制冷与空调作业2

制冷与空调作业2氨制冷机组与氟制冷机组的比较1.1氨制冷剂氨（R717）是一种ODP和GWP均为0的天然制冷剂，沸点-33.4℃，凝固点-77.7℃。是应用较广的中温制冷剂，有较好的热力性质和热物理性质。在常温和普通低温的范围内压力适中，单位容积制冷量大、粘度小、流动阻力小、传热性能好。一、制冷剂的比较氨的吸水性强，能以任意比例与水溶解，形成弱碱性氨水溶液，水一般不会从溶液中析出而冻结成冰，所以氨系统中不必设立干燥器。但水的存在会导致制冷系统的蒸发温度的提高、制冷能力的下降和对金属材料的腐蚀。因此氨制冷剂的含水质量分数要求不超过0.12%。氨几乎不溶于矿物油。因此，氨制冷系统的管道和换热器的传热面上会积油膜，影响传热。氨液的密度比油小，在储油器和蒸发器的下部会沉积油，应定期放油。氨对黑色金属无腐蚀作用，若含有水分时，对铜和铜合金（磷青铜除外）有腐蚀作用。因此，氨制冷机中除了使用高锡磷青铜作为活塞销、轴瓦、密封环等需要润滑的零件外，不允许使用其他铜和铜合金。氨的缺点是毒性大，对人的器官有强烈的刺激作用。当氨蒸气在空气中体积分数达到0.5～0.6%时，人在其中停留约半小时就会中毒；当氨蒸气在空气中体积分数达到11～14%时即可点燃（黄色火焰），若达到16～15%时引起爆炸。氨蒸气对食品有污染作用。因此，氨机房应保持通风，使氨的含量不超过0.02mg/L。1.2氟制冷剂（中低温机组用）a．R22一种中温制冷剂它的沸点为-40.8℃，常温下冷凝压力和氨相近，单位容积制冷量也差不多，在中温和低温下饱和压力较高，因此在较低温度下R22比氨好。水在R22中的溶解度很小，而且随着温度的降低，水的溶解度越小。当R22中溶解有水时，会引起冰堵现象和金属的腐蚀作用。R22能部分地与矿物油互相溶解，其溶解度与润滑油的种类和温度有关。在较高温度时，润滑油在R22液体中的溶解度很大，形成均匀的溶液；温度逐渐降低时溶解度不断减小；当温度降至某一临界温度以下时，便开始分层，含量各不相同，上层主要是油，下层主要是R22；R22不燃烧、不爆炸、毒性很小。渗透力很强，并且泄漏难以发现。R22的检漏方法常用卤素喷灯，当喷灯的火焰呈蓝绿色时，则表明有泄漏。当要求较高时，可用电子检漏仪。R22的ODP和GWP比R12小的多，属于HCFC类物质，对臭氧层仍有破坏作用。R22正在作为某些CFC制冷剂的过渡替代物在使用。b．R404A是由R125、R143a和R134a三种工质按44%、52%和4%的质量分数混合而成的近共沸制冷剂，可作为R502的替代工质。R404A在标准压力下泡点温度为-46.6℃，相变温度滑移较小，约为0.8℃。气化潜热为143.48kJ/（kgK），液体的比热容为1.64kJ/（kgK），气体的比热容为1.03kJ/（kgK）。该制冷剂的ODP为0，GWP为4540。1.3综述从上述所采用制冷剂比较可见，氨制冷剂是一种环保制冷剂。但最大特点是毒性和易爆性，国内每年均有几十起氨泄漏致人死亡及爆炸事故＜附录＞；氟制冷剂最大优点是使用上的安全可靠性，国内至今未发生过安全事故，故目前国内95%以上制冷空调项目均采用氟为制冷剂。二、压缩机比较2.1氨制冷机组氨制冷机组一般采用开启式活塞式压缩机、开启式螺杆压缩机或离心压缩机为制冷主机。该型开启式压缩机优缺点如下：2.1.1优点：压缩机与电动机相对分离，使压缩机的适用范围更为广泛。同一台压缩机，可适应不同制冷剂，除了采用卤代烃制冷剂外，还可通过更改部分零部件的材质，采用氨作为制冷剂。可根据不同的制冷剂和使用工况条件，配用不同容量的电动机。单机头机组制冷量可达200万大卡左右。成本较低，销售价格较便宜。2.1.2缺点：需要轴封封住制冷剂和油泄漏的通道，这也是用户经常维护的对象。JB/T6906《螺杆式单级制冷压缩机》中第5.14中的规定：开启式机器运行时的轴封处的渗油量应不大于3ml/h。而由于氟利昂和冷冻油是互溶的，故在使用过程中氟利昂和冷冻油的同步泄漏无法避免，尤其在运行满1000小时以后，由于轴封的磨损，会加剧氟利昂和冷冻油的泄漏，甚至影响用户的正常使用，从而加大用户的维修和运行费用。配用的电动机高转速旋转，冷却风扇形成的气流噪声大，加上压缩机本身噪声也较大，影响环境，开启式机组的噪声一般均在85dB(A)以上。需要配置单独的油分离器、油冷却器等复杂的油系统部件，使机组体积庞大，使用维护不便，且重量重、占地面积大。效率低。由于需要用外置电动机驱动油泵及配用普通低效率电机，其效率低，空调名义工况下能效比一般不超过3.9。由于一般均采用单压缩机型式，一旦出现故障，将使用户无法使用，尤其对生产工艺用冷源，将使用户损失重大。2.2氟制冷机组氟制冷机组一般采用半封闭或全封闭式压缩机，如涡旋压缩机、活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机。该型半封闭压缩机优缺点如下：2.2.1优点：由于采用半封闭方式，电机与压缩机一体化设计，故噪声低、振动小，不存在开启式机组的氟利昂和冷冻油的泄漏等问题，减少了用户的维护和管理成本，并不会因泄漏而影响用户的正常使用。由于采用半封闭方式，电机与压缩机合为一体，加上内置分油消音器，大大地降低了运行噪声。同等冷量开启与半封闭式噪声差别约为20dB(A)。由于内置油分离器，采用内压差供油方式，系统结构简单，体积小，重量轻，运动部件少，提高了可靠性。由于采用耐氟耐油电机及内压差供油方式，无须配外置电机驱动油泵，提高了运行的能效比，在空调名义工况下能效比一般均大于4.1。对要求较高场合，可采用双机头或叁机头型式，各制冷系统相对独立，一旦某系统出现故障，其它系统可正常工作，不会对生产和工作环境造成太大影响。2.2.2缺点：由于目前国内所采用半封闭螺杆压缩机大部分均为国外原装进口，成本价格较高。由于采用耐氟耐油特种耐高温电机，成本较高，增加了压缩机的材料成本，故同等档次半封闭压缩机销售价格高于开启式压缩机。单机容量较小，目前单机头容量一般不超过100万大卡。三、制冷系统比较3.1氨制冷系统3.1.1缺点：由于氨几乎不溶于矿物油，造成氨制冷系统的管道和换热器的传热面会积油影响传热;同时由于氨几乎不溶于矿物油，氨制冷系统需配用复杂的油分离系统，造成产品体积庞大。氨在含油水份时，对铜和铜合金（磷青铜外）有腐蚀作用，因此氨制冷机中一般不允许使用其他铜和铜合金，尤其在换热器中只能采用铁管作为换热管，效率和可靠性均较差。氨的毒性较大，对人的器官有强烈的刺激作用，当氨蒸气在空气中体积分数达到0.5~0.6%时，人在其中停留约半小时就会中毒；当氨蒸气在空气中的体积分数达到11~14%时，即可点燃（黄色火焰），若达到16～18%时引起爆炸。氨蒸气对食品有污染作用，因此，氨机应保持通风，使氨的含量不超过0.02mg/L。3.1.2优点：氨是一种ODP和GWP均为0的天然制冷剂，对大气臭氧层和温室效应均无影响，是一种环保制冷剂。价格便宜。3.2氟制冷系统3.2.1优点：与冷冻油可互溶，无须复杂的油分，结构简单、体积小、外表美观。R22是一种中温制冷剂，它的沸点是-40.8℃常温下冷凝压力和氨相近，单位容积制冷量也差不多，在中温和低压下饱和压力较高，因此在较低温度下R22比氨好。R22不燃烧，不爆炸，毒性很小。氟利昂冷水机组通用性强，目前全球95%以上的制冷机组采用氟制冷剂。3.2.2缺点：目前常用制冷剂为R22,其ODP=0.05、GWP指数也偏高，是一种过渡制冷剂，我国1998年《国家方案》中规定R22完全禁止使用年限为2040年（禁止新生产R22制冷设备）。价格较昂贵。四、效率比较由于氨制冷机组一般采用开启机组，其制冷效率略低于同等能量的氟半封闭制冷机组。如：中国氨制冷机组第一品牌的大连冷冻机股份有限公司生产的开启螺杆：JZKA16配套机组在-15℃/30℃（蒸发温度/冷凝温度）标准工况条件下，其制冷量为291KW，压缩机功率+油泵功率合计为83.5KW，其COP为3.485；而同等冷量台湾Hanbell半封闭螺杆压缩机R445，其在-15℃/30℃工况下制冷量为286.2KW，耗功为74.2KW，COP为3.856，节能约10.64%。五、售后服务费用比较由于目前氨制冷机组压缩机均为开启式压缩机，其压缩机轴封的维护保养是最大的问题，相对售后服务费用较高，而氟制冷机组采用半封闭螺杆压缩机，其售后服务费用仅为每运行10000h左右换一次油，每次换油费用仅为5000元左右（每台压缩机）。六、综述随着国际能源价格的不断上涨，氟制冷机组占据了越来越大的制冷空调市场。目前保守估计量为95%以上。近十年来，南京建贸公司及其前身的科瑞公司已先后为国内近百家氨机用户进行了氟机改造，取得了用户的一致好评。改造重点用户：国家冰上运动哈尔滨冰上基地（五个氨冰场）齐齐哈尔冰上基地华北制药集团（良村开发区所有工厂及116车间）哈药六厂江苏安邦化工安徽八一化工洛阳双瑞万基钛业沈化集团南京化纤天士力药业集团