【专栏】绿色高效CO2 冷库制冷技术
二氧化碳曾经是中国制冷领域的主流，后因技术、安全等问题逐渐为其他制冷媒介所取代；如今，这个制冷媒介重新受宠，只是过去的难题依旧存在，对于已经习惯使用氨冷媒的中国企业而言，抛弃旧有模式替换新媒介，是否值得？
二氧化碳回归
顾众，中国中组部专家。该计划主要是围绕国家发展战略目标，在国家重点创新项目、学科、实验室以及中央企业和国有商业金融机构、以高新技术产业开发区为主的各类园区等，引进2000名左右人才并有重点地支持一批能够突破关键技术、发展高新产业、带动新兴学科的战略科学家和领军人才来华创新创业。从这个意义上看，顾众所推崇的“二氧化碳制冷技术”也正是符合中国行业发展战略与规划的、属于创新性高新技术。
二氧化碳作为制冷媒介可追溯于1869 年的美国，在此后的百年时间里，一直在早期食品行业和民用建筑空调等领域占据主要地位；自人工合成制冷剂出现后，二氧化碳则被迅速冷落而退守一角。但是氟利昂或氨作为冷媒，存在着温室效应与其他缺陷，尤其是按照《蒙特利尔议定书》规定，发达国家于2020 年前、发展中国家2030 年前需彻底淘汰含氟制冷剂，天然的二氧化碳再次回归人们视线。
经过多年经验总结，顾众在2016 第九届国际冷链物流高峰论坛上发表主题演讲时指出，在中国，很多冷库依旧是上世纪五六十年代由苏联援建、以氨、氟利昂为主的、随着时代的发展需逐步淘汰的旧式冷库。然而二氧化碳制冷系统的运行压力都高于传统的制冷空调系统，必然会给系统及部件的设计带来许多新的要求；同时现阶段还存在二氧化碳制冷系统的效率相对较低的问题。
作为海归高新技术人才，顾众见证了二氧化碳在国际上成为了制冷新趋势，我们需要了解下二氧化碳在欧美等国的运用。此前，包括丹佛斯、卡乐、恩布拉科、路伟以及爱默生等全球零部件与系统供应商，已经为商业部门提供了二氧化碳解决方案；同时发达国家为了鼓励企业和行业进行制冷剂的替代，政府和协会机构都积极响应，如日本“使用天然制冷剂的高效制冷应用”的补贴。
那么如何解决二氧化碳存在的压力安全问题？按照顾众解释，为解决二氧化碳达到31℃即进入跨临界高压区域的危险，理想的解决方案便是复叠技术。复叠系统由多个单级制冷循环组成，其中高压状态使用氨作制冷剂，低压状态则转为二氧化碳制冷剂，保证二氧化碳循环在亚临界条件下运行。此外，直接控胀系统、关键点压力保护装置也是不可或缺的调节二氧化碳压力的安全设备。
解决了二氧化碳作制冷剂的主要技术性问题，是否意味着企业就需要抛弃传统的冷媒而尝试新的冷媒？
首先正如上文所说，含氟制冷剂在中短期内将陆续遭到全球性淘汰。另一方面，其他如R507、R22、R404A、R134a 等冷媒等制冷剂存在严重的碳排放问题，在发达国家已经开征碳排放税，以及中国政府承诺削减碳排放量的时代背景下，环保的二氧化碳成为冷媒新趋势。
而从企业最为关心的经济性问题，顾众进一步分析指出，二氧化碳单位容积制冷量高达18.384，远远超过R404a 的3.835与R134a 的2.065，这意味着系统体积便可减少六倍左右；直膨时比氟利昂管路小3 倍，灌注量少10 倍。从成本角度看，二氧化碳每公斤低于10 元人民币，比HFC 制冷剂便宜5 倍。综合来看，CO2 复叠制冷具有最高低温能效比 (2.18)，这意味着在制冷量相等时节省的电能就越多。
顾众表示，除了较为直观的经济成本，二氧化碳作制冷剂的经济优势还体现在压缩机、排管设计、冷库系统动态优化以及换热效率等方面。顾众认为，二氧化碳具有高密度和低粘度，其流动损失小、传热效果良好，并且通过对传热作用的强化，可以弥补其循环不高的缺点。同时二氧化碳环境表现优良、费用低易获取、稳定性好、有利于减小装置体积。最重要的是，其安全无毒，不可燃，这一点比R290 具有明显的优势。
精心落地才能不再“雾里看花”
目前，中国二氧化碳作为冷媒的实践被称为“雾里看花”，如何为企业提供系统的项目实施方案也成为行业的重要课题。顾众在演讲中强调，二氧化碳作制冷剂需用体系的眼光看待，即需要利用供应链的思维，也从侧面印证了二氧化碳作冷媒的冷库设计的复杂程度。
顾众介绍指出，在“以最少的能源获得最大的制冷效果同时，又要为客户创造最大价值”前提下，盾安冷链一直注重能效的挖掘，其超市便利店冷链产品就可以节省300 多亿度商业用电，减少近1 亿兆瓦小时的能源消耗。同时，企业自主研发了适用于中国气候条件的“二氧化碳大型冷库制冷系统解决方案”，彻底消除了传统氨系统存在的安全隐患，将传统氟利昂制冷剂的温室效应减少了3000 倍，设备体积缩小6倍，能效提高了20~30%。在企业的多年发展历程中，已经成功实施了中国重点制冷项目，如连续中标12 个核电站22 个制冷工程项目，成功实施武汉中百1 期以及步步高冷库项目，逐渐将国际上先进的二氧化碳制冷项目实施经验落地化。
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