跨临界二氧化碳系统循环在食品行业中的应用与_分析.docxVIP

2009年12月RefrigerationandAirConditioningDec.2009.92～97文章编号：1671-6612（2009）06-092-06跨临界二氧化碳系统循环在食品行业中的应用与?分析徐建楚（浙江方圆检测集团股份有限公司杭州310013）【摘要】食品的杀菌与储存是食品加工工艺中必须的两个环节。本文利用第二定律的?分析法对满足食品加工特定水温参数需求的冷热联供CO2热泵与传统锅炉冷水机组进行火用分析比较，分析结果表明冷热联供CO2热泵的?效率高于传统冷水机组?效率相当。最后阐述了冷热联供CO2热泵在食品行业的应用前景。【关键词】?分析；CO2；?效率；热泵中图分类号TB611文献标识码AApplicationandExergyAnalysisofTrans-criticalCarbonDioxideCycleSysteminFoodIndustryXuJianchu（ZhejiangFangyuanTestGroup,hangzhou,310013,China）【Abstract】sterilizationandstoragearenecessaryinfoodprocessing.Thispaperpresentstheexergeticanalysisonboththetranscriticalcarbondioxidebasedheatpumpforsimultaneousheatingandcoolingapplicationandconventionalmethodwhichuseschillingwaterunit.Theresultindicatesthattheexergeticefficiencyvalueofthetranscriticalcarbondioxidebasedheatpumpforsimultaneousheatingandcoolingapplicationishigherthantheconventionalmethod’s.Finally,Thefuturesapplicationofthetranscriticalcarbondioxidebasedheatpumpforsimultaneousheatingandcoolingapplicationinthefoodindustryhavebeenwellprospectedfinally.【Keywords】exergeticanalysis；CO2；exergeticefficiency；heatpump0引言在当今的食品行业中，有很多的食品加工工厂是既需要热水又需要冷量的。10℃以下的冷量用来储存农副产品，同时90℃的热水用来清洁，杀菌或者加热食品。随着我国食品产业的蓬勃发展，食品行业的能源消耗日益加剧。目前，食品加工厂通常采用两个互相独立的制冷系统和加热系统。加热系统一般采用燃烧煤等化石燃料来带动锅炉提供热水，造成不可再生能源的浪费和温室气体的释放。另外，很多制冷系统采用的传统制冷剂会对臭氧层造成破坏，因此自然工质逐渐受到人们重新重视。环保与节能成为当今制冷行业技术发展的趋势，节能有两个主要方法，一种方法为废热回收，另一种方法就是热泵。热泵是吸收低温空气中的热量，然后释放至高温热源。传统的热泵采用的制冷剂为氟利昂，工作区处于亚临界状态，虽然可以提供高温热水，但存在两方面的缺点：一方面由于经济原因，单级热泵冷凝温度低于75℃；另一方面蒸发温度过高，不能用来制冷。如果要提高冷凝温度，降低蒸发温度，就必须增大压缩机的压比或采用两作者简介：徐建楚（1969-），男，工程师。投稿日期：2009-07-13第23卷第6期徐建楚：跨临界二氧化碳系统循环在食品行业中的应用与?分析·93·级以上的压缩，这样增大了压缩机的功耗，降低系统的COP值，难以做到在利用高品质冷量的同时有效的利用机组排放的热量。冷热联供跨临界CO2热泵是一种利用CO2作为制冷剂的特殊热泵。一方面，CO2是一种天然工质，不破坏臭氧层，没有温室效应，对环境没有污染；另一方面，CO2跨临界制冷循环的冷却段处于超临界状态，压力和温度是两个独立的参数。因此压缩机的排气温度会很高，并且CO2在被冷却过程中存在较大的温度滑移，若被加热对象（水）在气体冷却器中与CO2采用逆流式换热可大大提高传热效率和水的温度，机组的排气就可以很好的被利用。?的概念是进行用值计算和工程用分析的理论基础，它不仅完善、丰富了工程热力学的理论，而且对现代能源应用科学产生了深远的影响，?分析方法已经成为能量系统热力学分析的重要方法之一。西安交通大学的李涛利用热力学第二定律的火用分析方法，对跨临界CO2蒸汽压缩/喷射制冷循环系统进行了分析[1]；中南大学的于绍飞进行了二氧化然跨临界系统参