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【百科】制冷设备常用制冷剂的特性

目前使用的制冷剂已多达近百种,并正在不断发展增多。但用于食品工业和空调制冷的仅十多种。其中被广泛采用的只有以下几种:

氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨的凝固温度为-77.7℃,标准蒸发温度为-33.3℃,在常温下冷凝压力一般为1.1~1.3MPa,即使当夏季冷却水温高达30℃时也不超过1.5MPa。

优点是:易于获得、价格低廉、压力适中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小,泄漏时易发现。

缺点是:有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸,对铜及铜合金有腐蚀作用。

CHClF2(代号:R22)

R22也是烷烃的卤代物,学名二氟一氯甲烷,标准蒸发温度约为-41℃,凝固温度约为-160℃,冷凝压力同氨相似。

R22应用范围最广,主要用途: 用于往复式压缩机,使用于家用空调、中央空调、移动空调、热泵热水器、除湿机、冷冻式干燥器、冷库、食品冷冻设备、船用制冷设备、工业制冷、商业制冷,冷冻冷凝机组、超市陈列展示柜等制冷设备等。

CH2FCF3(代号:R134a)

R134a作为R12的替代制冷剂,R134a的毒性非常低,在空气中不可燃,安全类别为A1。R134a的化学稳定性很好,然而由于它的溶水性比R22高,所以对制冷系统不利,即使有少量水分存在,在润滑油等的作用下,将会产生酸、二氧化碳或一氧化碳,将对金属产生腐蚀作用,或产生“镀铜”作用,所以R134a对系统的干燥和清洁要求更高。

R404a制冷剂

R404A是一种不含氯的非共沸混合制冷剂,常温常压下为无色气体,贮存在钢瓶内是被压缩的液化气体。其ODP为0,因此R404A是不破坏大气臭氧层的环保制冷剂。

主要用途:R404A主要用于替代R22和R502,具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好等特点,大量用于中低温冷冻系统。

R-410a制冷剂

R410A在常温常压下是一种不含氯的氟代烷非共沸混合制冷剂,贮存在钢瓶内是被压缩的液化气体。其ODP为0,因此R410A是不破坏大气臭氧层的环保制冷剂。

主要用途:R410A主要用于替代R22和R502,具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好等特点,大量用于家用空调、小型商用空调、户式中央空调等。

R407C

R407C是一种不含氯的氟代烷非共沸混合制冷剂,无色气体,贮存在钢瓶内是被压缩的液化气体。其ODP为0,因此R407C是不破坏大气臭氧层的环保制冷剂。

主要用途:R407C主要用于替代R22,具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好等特点,大量用于家用空调、中小型中央空调。

r600a(异丁烷)

R600a是一种性能优异的新型碳氢制冷剂,取自天然成分,不损坏臭氧层,无温室效应,绿色环保。其特点是蒸发潜热大,冷却能力强;流动性能好,输送压力低,耗电量低,负载温度回升速度慢。与各种压缩机润滑油兼容。

缺点是:易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触猛烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。

r32(二氟甲烷)

r32主要是替代 HCFC-22 ,作复配中低温混合制冷剂。虽然它是零臭氧损耗潜势,但它有高全球变暖潜能,以每100年时间为基础,其潜能是二氧化碳的550倍。

缺点是:r32(二氟甲烷)是一种可燃性气体,在空气中燃烧极限为14%~31%(体积比),常温下HFC-32结构稳定,不易分解,但遇明火、高温时分解为HF、碳酰氟等。(R32引起爆炸起火的新闻屡见不鲜,制冷百科提示:使用R32一定要抽真空!)

R290(丙烷)

R290即丙烷是一种新型环保制冷剂,主要用于中央空调、热泵空调、家用空调和其它小型制冷设备。相同容积下R290的灌注量小,试验证明相同系统体积下R290的灌注量是R22的43%左右。由于R290的汽化潜热大约是R22的2倍左右,因此采用R290的制冷系统制冷剂循环量更小。R290具有良好的材料相容性,与铜、钢、铸铁、润滑油等均能良好相容。

缺点是:制冷剂R290即丙烷,易燃易爆。

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制冷剂:路在何方

2017年中国制冷展已落幕,在这场行业盛会中,各大压缩机、主机、配件厂商纷纷展示最新最优的技术和产品。不仅展示企业研发、生产、服务等全方面能力,更是展示企业在节能减排事业的贡献。其中,新制冷剂的运用成为了不少厂家宣传的重点。

我国在《蒙特利尔议定书》上承诺2030年实现除维修和特殊用途外完全淘汰HCFC产品的使用。作为全球最大的空调生产基地,全世界都在关注中国的HCFC替代技术和实施计划。为履行国家对世界的承诺,环境部正式启动了HCFC淘汰行动,吹响了制冷剂替代革命的号角,国内空调企业如何布局制冷剂替代之战,成为了焦点。

按照制冷剂的相关分类,R11、R12、R13、R14、R113、R114等都是CFCs制冷剂,目前已全部淘汰;R22、R123、R142b等属于HCFCs制冷剂;R134a、R410a、R407c等则属于HFCs制冷剂。目前而言,含氢氯氟烃(HCFC)是全氯氟烃(CFC)的过渡替代品,虽然前者对臭氧层的破坏能力低于后者,但长期和大量使用,对臭氧层的破坏作用仍不可小觑。之前,很多制冷剂的应用更多考虑ODP(ODP是表示全球变暖潜能值,是描述物质对平流层臭氧破坏能力的一种量值)。现在,还需要考虑GWP(GWP是全球变暖潜能值,用来表示和比较消耗臭氧层物质对全球气候变暖影响力的大小的一种量值。需要说明的是,无论是ODP还是GWP,值越小越好。)

目前中国中央空调市场中运用较为广泛的制冷剂R134a、R410a、R407c等等,虽然运用较为广泛,但终究属于过渡产品。并且根据相关要求,在2025年左右退出市场。纵观本次制冷展,有不少品牌展示了替代产品,诸如R32、R1234ze、R1233zd、R513a这些新制冷剂被运用到全新的产品中。

尽管有新型制冷剂可以替代目前市场中的主流制冷剂,但关于制冷剂的发展和运用还存在很多问题。

首先是方向问题。按照《蒙特利尔议定书》规定的HCFCs 淘汰进程,我国已实现2013年HCFCs和2015年削减10%的目标。虽然政府提出了淘汰进程和时间表,却没有明确给出新制冷剂的具体方向,造成很多品牌只能根据自身的能力和技术,研发新的环保制冷剂。但是否符合今后的相关规定,不得而知。

第二,没有完美的制冷剂。从技术角度出发,目前市场中绝大多数制冷剂均不是纯制冷剂形式,都有多个品种的配方调配而成,因此或多或少会出现一些问题。例如R513a,虽然这款制冷剂对于臭氧层的影响为0,但还是属于混合制冷剂,在可燃性方面依旧存在问题。

第三,成本制约。从环保角度而言,很多现有制冷剂在今后都会停用,在全新的技术革新到来之前,很多品牌依然会选择现有制冷剂,主要原因是成本。一方面,通过多年的运用,企业对于现有制冷剂的特性摸索比较清楚,特性应用熟练。另一方面,一旦采用了新的制冷剂,企业在研发、生产、安装、调试、销售等方面的成本将明显提升。中央空调市场整体竞争非常激烈,各大品牌始终在缩减成本。而采用新制冷剂恰恰与这一方针相悖,也势必会造成在项目销售中处于弱势地位。

第四,利益的考量。目前的制冷剂主要由霍尼韦尔、科慕(原杜邦)等公司垄断,核心技术和专利也都由他们把持,此次制冷展亮相的R1234ze、R1233zd均有霍尼韦尔公司出品。虽然现在并没有明确制冷剂的方向,但这些公司一定会通过自己的影响力向行业、企业、政府推荐旗下的技术和产品,对制冷剂方向的制定有一定的影响能力。最终实现对于制冷剂技术和市场的垄断,保证品牌自身的利润最大化。

制冷展仅仅是企业展示自己的一面镜子,在节能减排概念愈发深入人心的行业,企业需要更多的付出和担当。就像制冷剂一样,虽然配方会变,但不变的是为机组提供服务和降低环境污染的初心。(艾肯制冷网江南)