新冷媒基礎(chǔ)知識

1、新冷媒基礎(chǔ)知識新冷媒基礎(chǔ)知識 一、制冷劑的發(fā)展v十九世紀中葉出現(xiàn)了機械制冷。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化學制品包括化學氰(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)制備的冰塊來保存。v二十世紀初，制冷系統(tǒng)開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)開發(fā)了首臺CFC(氯氟碳)機器，使用R12 。一、制冷劑的發(fā)展v20世紀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50年代，開始使用共沸制冷劑。60年代開始使用非共沸制冷劑。v1987年蒙特利爾協(xié)定書的通過，協(xié)定書要求淘汰CFC和HCFC族。新的解決方案式開發(fā)HFC族，來擔當制冷劑的主要角色。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、，進入了以HFCs（含氟烴）為主的時期。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時冷凝壓力超過6MPav臨界點很低，能效差v適用于復疊式制冷二、常用制冷劑v烴類物質(zhì) ：v也稱碳氫物質(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相對較新的制冷劑，無臭氧消耗值(ODP0) 。vHFC族制冷劑能效高，低毒不燃，但對全球變暖有影響。 v常用的有HFC134a 。二、常用制冷劑三、關(guān)于蒙特利爾議定書蒙特利爾議定書v聯(lián)合國環(huán)保組織1987年在加拿大蒙特利爾市召開會議，36個國家和10個國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，我國1992年正式宣布加入修訂后的蒙特利爾議定書v對于CFCs：發(fā)達國家，從1996年1月1日起完全停止生

5、產(chǎn)和消費；發(fā)展中國家，最后停用日期是2010年；v對于HCFCs：發(fā)達國家，從1996年起凍結(jié)生產(chǎn)量，2004年開始削減，2020年完全停用；發(fā)展中國家，從2016年開始凍結(jié)生產(chǎn)量，2040年完全停用。v以上時間表可能還會提前。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過熱溫度0過冷卻溫度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，由于其相對較低的熱傳導率，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)計不需特別加強。優(yōu)點：不需要對原有設(shè)備進行大的變更，與使用R22的情況大致相同。缺點：存在較大的溫度滑移，熱傳導率

8、較低。導致系統(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?？照{(diào)器的EER與使用R22的情況基本相當。但需要對空調(diào)器管路的耐壓設(shè)計進行加強。R410A由HFC32和HFC125組成，在制造過程中，HFC32可以保證999 以上的純凈度，而HFC125會存在數(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，其對冷凍機油和系統(tǒng)的影響可以忽略不計。六、新冷媒R410A的特性優(yōu)點： 由于相對制冷能力高，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：由于壓力比R22高出60，需要對原有設(shè)備的設(shè)計變更。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銅價的上升給系統(tǒng)的原材料費用帶來負面影響；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壓縮機生產(chǎn)能力的不斷擴大, R-410A壓縮機與R2

10、2壓縮機價格差已經(jīng)得到降低v此外, R-410A 有助于設(shè)計性價比更高，整機尺寸更小，能效更高的空調(diào)系統(tǒng)八、新冷媒使用注意事項1.1.系統(tǒng)設(shè)計方面系統(tǒng)設(shè)計方面: :vR407C:1）為了提高制冷能力、成績系數(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 管時，請使用內(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)計壓力為4.5Mp，所以 整個系統(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.各配管.冷凍機油.冷媒等所含有的水份即循環(huán)系統(tǒng)的平衡水份，

11、在出廠時不應(yīng)超過200PPM。安裝干燥器以抑制在空調(diào)系統(tǒng)制造、安裝、維修時混入的水分，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，否則會產(chǎn)生金屬屑；另外，干燥器的包裝一打開就應(yīng)盡快安裝進空調(diào)器。 八、新冷媒使用注意事項2）殘留空氣 因殘留空氣特別是氧氣的存在，冷凍機油有被氧化、老化、油泥化的趨勢請設(shè)定好抽真空條件，使制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的殘留空氣達到內(nèi)容積的1%以下。另外，推薦徹底進行氮氣置換，使殘留氧氣成分達到0.1%以下。八、新冷媒使用注意事項八、新冷媒使用注意事項八、新冷媒使用注意事項v3）殘留氯成分v請極力控制含氯元素

12、的氟利昂的殘留量，使其達到零。為了保證清洗后完全干燥且防止冷媒混進去，需要采取新冷媒充入專用化等措施。選用新工質(zhì)后，不能將壓縮機安裝在使用過的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，不僅加速壓縮機磨損速度，還會加快冷凍機油的老化速度，使其直接變成油泥，所以必須加強對殘留異物的質(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。在制冷回路中安裝過濾器以避免膨脹閥或毛細管等處的堵塞。八、新冷媒使用注意事項v5）壓縮機開封后的處理v壓縮機開封之后迅速從外界吸收水份、空氣，所以已經(jīng)充入冷凍機油的壓縮機，開封之后必須在15分鐘之內(nèi)

13、組裝完畢。 放置時間超過15分鐘時，請使用橡膠塞進行密封。v6）工序使用藥劑v焊接管時，推薦不要使用助焊劑。（焊接銅-銅時使用不含助焊劑的磷銅焊料。）焊接銅-鐵，需要使用助焊劑時，請使用焊接后的殘渣對冷凍機油沒有影響的助焊劑。在工序中使用的油當中，殘留在系統(tǒng)內(nèi)的，推薦使用與冷凍機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，否則會導致壓機冷凍機油的劣化。八、新冷媒使用注意事項v3 3設(shè)備方面設(shè)備方面v1）抽真空設(shè)備 請使用抽真空條件能滿足前面所述殘留空氣標準的設(shè)備。v2）冷媒充入機 冷媒充入線也有必要實行專用化。密封材料請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增加，而且使用以前的檢漏儀其靈敏度會下降，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v4一般事項一般事項v1）絕緣電阻值 R407C和冷凍機油的體積固有電阻都較低，而且跟以前的系統(tǒng)相比電阻值可能會下降，所以請用商品進行確認。v2）已注入冷凍機油的壓縮機長期保存 我們對壓縮機的水份.殘留空氣進行控制，使其保持少量的狀態(tài)。但是在高溫等環(huán)境下長時間放置可能會出現(xiàn)水份侵入，油老化等現(xiàn)象。鑒于以上情況，請在40下保存，保存時間為1年以內(nèi) 八、新冷媒使用注意事項

15、v5.5.工質(zhì)充注工質(zhì)充注 ： 汽態(tài)充注會導致多組分工質(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)充注時組分的變化。一般情況下，當容器中工質(zhì)的殘余量小于10時，就不應(yīng)繼續(xù)使用。 八、新冷媒使用注意事項八、新冷媒使用注意事項八、新冷媒使用注意事項八、新冷媒使用注意事項九、新冷媒用壓縮機 v壓縮機是制冷空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，當系統(tǒng)采用新工質(zhì)時，首先應(yīng)考慮壓縮機的適用性： v(1)壓縮機的壓縮性能是否和新工質(zhì)的壓力特性相適應(yīng)；v(2)壓縮機采用的潤滑油是否與新工質(zhì)具有很好的互溶性。 九、新冷媒用壓縮機v(1)(1)新工質(zhì)與壓縮機的適應(yīng)性：新工質(zhì)與壓縮機的適應(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的壓縮機必須重新設(shè)計(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需要提高壓縮機殼體的耐壓能力并且對電機與泵體重新匹配設(shè)計； 壓縮機滾子、滑片、曲軸材質(zhì)的改變及表面處理也需重新設(shè)計，以保證R410A壓縮機可靠運行。 由于排氣壓力的增大，壓縮機排氣閥片也要重新設(shè)計。九、新冷媒用壓縮機vR410A滾動轉(zhuǎn)子變頻壓縮機的合理變頻范圍為2575Hzv與R22壓縮機相比，R410A變頻壓縮機需重新設(shè)計，以便獲得寬頻率范圍的高性能。 九、新冷媒用壓縮機v(2)(2)壓縮機潤滑油與新工質(zhì)的互溶性：壓縮機潤滑油與新工質(zhì)的互溶性： R22替代工質(zhì)潤滑油基本要求：優(yōu)良的潤滑性；不含水和良好的電氣絕緣性能；與制冷劑相溶性良好；對有機材料有較高的穩(wěn)定性；良好的低溫流動性；低溫，無蠟狀物、絮狀物析出；良好的抗泡性。