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      氨制冷PK氟制冷,哪個好?

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      日 期:2021-12-30 13:47:37 已 閱:1441 次


      制冷行業中氨制冷和氟制冷一直是人們爭論的焦點,選擇何種制冷方式能夠使經濟、環境、社會效益最大化。本文客觀分析了氨、氟制冷劑和氨、氟制冷系統的性質,并對兩種制冷方式在行業中的應用現狀、存在問題、研究方向進行綜述,利于人們對這兩種制冷方式有清晰的了解。
      1、氨制冷劑(R717)和氟制冷劑(R22和R404A)的性質對比

      安全性方面:氨的易爆性和毒性大大限制了其應用,且隨著近幾年氨制冷系統的問題消息頻出,人們對氨制冷系統產生一定的畏懼心理。氟制冷劑具有較高的安全性是近年來氟制冷系統發展迅速的主要原因。

      環保性方面:氨的ODP為零,GWP也為零。R404A是一種對環境較為友好的制冷劑,而R22制冷劑由于其環保性能差,發展中國家將在2020年之前會限制其應用。目前行業內人士在積極尋找環境較為友好的可替代制冷劑。

      材料兼容性:當氨含有水分時,對銅有腐蝕性,故氨系統的管道和閥件均不能采用銅及銅合金,在系統裝置材料選擇上有一定的局限性。氟制冷劑的化學穩定性和熱穩定均很高,理論上對所有金屬都不具有腐蝕性。

      與水作用:氨允許的含水量為0.2%以下,由于氨極易溶于水,即使有微量水存在,也不會像氟利昂出現“冰塞”,故對氨制冷系統給管路系統的干燥要求不如氟利昂那樣嚴格。氟利昂難溶于水,因此系統中若有水分存在時,易造成冰塞,通常我們在系統中設有干燥過濾器。

      與油作用:目前氨制冷系統的潤滑油為礦物油,不能與氨互溶,通常都會設置油分離器和集油器等設備,通過自動或手動控制使潤滑油返回壓縮機。    R404A不能與礦物油和烷基苯油混溶,但可以與聚酯油(POE)混溶。但在高溫時(50℃左右)有不溶解的分層現象,同時R22也與潤滑油微溶解,因此通常大型氟制冷系統也會設置油分和儲油器等設備。


      以R404A為例,這兩臺壓縮機的區別僅是制冷劑不同。在相同的蒸發溫度(-10℃)、冷凝溫度(45℃)、液體過冷度(0K)和吸氣過熱(10K)下對比R717、R22以及R404A的制冷能力。氨在制冷量、COP、質量流量方面均比氟更有優勢,但是R717的排氣溫度比R22與R404A高出很多,這對系統部件的配置要求會增加。


      氨比氟單位質量的制冷量大得多,說明氨的制冷能力較好,然而當蒸發溫度達到-33.33℃時,氨的表壓為0,為了避免系統在負壓下工作,一般氨主要用于蒸發溫度在-33.33℃以上的系統。
      2、系統復雜性

      氨制冷是泵供液系統,由于氨制冷系統所使用的礦物潤滑油不與氨互溶,因此氨系統不可缺少油分、集油器等設備來保證系統的回油和降低系統溫度,使氨系統的油路系統非常復雜。這些使得氨系統龐大、輔機多、管路復雜、閥門多、施工復雜、施工周期長。    氟系統結構緊湊,占地面積較小,附件少,機組的配置已經非常完善,且大部分可以在機組供應商的工廠內完成。

      3、設備投資

      氨系統包括的設備較多,主要有壓縮機、蒸發器、冷凝器、油分離器、高低壓貯液桶、中間冷卻器、再冷卻器、氨液分離器、低壓循環桶、緊急泄氨器、放空氣器、集油器、氨泵及相應的閥件和旁通閥等,造成現場安裝工作量大。    氟系統包括的主要設備有壓縮機、蒸發器、冷凝器、油分離器、集油器、氣液分離器、貯液器及相應的閥件等,一般氟系統采用銅管或鋼管,接管方便,布管簡單,管路用量要比氨系統的少。    氨、氟制冷設備投資的的費用,在同一設備質量和控制方式水平下,對于小型冷庫(壓縮機小于50Hp),氟比氨的設備價格低10%以上。大中型冷庫,價格相差無幾。若采用進口或進口件國內組裝的氟制冷設備,比進口的氨制冷設備便宜30%以上,但是比國產氨制冷設備貴20%-30%。
      4、自動化程度 由于國產氨系統的閥件受閥件材質、加工設備與加工工藝等因素,氨系統的閥件的泄漏問題嚴重,難以做到高程度的自動控制,需要專門人員二十四小時管理(注:現在也有自動化氨庫,只是比較少)。氟系統由于各部件產品成熟、性能穩定,則容易實現高集成化的,較為穩定的自動控制,基本實現系統運行無人值守。 由于氟利昂制冷劑對大氣環境的危害,近年來氟制冷的使用受到了一定限制,因此積極尋找較為理想的制冷劑是氟制冷的發展方向。人們對氟利昂替代制冷劑的尋找有了積極的進展,有專家學者指出,替代R22的較好的制冷劑為R407C、R410A和R32等。
      5、結論
      從制冷劑性質和目前的應用特點方面對比分析了氨和氟制冷劑的優缺點,表明氨制冷具有較好的制冷性能,而氨的毒性和危險性是我們不得不考慮的,因此我們需要持續研究與改進氨制冷系統客觀存在的問題。
      氟制冷較好的安全性和簡潔性在中小型冷庫中應用較為廣泛,當前也有向大型化發展的趨勢,而氟利昂對大氣環境的危害不得不引起重視,因此尋找更為理想的制冷劑仍然是今后研究的重點和方向。



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