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二氧化碳,制冷剂未来之星?

2014-01-17 放大字体  缩小字体

◆烟台冰轮股份有限公司总工程师于志强:二氧化碳安全、节能、环保,是一种较理想的天然制冷剂。

◆上海交通大学制冷与低温工程研究所所长王如竹:二氧化碳与氨结合制冷,比较安全,硬件投资也低。

◆国内贸易工程设计研究院教授级高级工程师叶尉南:氨制冷系统投资低,便于维护,其主流地位难撼。

 

 

自去年上海、吉林接连发生氨制冷剂泄漏事故后,政府和公众对制冷系统安全的关注度空前。同时,为加快淘汰氟里昂,去年9月14日环境保护部举行了中国HCFCs(含氢氯氟烃)物质生产行业淘汰计划实施启动大会,正式宣告2030年将在中国全部淘汰包括R22氟里昂在内的HCFCs,由此二氧化碳制冷迅速成为热门话题,二氧化碳再次走向制冷前台。

1月14日,记者就此采访了业内人士。一些专家认为,二氧化碳天然环保,部分替代氨,可以大大降低氨制冷的安全风险;但是一些专家认为,二氧化碳制冷系统投资过高,目前还不能完全取代氨。

 

二氧化碳制冷

安全环保无污染

 

据了解,二氧化碳作为制冷剂已经有百年历史,在19世纪末至20世纪30年代前就被广泛应用。但是随着氨、氟里昂开始应用,二氧化碳制冷剂便迅速地退出历史舞台,目前,我国中、大型冷库系统中,采用氨作制冷剂占80%以上。

烟台冰轮股份有限公司总工程师于志强介绍,二氧化碳其实是一种较理想的天然制冷剂,二氧化碳制冷的优越性主要体现在安全、节能、环保等方面:它的破坏臭氧层潜能值ODP=0,地球温室效应潜能值GWP=1,不破坏臭氧层,几乎不产生温室效应。在实际使用中,它其实呈现一个负值。二氧化碳是一种温室气体,本来是要被排放到大气中的,现在将这种温室气体拿来做制冷剂,在密闭的系统中进行循环使用,使用过程中它的GWP的值是在不断减少的。二氧化碳还无毒、不可燃、不具爆炸性,不会给人员及环境带来安全威胁,对货品也没有污染。

记者了解到,北京市京科伦工程技术有限公司承揽的北京某物流有限公司15万吨总容量冷库项目近日开工建设。在冷库系统建设上,京科伦将首次尝试运用了二氧化碳跨临界制冷技术。项目共有8座温度可达零下25℃的智能立体冷库,高度为24米,总库容达到15万吨,其中还包括部分零下60℃的超低温库。以后远洋捕捞产品、进口冷冻产品都可以在天津港上岸后直接转运至该项目所在地,再供应北京市场。

 

氨/二氧化碳联合制冷

进入规模应用阶段

 

由烟台冰轮设计承建的大连獐子岛渔业集团股份有限公司贝类及海参冷冻加工中心项目也将投入使用。该项目采用自主研发、国内领先的氨/二氧化碳螺杆式复叠制冷系统,这是目前国内规模最大,系统技术最先进的二氧化碳制冷在水产品加工行业的应用示范项目。该项目的交付,标志着我国二氧化碳制冷开始进入规模化应用阶段。

于志强介绍,在氨/二氧化碳复叠制冷系统中,氨的充注量只有纯氨系统的1/10,有效降低了氨充注量,极大地提高了系统安全性。并且,氨应用在制冷系统的高温段,氨被限制在机房区域,远离了人员密集的加工区域和货品集中的库房,大大降低了对人员和货品的潜在危害。另外,由于二氧化碳应用在低温级,因此对人员无伤害,对货物无污染,整个系统节能效果很好。与传统氨制冷相比,实际使用效率提高10%以上,能源消耗降低。

“二氧化碳与氨结合制冷,比较安全,硬件投资也低。”上海交通大学制冷与低温工程研究所所长王如竹这样评价说。

 

氨制冷投资低

主流地位短期难撼

 

“由于二氧化碳临界温度较低、临界点压力高,因此制约着二氧化碳作为制冷剂的大面积使用。”王如竹说。

他进一步介绍,二氧化碳的临界温度是31.1℃,环境温度已经接近此温度,因此使用二氧化碳作为冷媒压缩,其排热温度必将超过临界点温度。二氧化碳的临界点压力是7.37兆帕,二氧化碳制冷循环的放热在临界压力以上,而吸热过程在亚临界条件下,形成跨临界循环,使得二氧化碳制冷系统效率低,对水质要求较高,同时在现有制冷设备的基础上,对压缩机、换热设备、附属设备、阀门、管路及管件的耐压强度要求也高,投资相对较大。

另外,二氧化碳制冷与适用的环境有关,比如用于超市,欧洲夏天温度不高,而我国夏天气温高,用二氧化碳制冷就不合适。

国内贸易工程设计研究院教授级高级工程师叶尉南说,经调查认定,吉林长春宝源丰禽类有限公司“6·3”特别重大火灾事故及上海翁牌冷藏“8·31”重大氨泄漏事故均是生产安全责任事故,都是因为企业严重违反国家安全生产法律法规,没有建立健全安全生产责任制而导致的。

叶尉南强调,要防范氨泄漏事故发生,需全面、正确地认识氨制冷,认识氨的优点,更要重视氨的危险性以及管理上的漏洞等等,采用主动防御措施。氨本身是一种性价比最好、热力学性能最好、制冷效率最高的制冷剂,并且氨的制冷系统投资最低,运用维护费用也低,这点是不容置疑的。氨的主流制冷剂地位短期内不会改变。

 

链 接

重大氨制冷系统泄漏事故一览

●2009年5月5日,云南省昆明市兰龙潭屠宰厂制冷车间发生液氨泄漏,致21人不同程度中毒,其中包括10名儿童,最小的不满4个月。

●2011年8月28日,河北省万全县佳绿农产品公司液氨制冷管道发生爆炸,导致液氨泄漏,造成4人死亡,4人受伤。

●2012年10月22日,湖北省洪湖市德淡水产公司发生氨气泄漏事故,导致479人中毒,1000多名群众被紧急疏散。

●2013年4月21日,四川省眉山市仁寿县凤陵乡金凤食品厂冷冻库发生氨泄漏事故,造成4人死亡,22人急性氨中毒。

●2013年6月3日,吉林德惠市宝源丰禽业有限公司液氨泄漏引发爆炸,进而引发火灾,造成121人死亡,77人受伤。

●2013年8月31日,上海翁牌冷藏实业有限公司发生氨泄漏事故,造成15人死亡,8人重伤,17人轻伤。

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