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摘 要：本文对氨在空调制冷系统领域进行了探讨。它在空调冷领域中会具有更加广阔的应用前景。
关键词：氨； 空调制冷；应用前景
Abstract: in this paper, the ammonia in the field of air conditioning and refrigeration system are discussed. It will have a more broad application prospects in the field of air conditioning cold.
Keywords: ammonia refrigeration and air conditioning; application prospect;
中圖分类号：TU831.3+5文献标识码： A 文章编号：
一、前言
氨应用于空调制冷空调领域已有近130 年的历史，由于其良好的热物理性能和低廉的价格，曾经是世界范围内应用最多的空调制冷剂。目前氨空调制冷系统除了在大型空调制冷系统中得到应用外，小型的氨空调制冷机也已经推向市场。氨作为空调制冷剂的缺点主要集中在它的安全性上，所以在设计制造以及安装运行管理上安全措施相对更为重要一些。
二、氨
氨作为空调制冷剂其优点是：ODP和GWP100a均为0，是一种环保型空调制冷剂；热物理性能优良，标准沸腾温度低，冷凝器和蒸发器中的压力适中（30℃时的冷凝压力为1.17MPa，-15℃时的蒸发压力为0.24 MPa）；单位容积空调制冷量较大；黏度较小，使得流体输运性质优良；价格低廉；氨压缩式空调制冷系统运行效率高，相同蒸发温度和冷凝温度的情况下，氨系统的能效比要高于采用其他工质系统的能效比；放热系数大，所以在相同温度、相同空调制冷量时，氨压缩机的尺寸小、结构紧凑；由于氨有强烈的刺激性气味，氨蒸汽在空气中的浓度达到5×106时已可以闻到，而这个浓度还远不能使眼睛和喉咙受到刺激，更低于氨的着火浓度，所以氨系统出现泄露时很容易发现；另外由于氨的密度小于空气，很容易通过通风的方式加以排除；氨空调制冷剂能与水以任何比例互溶，形成氨水溶液，所以在系统出现紧急情况时，可以用水吸收氨以减少事故的发生；系统的干燥不需要象氟利昂系统那么严格，氨空调制冷系统不必设置干燥过滤器；氨空调制冷系统由于有使用100多年的历史而技术相当成熟。氨作为空调制冷剂也有一些缺点。氨具有一定的火灾爆炸危险性，在空气中氨的容积浓度达到11%以上时可燃，容积浓度为16%-25%时可爆。但是氨的着火极限比同为自然工质的丙烷和异丁烷要高，属于低度可燃性物质，燃烧热要远小于后两者。氨具有毒性，在ASHRAE34-1997 标准的安全分类中，被列为B2 级，属高毒性气体。另外氨与普通矿物润滑油不相溶，油溶解度低于1%。油进入系统，会在空调制冷剂管道及换热器上形成油膜，影响传热效果。但是新的可溶润滑油一直在研究之中，聚酯黄油（PAO）就是建议推广使用的润滑油之一。氨对钢铁无腐蚀作用，但氨含水后会腐蚀锌、铜及铜合金材料（磷青铜除外）。
三、氨空调制冷系统的技术
1 提高空调制冷系统的密封性
我国地域辽阔，环境温度差异较大，设计压力一般比欧洲高一些。所以防止泄露，在我国具有更高的挑战。氨空调制冷剂的泄露部位主要在轴封， 轴封处的防泄露和轴封寿命的延长目前已研究出许多有效的方法，如采用螺旋槽型干气密封能充分减少轴封端面磨损，延长轴封使用寿命。此外采用半封闭和全封闭式压缩机是解决泄露的一个更为有效的途径。另外，为减少泄露，在设计和安装空调制冷系统时，应尽量将所有的管道连接采用焊接，不用或少用法兰连接。管道系统尽量简单，系统中只设必要的阀门，且尽量采用带密封冒的专用阀。
2 减少充注量
氨的充注量与其危险性成正比。最初重力供液满液式系统的氨充注量高达1kg/kw 空调制冷量，后来新的空调制冷系统发展到现在普遍使用的0.1kg/kw 空调制冷量。目前一些低氨充注系统不断被研究者相继开发出来，如阿法拉伐公司生产的全不锈钢钎焊板式换热器（ AlfaNova ）， 可以把充注量减少到0.029kg/kw 空调制冷量。把微通道换热技术应用于氨空调制冷系统，也是有效减少充注量的方法。研究表明，通过对微通道设计的优化，新型微通道换热器的充注量可减少到传统换热器充注量的1/100。
3 材料的应用
与氨空调制冷剂接触的部分，材质不能含汞，也不能使用铜、铜合金、锌、含镉合金、橡胶等材料。氨空调制冷剂管道过去一般使用低碳钢、低合金钢及不锈钢，现在选用铝或铝合金代替钢管甚至作为换热器整体材料。
4 安全设施的应用
机房要有良好的通风，机房侧窗宜分高低两排，窗孔的采光面积不宜小于地坪面积的1/7。除自然通风外，还要设置强制通风。设置机房事故风机，机房事故风机控制装置的所有电触点均应在机房外部与氨气不接触的地方。事故风机应采用防爆风机，防爆等级为ExIIAT1。设置防护罩，将空调制冷机封入防护罩中。一些新型的氨空调制冷机装在带通风装置的密封箱中，当箱体内浓度达到一定标准时，通风装置启动，使氨蒸汽通过吸收装置清除，浓度再高时，空调制冷机停车。在机房附近设置消防水装置，机房内设置紧急照明设备和紧急报警系统。防毒面具、防护服、氧气呼吸器等防护用品应置于方便取得之处，保存柜应有明显标识，并应标出使用方法。设置洗眼装置。贮液量较大的设备应设置在室外，并应加蓬防晒。机房内主要通道不宜过长，最好不超过12 米。超过12 米的机器间应设置两个以上互不相邻直通室外的门。
5 严格执行管理措施
操作人员严格按照规程操作，定期保养。严格执行防火安全措施、动火作业规程等。企业要对操作人员定期进行各种技术培训，加强安全教育 。
6 空调制冷系统漏氨的处理原则
由于目前国内许多空调制冷系统设于人口密集区域，氨充注量相对较多，一旦发生氨泄露，应尽量缩小事故影响，以公众安全为第一位。当空调制冷系统漏氨时，首先要立即堵塞泄露点，防止氨大量泄露、燃烧和爆炸。在遇到紧急情况时，应立即报告安全生产管理人员并报警。对于漏氨可能波及的区域，要立即熄灭所有明火、关断电源，撤离非抢险人员。发生漏氨后，应向泄露点喷射尽可能多的水，以稀释氨液和氨蒸汽。
四、结语
氨是天然空调制冷剂，具有环境友好性和优良的热物理特性，在空调空调制冷系统中有着其他空调制冷剂无可比拟的优势。特别是它的臭氧层破坏潜能指标(ODP)和全球变暖潜能指标(GWP)均为零，这与当前国际上倡导的环保主题是一致的。氨作为空调制冷剂的技术相比于其他如CO2、空气等已经相当成熟，所以氨空调制冷剂被重新评价和肯定，面临着进一步发展的契机。当然氨空调制冷系统的安全性仍旧是目前空调空调制冷界要不断研究的课题。解决了氨空调制冷剂的安全问题后，它在空调空调制冷领域中会具有更加广阔的应用前景。
参考文献：
[1] 张超,王坤.制冷空调系统替代工质的发展现状及方向[J].低温与超导,2005,33(4)：69-72.
[2] 管海青,马一太.可持续发展观的确立与工质替代的历程[J].制冷与空调,2005,5(3):4-8.
[3] 张鹏洲,王建辉.氨压缩机机封泄漏原因分析和改进[J].设备管理与修,2004(3):34-35.
[4] 刘点,赵国华.氨压缩机干气密封泄漏分析与国产化探讨[J].化工进展,2006,25(4):452-455.
[5] 李敏霞,马一太.氨在空调空调制冷领域的应用[J].暖通空调,2005,35(3):36-40.
[6] （日）桥瓜源一郎.CFC问题与氨空调制冷机[J].空调制冷技术,1995,3:23-30.
关键词：氨； 空调制冷；应用前景
Abstract: in this paper, the ammonia in the field of air conditioning and refrigeration system are discussed. It will have a more broad application prospects in the field of air conditioning cold.
Keywords: ammonia refrigeration and air conditioning; application prospect;
中圖分类号：TU831.3+5文献标识码： A 文章编号：
一、前言
氨应用于空调制冷空调领域已有近130 年的历史，由于其良好的热物理性能和低廉的价格，曾经是世界范围内应用最多的空调制冷剂。目前氨空调制冷系统除了在大型空调制冷系统中得到应用外，小型的氨空调制冷机也已经推向市场。氨作为空调制冷剂的缺点主要集中在它的安全性上，所以在设计制造以及安装运行管理上安全措施相对更为重要一些。
二、氨
氨作为空调制冷剂其优点是：ODP和GWP100a均为0，是一种环保型空调制冷剂；热物理性能优良，标准沸腾温度低，冷凝器和蒸发器中的压力适中（30℃时的冷凝压力为1.17MPa，-15℃时的蒸发压力为0.24 MPa）；单位容积空调制冷量较大；黏度较小，使得流体输运性质优良；价格低廉；氨压缩式空调制冷系统运行效率高，相同蒸发温度和冷凝温度的情况下，氨系统的能效比要高于采用其他工质系统的能效比；放热系数大，所以在相同温度、相同空调制冷量时，氨压缩机的尺寸小、结构紧凑；由于氨有强烈的刺激性气味，氨蒸汽在空气中的浓度达到5×106时已可以闻到，而这个浓度还远不能使眼睛和喉咙受到刺激，更低于氨的着火浓度，所以氨系统出现泄露时很容易发现；另外由于氨的密度小于空气，很容易通过通风的方式加以排除；氨空调制冷剂能与水以任何比例互溶，形成氨水溶液，所以在系统出现紧急情况时，可以用水吸收氨以减少事故的发生；系统的干燥不需要象氟利昂系统那么严格，氨空调制冷系统不必设置干燥过滤器；氨空调制冷系统由于有使用100多年的历史而技术相当成熟。氨作为空调制冷剂也有一些缺点。氨具有一定的火灾爆炸危险性，在空气中氨的容积浓度达到11%以上时可燃，容积浓度为16%-25%时可爆。但是氨的着火极限比同为自然工质的丙烷和异丁烷要高，属于低度可燃性物质，燃烧热要远小于后两者。氨具有毒性，在ASHRAE34-1997 标准的安全分类中，被列为B2 级，属高毒性气体。另外氨与普通矿物润滑油不相溶，油溶解度低于1%。油进入系统，会在空调制冷剂管道及换热器上形成油膜，影响传热效果。但是新的可溶润滑油一直在研究之中，聚酯黄油（PAO）就是建议推广使用的润滑油之一。氨对钢铁无腐蚀作用，但氨含水后会腐蚀锌、铜及铜合金材料（磷青铜除外）。
三、氨空调制冷系统的技术
1 提高空调制冷系统的密封性
我国地域辽阔，环境温度差异较大，设计压力一般比欧洲高一些。所以防止泄露，在我国具有更高的挑战。氨空调制冷剂的泄露部位主要在轴封， 轴封处的防泄露和轴封寿命的延长目前已研究出许多有效的方法，如采用螺旋槽型干气密封能充分减少轴封端面磨损，延长轴封使用寿命。此外采用半封闭和全封闭式压缩机是解决泄露的一个更为有效的途径。另外，为减少泄露，在设计和安装空调制冷系统时，应尽量将所有的管道连接采用焊接，不用或少用法兰连接。管道系统尽量简单，系统中只设必要的阀门，且尽量采用带密封冒的专用阀。
2 减少充注量
氨的充注量与其危险性成正比。最初重力供液满液式系统的氨充注量高达1kg/kw 空调制冷量，后来新的空调制冷系统发展到现在普遍使用的0.1kg/kw 空调制冷量。目前一些低氨充注系统不断被研究者相继开发出来，如阿法拉伐公司生产的全不锈钢钎焊板式换热器（ AlfaNova ）， 可以把充注量减少到0.029kg/kw 空调制冷量。把微通道换热技术应用于氨空调制冷系统，也是有效减少充注量的方法。研究表明，通过对微通道设计的优化，新型微通道换热器的充注量可减少到传统换热器充注量的1/100。
3 材料的应用
与氨空调制冷剂接触的部分，材质不能含汞，也不能使用铜、铜合金、锌、含镉合金、橡胶等材料。氨空调制冷剂管道过去一般使用低碳钢、低合金钢及不锈钢，现在选用铝或铝合金代替钢管甚至作为换热器整体材料。
4 安全设施的应用
机房要有良好的通风，机房侧窗宜分高低两排，窗孔的采光面积不宜小于地坪面积的1/7。除自然通风外，还要设置强制通风。设置机房事故风机，机房事故风机控制装置的所有电触点均应在机房外部与氨气不接触的地方。事故风机应采用防爆风机，防爆等级为ExIIAT1。设置防护罩，将空调制冷机封入防护罩中。一些新型的氨空调制冷机装在带通风装置的密封箱中，当箱体内浓度达到一定标准时，通风装置启动，使氨蒸汽通过吸收装置清除，浓度再高时，空调制冷机停车。在机房附近设置消防水装置，机房内设置紧急照明设备和紧急报警系统。防毒面具、防护服、氧气呼吸器等防护用品应置于方便取得之处，保存柜应有明显标识，并应标出使用方法。设置洗眼装置。贮液量较大的设备应设置在室外，并应加蓬防晒。机房内主要通道不宜过长，最好不超过12 米。超过12 米的机器间应设置两个以上互不相邻直通室外的门。
5 严格执行管理措施
操作人员严格按照规程操作，定期保养。严格执行防火安全措施、动火作业规程等。企业要对操作人员定期进行各种技术培训，加强安全教育 。
6 空调制冷系统漏氨的处理原则
由于目前国内许多空调制冷系统设于人口密集区域，氨充注量相对较多，一旦发生氨泄露，应尽量缩小事故影响，以公众安全为第一位。当空调制冷系统漏氨时，首先要立即堵塞泄露点，防止氨大量泄露、燃烧和爆炸。在遇到紧急情况时，应立即报告安全生产管理人员并报警。对于漏氨可能波及的区域，要立即熄灭所有明火、关断电源，撤离非抢险人员。发生漏氨后，应向泄露点喷射尽可能多的水，以稀释氨液和氨蒸汽。
四、结语
氨是天然空调制冷剂，具有环境友好性和优良的热物理特性，在空调空调制冷系统中有着其他空调制冷剂无可比拟的优势。特别是它的臭氧层破坏潜能指标(ODP)和全球变暖潜能指标(GWP)均为零，这与当前国际上倡导的环保主题是一致的。氨作为空调制冷剂的技术相比于其他如CO2、空气等已经相当成熟，所以氨空调制冷剂被重新评价和肯定，面临着进一步发展的契机。当然氨空调制冷系统的安全性仍旧是目前空调空调制冷界要不断研究的课题。解决了氨空调制冷剂的安全问题后，它在空调空调制冷领域中会具有更加广阔的应用前景。
参考文献：
[1] 张超,王坤.制冷空调系统替代工质的发展现状及方向[J].低温与超导,2005,33(4)：69-72.
[2] 管海青,马一太.可持续发展观的确立与工质替代的历程[J].制冷与空调,2005,5(3):4-8.
[3] 张鹏洲,王建辉.氨压缩机机封泄漏原因分析和改进[J].设备管理与修,2004(3):34-35.
[4] 刘点,赵国华.氨压缩机干气密封泄漏分析与国产化探讨[J].化工进展,2006,25(4):452-455.
[5] 李敏霞,马一太.氨在空调空调制冷领域的应用[J].暖通空调,2005,35(3):36-40.
[6] （日）桥瓜源一郎.CFC问题与氨空调制冷机[J].空调制冷技术,1995,3:23-30.