二氧化碳（CO₂）冷冻机组选型全流程：从需求评估到技术确认

　　随着全球对制冷技术需求的增长，二氧化碳冷冻机组凭借其特性和能效优势，正成为一些领域的优选方案。二氧化碳作为制冷剂，臭氧消耗潜值为零，全球变暖潜值低，同时具有良好的热物理性质。

　　在实际应用中，二氧化碳制冷系统主要分为跨临界系统和复叠系统两种技术路线，每种方案都有其特定的适用范围和性能特点。

　　一、系统原理与分类

　　二氧化碳制冷系统的工作模式主要取决于运行压力和温度条件。当系统高压侧压力超过二氧化碳的临界压力时，系统进入跨临界循环；而在亚临界条件下，二氧化碳通常作为低温级制冷剂，与氨或氟利昂等组成复叠系统。

　　跨临界二氧化碳系统通常用于中温应用场景（-10℃至10℃蒸发温度），这类系统在夏季高温环境下运行压力较高，需要特殊设计的耐高压组件。

　　复叠式二氧化碳系统则将二氧化碳作为低温级制冷剂，与氨或合成制冷剂组成两级系统。这种配置适用于-30℃至-50℃的低温冷冻场景，如速冻食品加工、低温冷库等。

　　二、关键选型因素分析

　　选择二氧化碳冷冻机组时，需综合考虑多个技术参数和应用条件。制冷负荷是选型的核心依据，需基于冷库容积、存储货物种类、进出货频率等因素准确计算。

　　运行工况直接影响系统配置。二氧化碳系统在高温环境下的性能变化较为显著，因此，机组能够在预期环境温度下安全运行。

　　空间与安全同样重要。跨临界CO₂系统运行压力较高，需要确保机房有足够空间安装安全装置，防止制冷剂泄漏导致人员窒息风险。

　　三、系统类型对比与适用场景

　　不同二氧化碳制冷系统适用于不同温度范围和应用场景。以下是主要系统类型的对比：

　　跨临界CO₂系统：-10℃ 至 10℃，典型应用于中温冷库、食品展示柜、商业冷藏，系统相对简单，环境温度影响显著，夏季运行压力高

　　CO₂/NH₃复叠系统 -30℃ 至 -50℃，典型应用于速冻食品加工、低温生产，结合氨的有效性和CO₂的安全性，氨充注量大幅降低

　　全CO₂复叠系统 -40℃ 至 -55℃，典型应用于超低温冷冻、科研冷藏，完全使用制冷剂，系统复杂度较高

　　四、核心组件选型要点

　　压缩机选择是二氧化碳机组选型的核心。根据应用需求，可选用活塞式、螺杆式或涡旋式压缩机。

　　内容积比可调的螺杆压缩机能适应不同运行工况，减少功率消耗。

　　换热设备需专门设计以适应二氧化碳的工作特性。蒸发器和气体冷却器须能承受高。板式换热器因结构紧凑、效率高，常被用于二氧化碳系统中。

　　控制系统需具备准确的压力和温度管理能力。跨临界系统通过高压调节阀控制气体冷却器出口压力，通过闪发罐压力阀控制中间压力。

　　五、选型流程与步骤

　　二氧化碳冷冻机组选型应遵循系统化流程：

　　先需要明确应用场景的具体参数，包括冷间类型、温度要求、冷库容积、货物进出频率等。

　　计算制冷负荷时需考虑围护结构热流量、货物热流量、通风换气热流量、电机运行热流量以及操作热流量等多方面因素。准确的负荷计算是选择合适容量机组的基础。

　　确定系统类型和循环参数需要综合考虑温度要求、环境条件、安全规范和能效目标。

　　设备选型计算包括压缩机、换热器、储液器、泵阀和管路等。对于复叠系统，还需确定中间温度，并对高温级和低温级分别进行选型计算。

二氧化碳冷冻机组并非概念性技术，而是经过工程验证、具备规模化应用条件的成熟解决方案。我司将持续投入研发，优化系统性能，拓展应用场景，为客户提供从设计、制造到运维的全生命周期服务，助力各行业实现绿色低碳转型。