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主要天然制冷剂及其优势 中炼能源科普
来源: | 作者:Eva | 发布时间: 2022-09-29 | 83 次浏览 | 分享到:

      在制冷系统中,制冷剂负责外部和内部环境之间的热交换。随着技术的进步和对环境的更大关注,对不损害臭氧层和温室效应低的制冷剂的需求一直在增加。此外,在一些国家,法规已经生效,禁止使用某些对环境有害的气体。

      美国:美国联邦政府机构 EPA(美国环境保护署)打算在所有领域禁止使用 HFC,例如 R134a 和 R404A。在主要的商业应用中,这些气体已经被禁止使用,2020年之后,所有其他应用都必须在不使用氢氟烃的情况下进行调整。

      欧洲:欧洲的含氟气体法规规定,到 2020 年,R404、R507 以及所有 GWP 大于或等于 2,500 的气体将被禁止使用。到 2022 年,R134a 气体和所有其他 HFC 将被禁用。

      澳大利亚:新法规计划于 2017 年生效,基于美国 DOE(美国能源部)。

      什么是 ODP 和 GWP? ODP(臭氧消耗潜能值):显示物质可能对臭氧层造成损害的指数。ODP从0变化到1,越接近零,对臭氧层的影响越小。GWP  (全球变暖潜能值):一种衡量给定质量的温室气体对全球变暖的贡献程度。CO 2为计算参考气体,默认GWP为1。GWP 越高,对全球变暖的影响越大。

      由于 ODP 和 GWP 率高,CFC 流体(氯氟烃)几乎绝迹,目前正在寻找 HCFC(氢氯氟烃)和 HFC(氢氟烃)的新替代品。进入现场的是天然制冷剂,尤其是 HC(碳氢化合物),它们不会消耗臭氧层,并且在自然界中含量丰富。此外,碳氢化合物具有很高的能源效率,非常适合北美的 EPA 法规(美国环境保护署)。

      HC 对环境的影响非常低,对于制冷应用来说,它是替代大部分合成流体的可行替代品。然而,根据全球安全标准 IEC 60335-2-24,天然制冷剂的最大可用充注量限制为 150 克。在下表中,我们列出了用于制冷的主要 HC、它们的应用以及它们可以替代的流体:

天然制冷剂越来越多地用于商业制冷。

      使用天然制冷剂,而不是合成制冷剂,已经成为当今市场的现实,而且只会趋于增长。他们选择的主要动力来自于由 CFC、HCFC、HFC 和其他制冷剂引起的环境问题,这些制冷剂由于对臭氧消耗和/或全球变暖的重大影响而被禁止或忽视。这些天然制冷剂同时提供良好的性能和极低的环境影响,一直受到设备制造商的青睐。 

      在商业制冷的情况下,关注这个问题,显然强有力的选择是碳氢化合物 R290(丙烷)和 CO2(二氧化碳)。

      让我们更多地了解这两种天然制冷剂的特性、指示的应用以及人们应该对它们进行的护理。

认识二氧化碳

      让我们从 CO2 或 R744 开始,它在大多数冰箱中鲜为人知,但已成为半封闭式压缩机中广泛使用的选项。它是一种天然流体,大量存在于大气中。就物理特性而言,应该知道它比空气重,无臭无色。此外,其他重要功能包括:

• 具有高容积的冷却能力;

• 低压液化;

• 不易燃;

• 由于膨胀阀的压降增加而提高了效率;

• 与油有良好的混溶性,保证其返回压缩机;

• 由于高压缩比,排气温度高,可以回收和利用热量。

      丙烷多年来一直用于商业制冷系统,特别是在轻型应用中。随着对国际法律和标准的需求水平不断提高,它们的存在只会增加。即便如此,由于它是易燃的,它仍然会引起不习惯处理它的专业人士的恐惧。 

      没有理由害怕丙烷。R290 的正常充注量通常比其他制冷剂流体低 40%。因此,在轻型商用制冷系统中,负载高达 150 克 R290。这是根据当前国际 IEC 标准的最大限制,但正在讨论增加此限制以涵盖更大的应用。

      此外,使用它的系统的电路旨在避免产生任何火花,使其非常安全。出于这个原因,丙烷只能用于为此类用途而设计的压缩机和系统。这将确保操作的安全性以及系统的良好性能。

      为了在使用 R290 的操作中保持总体安全,必须小心谨慎。主要是与焊接有关。 

      在进行任何焊接之前,将制冷系统中的所有丙烷收集在封闭容器中。由于不破坏臭氧层,对全球变暖影响小,R290也可以在通风良好的环境中释放。然后,在使用割炬之前,仔细检查管道是否完全不含丙烷。为了保证这种条件,必须通过管道输送大量氮气,以消除任何现有的残留物。依次用压力钳密封管道以密封工艺管。 

要处理丙烷,必须知道制冷系统的某些特性在使用碳氢化合物时会发生变化。例如,在 R290 的压缩机中,排量总是更小:与 R134a 的型号相比,它可以小 40%。 

      另一个区别是,与 R134a 相比,丙烷在更高的压力下工作。与 R600a(异丁烷)进行比较也是如此。

      如上所述,应特别注意电气元件。一项基本建议是,只有经批准的启动装置才能用于使用丙烷的压缩机(以避免任何火花的可能性)。热保护器必须是 ¾ 密封(带盖)或 4TM。 

      另一个重要信息:干燥过滤器必须包含干燥剂 4A-XH5。

      相对于其他方面,几乎没有什么重大变化。例如,毛细管和热交换器(蒸发器和冷凝器)几乎总是具有与使用其他制冷剂流体的系统相同的特性。

      最后,适用于使用二氧化碳或丙烷的工作的警告——也适用于您所做的任何其他维护活动:在开始之前,请参阅技术资料(例如设备手册),以确保您是使用最佳实践和必要的预防措施。