设备：冷凝器、贮液器、气液分离器、节流装置等；CO2辅机一般包括下列设备：冷凝蒸发器、贮液器、气液分离器、干燥过滤器、泵、节流装置等。

R507/CO2复叠系统特点

整个系统分为CO2压缩机组、R507压缩机组、CO2辅机机组等单元。

l 由于CO2有较高的单位容积制冷量，在相同的制冷负荷下，CO2的压缩机尺寸、阀门与管道的截面积比一般的制冷系统要小，制冷剂充注少，轴功率消耗少。较低的压缩比，可以减少压缩机余隙容积的影响，使压缩机容积效率比较高，提高了系统的COP值。

l 冷凝蒸发器采用壳管式换热器，R507管内蒸发，CO2管外冷凝。

l 供液方式：冷风机的供液采用泵供液方式，供液均匀，换热效果好。

l 蒸发器采用不锈钢管、铝片结构。

l 设计压力：整个CO2低温系统设计压力为45bar。R507高温级系统与常规氟利昂系统相同，高温侧设计压力为2.0Mpa、低温侧设计压力为1.4Mpa。

R507/CO2复叠制冷系统自动保护功能

l 安全压力保证系统

l 安全压力保证

A、R507压缩机短暂停机期间，CO2系统压力由冷库低温环境维持，不会超出设计压力。

B、如果系统压力继续升高，达到更高的设定压力时，强制打开电磁阀，释放CO2，使系统压力下降到安全范围内。这是一种消极的应对措施。

C、系统压力超高的最后保护装置是安全阀，在其设定压力下开启。这是极端情况下的应对措施。

l 设备安全保护

R507压缩机组具有油泵电机过载、主电机过载、排气压力超高、油压低、吸气压差大、油温超高、滑阀不动等完善的保护报警措施

CO2泵具有压差小、过滤器阻力超高、电机过载、超压自动旁通等保护。

l CO2泄漏检测报警排风系统

制冷机房、调节站间、冷库门口距地面30cm位置设置CO2气体检测传感器，具有浓度过高报警功能。制冷机房、调节站间外墙贴近地面处设排风扇，与CO2泄漏报警联动，在出现CO2泄漏时开启通风。