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二氧化碳汽车空调压缩机实用化现状

2021-11-11

二氧化碳超临界循环理论由挪威技术学院的Lo ren tzen 教授提出, 在欧洲最先得到响应。 1994 年起BMW、 DAIMLER/BENZ、 VOLVO、德国大众、 Danfoss、 Valeo等欧洲著名公司发起了名为“RACE”的联合项目, 联合欧洲著名高校、汽车空调制造商等研制CO2汽车空调系统, 并计划在2003年欧洲生产的汽车有一半装备CO2汽车空调系统。 BENZ 汽车公司现已生产装备二氧化碳汽车空调系统的轿车, 德国KONVECTA 生产的以二氧化碳为工质的空调公交客车从1996 年运行至今。 DAN2FOSS、奥地利的Obrist、英国均已研制出二氧化碳车用压缩机。日本DENSO、 ZEXEL、SANDEN的二氧化碳压缩机已进入小批量生产阶段。 2000年7月在美国Arizona 召开的SAE年会上展出的VISTEON、 CALSONIC、 MODINE、 DC公司的二氧化碳汽车空调系统的主要性能均已超过R134a系统。美国开展的研究不仅仅限于汽车空调, 其在家用空调、坦克空调、超市陈列柜以及热泵系统的研究也已取得明显进展。

二氧化碳汽车空调技术探究

2021-11-11

二氧化碳涡旋式制冷压缩机的性能特点是： (1) 效率高。涡旋式压缩机的吸气、压缩、排气过程连续单向进行，因而吸入气体的有害过热小，相邻两室的压差小，气体的泄露量小。没有余隙容积，故不存在引起输气系数下降的膨胀过程，而且容积效率高，通常达到 95%以上。 (2) 震动小，噪声小。由于吸气、压缩、排气过程是同时连续进行的，压力上升较慢，因此转矩变化幅度小，震动小，噪声小。涡旋式转矩仅为滚动转子式和往复式的 1/10。 (3) 结构简单，体积小，质量轻，可靠性高。涡旋式压缩机构成压缩室的零件数目与滚动式以及往复式的零件数目之比为 1： 3： 7，所以涡旋式的体积比往复式小 40%，质量轻 15%。又由于没有吸、排气阀，易损零件少，加之有轴向、径向间隙可调的柔性机构，能避免液击造成的损失及破坏，故涡旋式压缩机的运行可靠性高。因此，涡旋式制冷压缩机即使在高速运转下也能保持高效率和高可靠性，其最高转述可达 13000r/min. (4) 由于采用气体支撑机构，故允许带液压缩，一旦压缩腔内压力过高，可使动盘和静盘端面脱离，压力立即得以释放。 (5) 机壳内腔为排气室，减少了吸气预热，提高了压缩机的输气系数。 (6) 涡线体型线加工精度非常高，必须采用专用的精密加工设备，而且密封要求高，密封结构复杂。 (7) 涡旋式压缩机制冷量范围为 0. 75～15KW（不包括特殊型号），并且多数在 3～5KW 之间，最多应用是在小型家用空调、汽车空调系统中。此类压缩机不用于零下 5 度的制冷工况。

二氧化碳作制冷/制热循环工质

2021-11-09

二氧化碳空调制冷效率同样工况下普遍比常用制冷剂系统低，一般认为冷凝和蒸发温度越低，二氧化碳循环的表现会相对变好。有一些文献通过简单比较不同研究组结果表明二氧化碳循环可以取得与常用制冷剂相当甚至更高的效率，这样的比较常常是不公平的，因为在二氧化碳系统中可能使用了性能更优越的换热器和其他部件，希望能看到一篇资料能尽可能做到在相似条件下（成本，尺寸接近）比较二氧化碳和其他制冷剂表现。二氧化碳作为空调/热泵工质的优势如下：自然工质，没有任何环保相关的问题。如果有一天二氧化碳制冷剂和系统普及并且可以做到与常规制冷剂相似的效率，那制冷领域由ozone depletion potential （ODP）和global warming potential（GWP）驱动的与新制冷剂相关的研究将可能不复存在。这可能是一个研究领域的终点。便宜，对于大型制冷设备是利好。不可燃，无毒，适应各种润滑油和机械设备材料。压强高密度高，同样的制冷制热量要求，二氧化碳系统可以更紧凑更轻（适合车载）。粘滞系数低，流动损失小。传热性能好。同样工况下压缩机压缩比更低，压缩机效率更高；这个可能在热泵低温工况下体现出优势。相同的蒸发器温度变化，相同过热度（5度）情况下，二氧化碳蒸气的密度下降要少于R134a，使得低温工况下压缩机制冷剂质量流量衰减和制热量衰减相对更少。二氧化碳蒸气与R134a在相同蒸发器温度变化下的密度变化比较（Wang et al., 2018） 8. 压缩机出口的高温（可大于100度，大部分情况下不是好事）可以用来做一些常规制冷剂循环做不到的事情。可能包括更快地除霜，不管是车玻璃还是换热器。在需要高温的应用中，也可以体现出优势（热水器）。 9. 极低温情况下，常用制冷剂低压侧饱和压强会低于大气压，使得空气可能进入系统，而二氧化碳由于压强高不会.这也是热泵或者低温制冷应用中一个小优势。 10. 使用内部热交换器（IHX）和喷射器（ejector）回收膨胀功，效率还可以进一步提升。IHX可以不贵，ejector目前很贵。相对于常用制冷剂二氧化碳跨临界循环巨大的膨胀功损失是效率低的一个主要原因。 11. 二氧化碳跨临界循环的高压侧温度滑移本身不是什么好事情，但是对于需要较大温度变化的应用来说（比如热水器和车用热泵），如果正好可以match的话，和常规制冷剂比起来，本来由于不可避免的温度滑移造成的效率损失相对变小了，特定应用下的这记助攻也可以帮助二氧化碳热泵效率接近甚至超过常规制冷剂。

我国燃料电池开发取得重大突破，实现全产业链完全自主化

2019-02-12

日前，国家电投集团中央研究院的控股子公司——国家电投集团氢能科技发展有限公司（以下简称氢能公司）总师柴茂荣博士带领的科研团队，在燃料电池开发领域取得重大突破。我国燃料电池正式应用进入倒计时，氢能社会的建设序幕正缓缓拉开。发达国家纷纷确立氢能发展战略随着人类社会的高速发展，如何调和环境保护与能源供应之间的矛盾，正成为人们需要解决的最迫切问题之一。近年来，氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新型能

纯碳负极材料可使电动车续航600公里

2019-02-12

记者15日从科达煤炭化学研究院获悉，一种由纯碳作为主要成分的高容量高密度锂电池用特种碳负极材料在该院问世，目前，基于这种材料的全新电动汽车锂电池已经在成都南光新能源公司正式试产。据了解，在新能源电动汽车的动力系统中，锂电池的容量（即电池单体能量密度），完全取决于锂离子电池负极材料的成分合成。我国首块新能源汽车锂电池发明人、成都南光新能源公司总工程师刘昌国博士介绍说，锂电池国产化以来，负极材料一直以天然石墨为主要成分，充电时间长、单体容量密度低等技术瓶颈，致使我国新能源汽车的续航里程难破300公里极限。而从实验数据和产品性能测试来看，这种由全新材料制备的锂电池可以实现汽车续航里程突破600公里。技术发明人、榆林科达煤炭化学研究院有限公司总经理贺峰介绍道，新单体电池的储能材料在研发上抛弃了传统的天然石墨，通过物理方法和化学方法将纯碳制成高容量高密度的锂电池负极材料。实验表明，这种全新负极材料的克容量可达2200mAh／g，负极片压实密度超过2．0g／cm3，配以正极用三元材料加钴酸锂，锂电池的质量能量密度可超过350Wh／kg。“此外，基于新材料的锂电池充电时间不超过15分钟，这更是传统电池无法企及的。经过试验，新材料电池在充电和使用过程中，温度始终为常温。”贺峰说。刘昌国表示，国内新能源动力电池领域的专家曾对国产锂电池在2020年能否实现单体能量密度达到350Wh／kg表示过担忧，而正在试产的新电池已经超越了这一目标。