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摘 要:随着国内替代制冷剂工艺技术的提高,中国替代制冷剂的质量和性能同样可以达到世界先进水平。虽然今后,国内替代制冷剂占有成本低、规模大的优势,但应加强国际竞争意识。
关键词:空调系统;使用;制冷剂
一、制冷剂的概述
制冷剂是制冷机中的工作介质,故又称制冷工质。制冷剂在制冷机中循环流动,在蒸发器内吸取被冷却物体或空间的热量而蒸发,在冷凝器内将热量传递给周围介质而被冷凝成液体,制冷系统借助于制冷剂状态的变化,从而实现制冷的目的。制冷系统中循环流动的工作介质叫做制冷剂(又称制冷工质),它在系统的各个部件间循环流动以实现能量的转换和传递,达到制冷机向高温热源放热;从低温热源吸热,实现制冷的目的。目前具有适宜的压力和温度,并满足一定条件的可作为制冷剂的物质有几十种,常用的不过十几种。在空调、冷藏系统中广泛使用的制冷剂只有几种。虽然制冷压缩机有开启式、半封闭式及全封闭式之分,但在实际运行中,几乎所有制冷剂都要与制冷压缩机中的冷冻机油接触。因此,在为制冷系统选取配套用油的时候,必须要考虑两者之间的相互影响。制冷系统常用的制冷剂种类很多,如氨、R12、R22、R134a、R410a、R407c等。如氟利昂类的制冷剂能溶于矿物油,因而在选取润滑油粘度等级的时候,应当比使用不溶性制冷剂所选取的粘度牌号高出一个等级,以防止润滑油被制冷剂稀释后出现润滑性能下降等不良后果;同时,还应考虑混入制冷剂中的少量润滑油,会严重影响制冷效率;冷冻机油的絮凝点则是检查混入制冷剂中的润滑油是否析出蜡结晶而使制冷系统堵塞的质量指标,除此之外,还应当考虑选用的冷冻机油能否满足制冷剂的蒸发温度要求。一般来说,蒸发温度低的制冷剂,应选用凝点低的冷冻机油,以免被制冷剂携带到制冷系统中的润滑油凝结在节流阀和蒸发器上,影响制冷效率。
二、现阶段绿色环保制冷剂的发展趋势
为了保护臭氧层的需要,近10年来制冷空调行业已作出了积极的响应,采取了许多的措施和行动。目前正在使用的环保制冷剂有3大类:含氢氟烃HFC类;回归第一代的天然工质(NH3、HC、CO2等);HCFC和HFC混合制冷剂。目前国内外采用的CFC-12替代物(第一批要淘汰的制冷剂),大体上分为3类:HFC-134a;碳氢化合物R600a及二元三元混合物。CFC-12替代制冷剂的纯合成工质为HFC-134a,现在已被认可和接受使用。但在蒸发温度低于-23℃时,由于将产生高的压缩比,冷量受到限制,其压缩机的寿命及整个制冷系统都会受到影响。其次是冷冻机油、制冷空调系统的能效、系统工作时的安全可靠性还有待进一步的解决。CFC-12替代制冷剂中含有HFC的混合物,如HFC40la和THR01(清华一号)等,一般可直接充注,便于当前使用和今后转轨。但从长远观点看,它们只是中近期过渡性替代物,2040年后将被禁用。目前国内外采用的HCFC-22(第二批要淘汰的制冷剂)比较成熟的替代物是HFC-407C和HFC-410A,很多学者和部门对其应用中的问题进行了全面的探讨,也得到了广泛的商业应用。其他还有HFC-134a、HFC32/HFCl34a、THR03。R502替代物(第一批要淘汰的制冷剂),除了经美国环保局SNAP计划认可的替代物可分为含HCFC的过渡性替代物和长期性替代物,这些替代物均为混合物。
三、新型制冷剂的发展趋势
根据可持续发展中经济发展与保护资源、保护生态环境的协调一致的核心要求,未来新型制冷剂的发展方向有两个:一是环保,使用绿色环保的制冷剂已经是大势所趋;二是节能,随着人们生活水平的提高制冷空调等设备越来越普及,同时其消耗的大量的能源也越来越引起人们的注意。为了适应环保和节能的需要,近十多年来,制冷行业已作了积极响应,国内外制冷剂科研工作者在不断的探索和开发新型环保、绿色的制冷剂产品,并采取了许多措施和行动。空调制冷技术基于节约能源和保护环境的需要,还要朝向改善室内环境、保护大气环境和能源有效利用方向发展。太阳能是一种清洁、可再生能源。方面太阳能驱动制冷可以节约电能,另一方面太阳能驱动的制冷剂系统一般采用非烃类的物质作为制冷剂,对臭氧层无破坏,也不会引起温室效应。利用太阳能制冷与空气调节已成为太阳能应用的一个主要方面,极具发展前景,并成为当今空调制冷业研究的热点。同时可利用地热热能及各种余热资源,作为空调系统的热源已在我国多地推广应用。
四、结束语
在经济快速发展的同时,环境污染和生态破坏也越来越严重地影响到人类的生存,它们已经成为制约经济发展和影响社会稳定的重要因素。臭氧层的破坏和全球气候变化,是当前世界所面临的主要环境问题。由于制冷空调热泵行业中使用的氯氟烃(国际通称CFC与HCFC,国内俗称氟利昂)制冷剂对大气臭氧层的消耗和产生的温室效应,对环境有严重的破坏作用,这类制冷剂正被逐步淘汰。随着节能减排口号的提出,寻求对环境破坏尽量小的绿色替代制冷剂工质,已经成为制冷技术发展的必然趋势。
参考文献:
[1]李连生.制冷剂替代技术研究进展及发展趋势[J].制冷学报,2011:32(6):54—57.
[2]王鑫,李宗帅,徐强,等.当前制冷剂替代品发展态势及我国制冷剂生产现状[J].制冷与空调,2011,2(11):111—114.
(作者单位:国内贸易工程设计研究院)
关键词:空调系统;使用;制冷剂
一、制冷剂的概述
制冷剂是制冷机中的工作介质,故又称制冷工质。制冷剂在制冷机中循环流动,在蒸发器内吸取被冷却物体或空间的热量而蒸发,在冷凝器内将热量传递给周围介质而被冷凝成液体,制冷系统借助于制冷剂状态的变化,从而实现制冷的目的。制冷系统中循环流动的工作介质叫做制冷剂(又称制冷工质),它在系统的各个部件间循环流动以实现能量的转换和传递,达到制冷机向高温热源放热;从低温热源吸热,实现制冷的目的。目前具有适宜的压力和温度,并满足一定条件的可作为制冷剂的物质有几十种,常用的不过十几种。在空调、冷藏系统中广泛使用的制冷剂只有几种。虽然制冷压缩机有开启式、半封闭式及全封闭式之分,但在实际运行中,几乎所有制冷剂都要与制冷压缩机中的冷冻机油接触。因此,在为制冷系统选取配套用油的时候,必须要考虑两者之间的相互影响。制冷系统常用的制冷剂种类很多,如氨、R12、R22、R134a、R410a、R407c等。如氟利昂类的制冷剂能溶于矿物油,因而在选取润滑油粘度等级的时候,应当比使用不溶性制冷剂所选取的粘度牌号高出一个等级,以防止润滑油被制冷剂稀释后出现润滑性能下降等不良后果;同时,还应考虑混入制冷剂中的少量润滑油,会严重影响制冷效率;冷冻机油的絮凝点则是检查混入制冷剂中的润滑油是否析出蜡结晶而使制冷系统堵塞的质量指标,除此之外,还应当考虑选用的冷冻机油能否满足制冷剂的蒸发温度要求。一般来说,蒸发温度低的制冷剂,应选用凝点低的冷冻机油,以免被制冷剂携带到制冷系统中的润滑油凝结在节流阀和蒸发器上,影响制冷效率。
二、现阶段绿色环保制冷剂的发展趋势
为了保护臭氧层的需要,近10年来制冷空调行业已作出了积极的响应,采取了许多的措施和行动。目前正在使用的环保制冷剂有3大类:含氢氟烃HFC类;回归第一代的天然工质(NH3、HC、CO2等);HCFC和HFC混合制冷剂。目前国内外采用的CFC-12替代物(第一批要淘汰的制冷剂),大体上分为3类:HFC-134a;碳氢化合物R600a及二元三元混合物。CFC-12替代制冷剂的纯合成工质为HFC-134a,现在已被认可和接受使用。但在蒸发温度低于-23℃时,由于将产生高的压缩比,冷量受到限制,其压缩机的寿命及整个制冷系统都会受到影响。其次是冷冻机油、制冷空调系统的能效、系统工作时的安全可靠性还有待进一步的解决。CFC-12替代制冷剂中含有HFC的混合物,如HFC40la和THR01(清华一号)等,一般可直接充注,便于当前使用和今后转轨。但从长远观点看,它们只是中近期过渡性替代物,2040年后将被禁用。目前国内外采用的HCFC-22(第二批要淘汰的制冷剂)比较成熟的替代物是HFC-407C和HFC-410A,很多学者和部门对其应用中的问题进行了全面的探讨,也得到了广泛的商业应用。其他还有HFC-134a、HFC32/HFCl34a、THR03。R502替代物(第一批要淘汰的制冷剂),除了经美国环保局SNAP计划认可的替代物可分为含HCFC的过渡性替代物和长期性替代物,这些替代物均为混合物。
三、新型制冷剂的发展趋势
根据可持续发展中经济发展与保护资源、保护生态环境的协调一致的核心要求,未来新型制冷剂的发展方向有两个:一是环保,使用绿色环保的制冷剂已经是大势所趋;二是节能,随着人们生活水平的提高制冷空调等设备越来越普及,同时其消耗的大量的能源也越来越引起人们的注意。为了适应环保和节能的需要,近十多年来,制冷行业已作了积极响应,国内外制冷剂科研工作者在不断的探索和开发新型环保、绿色的制冷剂产品,并采取了许多措施和行动。空调制冷技术基于节约能源和保护环境的需要,还要朝向改善室内环境、保护大气环境和能源有效利用方向发展。太阳能是一种清洁、可再生能源。方面太阳能驱动制冷可以节约电能,另一方面太阳能驱动的制冷剂系统一般采用非烃类的物质作为制冷剂,对臭氧层无破坏,也不会引起温室效应。利用太阳能制冷与空气调节已成为太阳能应用的一个主要方面,极具发展前景,并成为当今空调制冷业研究的热点。同时可利用地热热能及各种余热资源,作为空调系统的热源已在我国多地推广应用。
四、结束语
在经济快速发展的同时,环境污染和生态破坏也越来越严重地影响到人类的生存,它们已经成为制约经济发展和影响社会稳定的重要因素。臭氧层的破坏和全球气候变化,是当前世界所面临的主要环境问题。由于制冷空调热泵行业中使用的氯氟烃(国际通称CFC与HCFC,国内俗称氟利昂)制冷剂对大气臭氧层的消耗和产生的温室效应,对环境有严重的破坏作用,这类制冷剂正被逐步淘汰。随着节能减排口号的提出,寻求对环境破坏尽量小的绿色替代制冷剂工质,已经成为制冷技术发展的必然趋势。
参考文献:
[1]李连生.制冷剂替代技术研究进展及发展趋势[J].制冷学报,2011:32(6):54—57.
[2]王鑫,李宗帅,徐强,等.当前制冷剂替代品发展态势及我国制冷剂生产现状[J].制冷与空调,2011,2(11):111—114.
(作者单位:国内贸易工程设计研究院)