新冷媒基礎(chǔ)知識(shí)

1、新冷媒基礎(chǔ)知識(shí)新冷媒基礎(chǔ)知識(shí) 一、制冷劑的發(fā)展v十九世紀(jì)中葉出現(xiàn)了機(jī)械制冷。它用乙醚作制冷劑，是一種蒸氣壓縮系統(tǒng)。 v二氧化碳(CO2)和氨(NH3)分別在1866年和1873年首次被用作制冷劑。 v化學(xué)制品包括化學(xué)氰(石油醚和石腦油)、二氧化硫(R-764)和甲醚，曾被作為蒸氣壓縮用制冷劑。 v多數(shù)食物仍用冬天收集或工業(yè)制備的冰塊來(lái)保存。v二十世紀(jì)初，制冷系統(tǒng)開(kāi)始作為大型建筑的空氣調(diào)節(jié)手段 。 v1926年，托馬斯.米奇尼(Thomas Midgely)開(kāi)發(fā)了首臺(tái)CFC(氯氟碳)機(jī)器，使用R12 。一、制冷劑的發(fā)展v20世紀(jì)30年代，一系列鹵代烴制冷劑相繼出現(xiàn)，杜邦公司將其命名為氟利昂(Fr

2、eon)。包括CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114和HCFC-22。 v20世紀(jì)50年代，開(kāi)始使用共沸制冷劑。60年代開(kāi)始使用非共沸制冷劑。v1987年蒙特利爾協(xié)定書(shū)的通過(guò)，協(xié)定書(shū)要求淘汰CFC和HCFC族。新的解決方案式開(kāi)發(fā)HFC族，來(lái)?yè)?dān)當(dāng)制冷劑的主要角色。一、制冷劑的發(fā)展v總結(jié)以上，制冷劑的發(fā)展經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：v第一階段，從1830年到1930年，主要采用NH3、CO2、H2O等作為制冷劑，它們有的有毒，有的可燃，有的效率低，用了約100年的時(shí)間。v第二階段，從1930年到1990年，主要采用CFCs和HCFCs制冷劑，使用了約60年。v第三階段，從1990年至今

3、，進(jìn)入了以HFCs（含氟烴）為主的時(shí)期。二、常用制冷劑 v水 (R718) ：vCOP值較低，略大于1v壽命周期短二、常用制冷劑v氨 (R717)：v最高效天然制冷劑v有刺激性氣味，有腐蝕性，可然二、常用制冷劑v二氧化碳 (R744 )：v冷凝壓力高：32時(shí)冷凝壓力超過(guò)6MPav臨界點(diǎn)很低，能效差v適用于復(fù)疊式制冷二、常用制冷劑v烴類物質(zhì) ：v也稱碳?xì)湮镔|(zhì)，北歐較為多用。v常用的有丙烷(R-290)和異丁烷(R-600a) 。v毒性低能效高，但可燃。二、常用制冷劑v氯氟碳族(CFC)： v常用的有R-11、R-12、R-113、R-114 。v20世紀(jì)中葉普遍應(yīng)用。v能效高，不可燃，但破壞臭氧

4、層。二、常用制冷劑v氫氯氟碳族(HCFC)： v常用的有HCFC123 和HCFC22 。vHCFC22能效高，低毒不燃，是應(yīng)用最廣泛的制冷劑。二、常用制冷劑v氫氟碳族(HFC)： v相對(duì)較新的制冷劑，無(wú)臭氧消耗值(ODP0) 。vHFC族制冷劑能效高，低毒不燃，但對(duì)全球變暖有影響。 v常用的有HFC134a 。二、常用制冷劑三、關(guān)于蒙特利爾議定書(shū)蒙特利爾議定書(shū)v聯(lián)合國(guó)環(huán)保組織1987年在加拿大蒙特利爾市召開(kāi)會(huì)議，36個(gè)國(guó)家和10個(gè)國(guó)際組織共同簽署了關(guān)于消耗大氣臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)，我國(guó)1992年正式宣布加入修訂后的蒙特利爾議定書(shū)v對(duì)于CFCs：發(fā)達(dá)國(guó)家，從1996年1月1日起完全停止生

5、產(chǎn)和消費(fèi)；發(fā)展中國(guó)家，最后停用日期是2010年；v對(duì)于HCFCs：發(fā)達(dá)國(guó)家，從1996年起凍結(jié)生產(chǎn)量，2004年開(kāi)始削減，2020年完全停用；發(fā)展中國(guó)家，從2016年開(kāi)始凍結(jié)生產(chǎn)量，2040年完全停用。v以上時(shí)間表可能還會(huì)提前。四、制冷劑性質(zhì)比較 制冷劑分子式:ClHCFC-22R-22 BP-40.8 BP-40.8FHHCFC-32 BP-51.6FR-410AFF BP-51.6HCFC-125R-407C BP-48 BP-43.6FFHFHCFC-134a BP-26.1FFHCFFHCCFHCHCCF四、制冷劑性質(zhì)比較四、制冷劑性質(zhì)比較四、制冷劑性質(zhì)比較四、制冷劑性質(zhì)比較v換熱效果

6、 ：四、制冷劑性質(zhì)比較v壓力損失 ：四、制冷劑性質(zhì)比較v壓機(jī)排量：四、制冷劑性質(zhì)比較v理論冷凍循環(huán)特性比較:R-407CR-410AHCFC-224998044982112306119434.30.07067.472.570.3COP4.033.694.14冷凍能力 kJ/m3301441903010COP5.034.695.14暖房能力 kJ/m3376253263737蒸發(fā)溫度0冷凝溫度50過(guò)熱溫度0過(guò)冷卻溫度0冷房暖房循環(huán)條件蒸發(fā)壓力 kPa冷凝壓力 kPa溫度漂移 吐出溫度 五、新冷媒R407C的特性組分：vHFC32 -232.0 wt%vHFC125 - 252.0 wt%vHFC

7、134a -522.0 wt%純度要求：v純度要求在99.5%以上，其中v水份： 20wt ppm以下v蒸發(fā)殘余量： 100 wt ppm以下v氧含量： 1 wt ppm以下五、新冷媒R407C的特性由于其組分的非共沸特性，相同壓力條件下，飽和液體溫度低于飽和蒸汽溫度，在壓焓圖中，表現(xiàn)為在汽液兩相區(qū)內(nèi)，等壓線與等溫線不平行。其特性與R22非常相近。同樣條件下，與R22相比，由于其相對(duì)較低的熱傳導(dǎo)率，制冷工況下空調(diào)器的EER低1O ，制熱工況下空調(diào)器的EER低6。但空調(diào)器的管路耐壓設(shè)計(jì)不需特別加強(qiáng)。優(yōu)點(diǎn)：不需要對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行大的變更，與使用R22的情況大致相同。缺點(diǎn)：存在較大的溫度滑移，熱傳導(dǎo)率

8、較低。導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降。六、新冷媒R410A的特性組分：vHFC32 -502.0 wt%vHFC125 - 502.0 wt%純度要求：v純度要求在99.5%以上，其中v 水份： 20wt ppm以下v 蒸發(fā)殘余量： 100 wt ppm以下v 氧含量： 1 wt ppm以下六、新冷媒R410A的特性 R410A的壓力大約是R22的16倍。空調(diào)器的EER與使用R22的情況基本相當(dāng)。但需要對(duì)空調(diào)器管路的耐壓設(shè)計(jì)進(jìn)行加強(qiáng)。R410A由HFC32和HFC125組成，在制造過(guò)程中，HFC32可以保證999 以上的純凈度，而HFC125會(huì)存在數(shù)千PPM 的CFCll5雜質(zhì)，但研究證明，由于CFC115

9、穩(wěn)定的理化性能，其對(duì)冷凍機(jī)油和系統(tǒng)的影響可以忽略不計(jì)。六、新冷媒R410A的特性優(yōu)點(diǎn)： 由于相對(duì)制冷能力高，便有可能將制冷設(shè)備小型化。 由于優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，較低的壓力損失，較高的壓縮效率，便有可能提高系統(tǒng)的效率。 缺點(diǎn)：由于壓力比R22高出60，需要對(duì)原有設(shè)備的設(shè)計(jì)變更。七、R410A與R22性能比較七、R410A與R22性能比較七、R410A與R22性能比較七、R410A與R22性能比較v銅價(jià)的上升給系統(tǒng)的原材料費(fèi)用帶來(lái)負(fù)面影響；由于R-410A系統(tǒng)可以優(yōu)先采用更小管徑的銅管，它的換熱器的用銅量可以減少，從而降低成本。v隨著全球R-410A壓縮機(jī)生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大, R-410A壓縮機(jī)與R2

10、2壓縮機(jī)價(jià)格差已經(jīng)得到降低v此外, R-410A 有助于設(shè)計(jì)性價(jià)比更高，整機(jī)尺寸更小，能效更高的空調(diào)系統(tǒng)八、新冷媒使用注意事項(xiàng)1.1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面: :vR407C:1）為了提高制冷能力、成績(jī)系數(shù)，推薦降 低冷凝溫度（增加10%冷凝面積）。2）關(guān)于膨脹器，推薦使用膨脹閥。使用毛細(xì) 管時(shí)，請(qǐng)使用內(nèi)面加工精度良好的材質(zhì),以 免堆積油泥。vR410A:由于R410A空調(diào)的設(shè)計(jì)壓力為4.5Mp，所以 整個(gè)系統(tǒng)都要選用耐壓能力相應(yīng)的零配件。八、新冷媒使用注意事項(xiàng)v2.2.工序管理方面工序管理方面v1）殘留水份 管理好各部件，使壓縮機(jī).各配管.冷凍機(jī)油.冷媒等所含有的水份即循環(huán)系統(tǒng)的平衡水份，

11、在出廠時(shí)不應(yīng)超過(guò)200PPM。安裝干燥器以抑制在空調(diào)系統(tǒng)制造、安裝、維修時(shí)混入的水分，干燥器中的分子篩吸附能力應(yīng)在50rag(水分)g左右；為避免與冷凍機(jī)油中添加劑產(chǎn)生反應(yīng)，不要使用含活性氧化鋁的干燥器，否則會(huì)產(chǎn)生金屬屑；另外，干燥器的包裝一打開(kāi)就應(yīng)盡快安裝進(jìn)空調(diào)器。 八、新冷媒使用注意事項(xiàng)2）殘留空氣 因殘留空氣特別是氧氣的存在，冷凍機(jī)油有被氧化、老化、油泥化的趨勢(shì)請(qǐng)?jiān)O(shè)定好抽真空條件，使制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的殘留空氣達(dá)到內(nèi)容積的1%以下。另外，推薦徹底進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，使殘留氧氣成分達(dá)到0.1%以下。八、新冷媒使用注意事項(xiàng)八、新冷媒使用注意事項(xiàng)八、新冷媒使用注意事項(xiàng)v3）殘留氯成分v請(qǐng)極力控制含氯元素

12、的氟利昂的殘留量，使其達(dá)到零。為了保證清洗后完全干燥且防止冷媒混進(jìn)去，需要采取新冷媒充入專用化等措施。選用新工質(zhì)后，不能將壓縮機(jī)安裝在使用過(guò)的CFC、HCFC(如R22、R502等)工質(zhì)的舊空調(diào)設(shè)備中。v4）殘留異物（污染管理）v殘留異物的存在，不僅加速壓縮機(jī)磨損速度，還會(huì)加快冷凍機(jī)油的老化速度，使其直接變成油泥，所以必須加強(qiáng)對(duì)殘留異物的質(zhì)和量的管理。注意避免將焊劑、金屬或纖維碎片等異物混入壓縮機(jī)。在制冷回路中安裝過(guò)濾器以避免膨脹閥或毛細(xì)管等處的堵塞。八、新冷媒使用注意事項(xiàng)v5）壓縮機(jī)開(kāi)封后的處理v壓縮機(jī)開(kāi)封之后迅速?gòu)耐饨缥账?、空氣，所以已?jīng)充入冷凍機(jī)油的壓縮機(jī)，開(kāi)封之后必須在15分鐘之內(nèi)

13、組裝完畢。 放置時(shí)間超過(guò)15分鐘時(shí)，請(qǐng)使用橡膠塞進(jìn)行密封。v6）工序使用藥劑v焊接管時(shí)，推薦不要使用助焊劑。（焊接銅-銅時(shí)使用不含助焊劑的磷銅焊料。）焊接銅-鐵，需要使用助焊劑時(shí)，請(qǐng)使用焊接后的殘?jiān)鼘?duì)冷凍機(jī)油沒(méi)有影響的助焊劑。在工序中使用的油當(dāng)中，殘留在系統(tǒng)內(nèi)的，推薦使用與冷凍機(jī)油的適合性良好的油。不要使用含硫、氯添加劑的工藝油(切削油，防銹油)和溶劑，否則會(huì)導(dǎo)致壓機(jī)冷凍機(jī)油的劣化。八、新冷媒使用注意事項(xiàng)v3 3設(shè)備方面設(shè)備方面v1）抽真空設(shè)備 請(qǐng)使用抽真空條件能滿足前面所述殘留空氣標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。v2）冷媒充入機(jī) 冷媒充入線也有必要實(shí)行專用化。密封材料請(qǐng)使用與冷媒適合性良好的材料。不要使用與R4

14、07C和R410A的兼容性還未知的任何有機(jī)材料。v3）檢漏儀v R407C、R410A均含分子徑較小的R32，所以其泄漏量可能性會(huì)增加，而且使用以前的檢漏儀其靈敏度會(huì)下降，故有必要使用專用且可靠性好的檢漏儀。八、新冷媒使用注意事項(xiàng)v4一般事項(xiàng)一般事項(xiàng)v1）絕緣電阻值 R407C和冷凍機(jī)油的體積固有電阻都較低，而且跟以前的系統(tǒng)相比電阻值可能會(huì)下降，所以請(qǐng)用商品進(jìn)行確認(rèn)。v2）已注入冷凍機(jī)油的壓縮機(jī)長(zhǎng)期保存 我們對(duì)壓縮機(jī)的水份.殘留空氣進(jìn)行控制，使其保持少量的狀態(tài)。但是在高溫等環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間放置可能會(huì)出現(xiàn)水份侵入，油老化等現(xiàn)象。鑒于以上情況，請(qǐng)?jiān)?0下保存，保存時(shí)間為1年以內(nèi) 八、新冷媒使用注意事項(xiàng)

15、v5.5.工質(zhì)充注工質(zhì)充注 ： 汽態(tài)充注會(huì)導(dǎo)致多組分工質(zhì)成分結(jié)構(gòu)的改變。圖14給出了新工質(zhì)在液態(tài)和氣態(tài)充注時(shí)組分的變化。一般情況下，當(dāng)容器中工質(zhì)的殘余量小于10時(shí)，就不應(yīng)繼續(xù)使用。 八、新冷媒使用注意事項(xiàng)八、新冷媒使用注意事項(xiàng)八、新冷媒使用注意事項(xiàng)八、新冷媒使用注意事項(xiàng)九、新冷媒用壓縮機(jī) v壓縮機(jī)是制冷空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，當(dāng)系統(tǒng)采用新工質(zhì)時(shí)，首先應(yīng)考慮壓縮機(jī)的適用性： v(1)壓縮機(jī)的壓縮性能是否和新工質(zhì)的壓力特性相適應(yīng)；v(2)壓縮機(jī)采用的潤(rùn)滑油是否與新工質(zhì)具有很好的互溶性。 九、新冷媒用壓縮機(jī)v(1)(1)新工質(zhì)與壓縮機(jī)的適應(yīng)性：新工質(zhì)與壓縮機(jī)的適應(yīng)性： R410A的壓力約為R22的16倍

16、，容積制冷量約為R22的14倍，適用R410A的壓縮機(jī)必須重新設(shè)計(jì)(由于R410A蒸發(fā)壓力和冷凝壓力較大，以及單位制冷量增大)。 v需要提高壓縮機(jī)殼體的耐壓能力并且對(duì)電機(jī)與泵體重新匹配設(shè)計(jì)； 壓縮機(jī)滾子、滑片、曲軸材質(zhì)的改變及表面處理也需重新設(shè)計(jì)，以保證R410A壓縮機(jī)可靠運(yùn)行。 由于排氣壓力的增大，壓縮機(jī)排氣閥片也要重新設(shè)計(jì)。九、新冷媒用壓縮機(jī)vR410A滾動(dòng)轉(zhuǎn)子變頻壓縮機(jī)的合理變頻范圍為2575Hzv與R22壓縮機(jī)相比，R410A變頻壓縮機(jī)需重新設(shè)計(jì)，以便獲得寬頻率范圍的高性能。 九、新冷媒用壓縮機(jī)v(2)(2)壓縮機(jī)潤(rùn)滑油與新工質(zhì)的互溶性：壓縮機(jī)潤(rùn)滑油與新工質(zhì)的互溶性： R22替代工質(zhì)潤(rùn)滑油基本要求：優(yōu)良的潤(rùn)滑性；不含水和良好的電氣絕緣性能；與制冷劑相溶性良好；對(duì)有機(jī)材料有較高的穩(wěn)定性；良好的低溫流動(dòng)性；低溫，無(wú)蠟狀物、絮狀物析出；良好的抗泡性。