1、新冷媒基础知识新冷媒基础知识 一、制冷剂的发展v十九世纪中叶出现了机械制冷。它用乙醚作制冷剂，是一种蒸气压缩系统。 v二氧化碳(CO2)和氨(NH3)分别在1866年和1873年首次被用作制冷剂。 v化学制品包括化学氰(石油醚和石脑油)、二氧化硫(R-764)和甲醚，曾被作为蒸气压缩用制冷剂。 v多数食物仍用冬天收集或工业制备的冰块来保存。v二十世纪初，制冷系统开始作为大型建筑的空气调节手段 。 v1926年，托马斯.米奇尼(Thomas Midgely)开发了首台CFC(氯氟碳)机器，使用R12 。一、制冷剂的发展v20世纪30年代，一系列卤代烃制冷剂相继出现，杜邦公司将其命名为氟利昂(Fr
2、eon)。包括CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114和HCFC-22。 v20世纪50年代，开始使用共沸制冷剂。60年代开始使用非共沸制冷剂。v1987年蒙特利尔协定书的通过，协定书要求淘汰CFC和HCFC族。新的解决方案式开发HFC族，来担当制冷剂的主要角色。一、制冷剂的发展v总结以上，制冷剂的发展经历了以下三个阶段：v第一阶段，从1830年到1930年，主要采用NH3、CO2、H2O等作为制冷剂，它们有的有毒，有的可燃，有的效率低，用了约100年的时间。v第二阶段，从1930年到1990年，主要采用CFCs和HCFCs制冷剂，使用了约60年。v第三阶段，从1990年至今
3、，进入了以HFCs（含氟烃）为主的时期。二、常用制冷剂 v水 (R718) ：vCOP值较低，略大于1v寿命周期短二、常用制冷剂v氨 (R717)：v最高效天然制冷剂v有刺激性气味，有腐蚀性，可然二、常用制冷剂v二氧化碳 (R744 )：v冷凝压力高：32时冷凝压力超过6MPav临界点很低，能效差v适用于复叠式制冷二、常用制冷剂v烃类物质 ：v也称碳氢物质，北欧较为多用。v常用的有丙烷(R-290)和异丁烷(R-600a) 。v毒性低能效高，但可燃。二、常用制冷剂v氯氟碳族(CFC)： v常用的有R-11、R-12、R-113、R-114 。v20世纪中叶普遍应用。v能效高，不可燃，但破坏臭氧
4、层。二、常用制冷剂v氢氯氟碳族(HCFC)： v常用的有HCFC123 和HCFC22 。vHCFC22能效高，低毒不燃，是应用最广泛的制冷剂。二、常用制冷剂v氢氟碳族(HFC)： v相对较新的制冷剂，无臭氧消耗值(ODP0) 。vHFC族制冷剂能效高，低毒不燃，但对全球变暖有影响。 v常用的有HFC134a 。二、常用制冷剂三、关于蒙特利尔议定书蒙特利尔议定书v联合国环保组织1987年在加拿大蒙特利尔市召开会议，36个国家和10个国际组织共同签署了关于消耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议定书，我国1992年正式宣布加入修订后的蒙特利尔议定书v对于CFCs：发达国家，从1996年1月1日起完全停止生
5、产和消费；发展中国家，最后停用日期是2010年；v对于HCFCs：发达国家，从1996年起冻结生产量，2004年开始削减，2020年完全停用；发展中国家，从2016年开始冻结生产量，2040年完全停用。v以上时间表可能还会提前。四、制冷剂性质比较 制冷剂分子式: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、制冷剂性质比较四、制冷剂性质比较四、制冷剂性质比较四、制冷剂性质比较v换热效果
6、 ：四、制冷剂性质比较v压力损失 ：四、制冷剂性质比较v压机排量：四、制冷剂性质比较v理论冷冻循环特性比较:R-407CR-410AHCFC-224998044982112306119434.30.07067.472.570.3COP4.033.694.14冷冻能力 kJ/m3301441903010COP5.034.695.14暖房能力 kJ/m3376253263737蒸发温度0冷凝温度50过热温度0过冷却温度0冷房暖房循环条件蒸发压力 kPa冷凝压力 kPa温度漂移 吐出温度 五、新冷媒R407C的特性组分：vHFC32 -232.0 wt%vHFC125 - 252.0 wt%vHFC
7、134a -522.0 wt%纯度要求：v纯度要求在99.5%以上，其中v水份： 20wt ppm以下v蒸发残余量： 100 wt ppm以下v氧含量： 1 wt ppm以下五、新冷媒R407C的特性由于其组分的非共沸特性，相同压力条件下，饱和液体温度低于饱和蒸汽温度，在压焓图中，表现为在汽液两相区内，等压线与等温线不平行。其特性与R22非常相近。同样条件下，与R22相比，由于其相对较低的热传导率，制冷工况下空调器的EER低1O ，制热工况下空调器的EER低6。但空调器的管路耐压设计不需特别加强。优点：不需要对原有设备进行大的变更，与使用R22的情况大致相同。缺点：存在较大的温度滑移，热传导率
8、较低。导致系统效率下降。六、新冷媒R410A的特性组分：vHFC32 -502.0 wt%vHFC125 - 502.0 wt%纯度要求：v纯度要求在99.5%以上，其中v 水份： 20wt ppm以下v 蒸发残余量： 100 wt ppm以下v 氧含量： 1 wt ppm以下六、新冷媒R410A的特性 R410A的压力大约是R22的16倍。空调器的EER与使用R22的情况基本相当。但需要对空调器管路的耐压设计进行加强。R410A由HFC32和HFC125组成，在制造过程中，HFC32可以保证999 以上的纯净度，而HFC125会存在数千PPM 的CFCll5杂质，但研究证明，由于CFC115
9、稳定的理化性能，其对冷冻机油和系统的影响可以忽略不计。六、新冷媒R410A的特性优点： 由于相对制冷能力高，便有可能将制冷设备小型化。 由于优良的热传导性，较低的压力损失，较高的压缩效率，便有可能提高系统的效率。 缺点：由于压力比R22高出60，需要对原有设备的设计变更。七、R410A与R22性能比较七、R410A与R22性能比较七、R410A与R22性能比较七、R410A与R22性能比较v铜价的上升给系统的原材料费用带来负面影响；由于R-410A系统可以优先采用更小管径的铜管，它的换热器的用铜量可以减少，从而降低成本。v随着全球R-410A压缩机生产能力的不断扩大, R-410A压缩机与R2
10、2压缩机价格差已经得到降低v此外, R-410A 有助于设计性价比更高，整机尺寸更小，能效更高的空调系统八、新冷媒使用注意事项1.1.系统设计方面系统设计方面: :vR407C:1）为了提高制冷能力、成绩系数，推荐降 低冷凝温度（增加10%冷凝面积）。2）关于膨胀器，推荐使用膨胀阀。使用毛细 管时，请使用内面加工精度良好的材质,以 免堆积油泥。vR410A:由于R410A空调的设计压力为4.5Mp，所以 整个系统都要选用耐压能力相应的零配件。八、新冷媒使用注意事项v2.2.工序管理方面工序管理方面v1）残留水份 管理好各部件，使压缩机.各配管.冷冻机油.冷媒等所含有的水份即循环系统的平衡水份，
11、在出厂时不应超过200PPM。安装干燥器以抑制在空调系统制造、安装、维修时混入的水分，干燥器中的分子筛吸附能力应在50rag(水分)g左右；为避免与冷冻机油中添加剂产生反应，不要使用含活性氧化铝的干燥器，否则会产生金属屑；另外，干燥器的包装一打开就应尽快安装进空调器。 八、新冷媒使用注意事项2）残留空气 因残留空气特别是氧气的存在，冷冻机油有被氧化、老化、油泥化的趋势请设定好抽真空条件，使制冷循环系统内的残留空气达到内容积的1%以下。另外，推荐彻底进行氮气置换，使残留氧气成分达到0.1%以下。八、新冷媒使用注意事项八、新冷媒使用注意事项八、新冷媒使用注意事项v3）残留氯成分v请极力控制含氯元素
12、的氟利昂的残留量，使其达到零。为了保证清洗后完全干燥且防止冷媒混进去，需要采取新冷媒充入专用化等措施。选用新工质后，不能将压缩机安装在使用过的CFC、HCFC(如R22、R502等)工质的旧空调设备中。v4）残留异物（污染管理）v残留异物的存在，不仅加速压缩机磨损速度，还会加快冷冻机油的老化速度，使其直接变成油泥，所以必须加强对残留异物的质和量的管理。注意避免将焊剂、金属或纤维碎片等异物混入压缩机。在制冷回路中安装过滤器以避免膨胀阀或毛细管等处的堵塞。八、新冷媒使用注意事项v5）压缩机开封后的处理v压缩机开封之后迅速从外界吸收水份、空气，所以已经充入冷冻机油的压缩机，开封之后必须在15分钟之内
13、组装完毕。 放置时间超过15分钟时，请使用橡胶塞进行密封。v6）工序使用药剂v焊接管时，推荐不要使用助焊剂。（焊接铜-铜时使用不含助焊剂的磷铜焊料。）焊接铜-铁，需要使用助焊剂时，请使用焊接后的残渣对冷冻机油没有影响的助焊剂。在工序中使用的油当中，残留在系统内的，推荐使用与冷冻机油的适合性良好的油。不要使用含硫、氯添加剂的工艺油(切削油，防锈油)和溶剂，否则会导致压机冷冻机油的劣化。八、新冷媒使用注意事项v3 3设备方面设备方面v1）抽真空设备 请使用抽真空条件能满足前面所述残留空气标准的设备。v2）冷媒充入机 冷媒充入线也有必要实行专用化。密封材料请使用与冷媒适合性良好的材料。不要使用与R4
14、07C和R410A的兼容性还未知的任何有机材料。v3）检漏仪v R407C、R410A均含分子径较小的R32，所以其泄漏量可能性会增加，而且使用以前的检漏仪其灵敏度会下降，故有必要使用专用且可靠性好的检漏仪。八、新冷媒使用注意事项v4一般事项一般事项v1）绝缘电阻值 R407C和冷冻机油的体积固有电阻都较低，而且跟以前的系统相比电阻值可能会下降，所以请用商品进行确认。v2）已注入冷冻机油的压缩机长期保存 我们对压缩机的水份.残留空气进行控制，使其保持少量的状态。但是在高温等环境下长时间放置可能会出现水份侵入，油老化等现象。鉴于以上情况，请在40下保存，保存时间为1年以内 八、新冷媒使用注意事项
15、v5.5.工质充注工质充注 ： 汽态充注会导致多组分工质成分结构的改变。图14给出了新工质在液态和气态充注时组分的变化。一般情况下，当容器中工质的残余量小于10时，就不应继续使用。 八、新冷媒使用注意事项八、新冷媒使用注意事项八、新冷媒使用注意事项八、新冷媒使用注意事项九、新冷媒用压缩机 v压缩机是制冷空调系统的关键部件，当系统采用新工质时，首先应考虑压缩机的适用性： v(1)压缩机的压缩性能是否和新工质的压力特性相适应；v(2)压缩机采用的润滑油是否与新工质具有很好的互溶性。 九、新冷媒用压缩机v(1)(1)新工质与压缩机的适应性：新工质与压缩机的适应性： R410A的压力约为R22的16倍
16、，容积制冷量约为R22的14倍，适用R410A的压缩机必须重新设计(由于R410A蒸发压力和冷凝压力较大，以及单位制冷量增大)。 v需要提高压缩机壳体的耐压能力并且对电机与泵体重新匹配设计； 压缩机滚子、滑片、曲轴材质的改变及表面处理也需重新设计，以保证R410A压缩机可靠运行。 由于排气压力的增大，压缩机排气阀片也要重新设计。九、新冷媒用压缩机vR410A滚动转子变频压缩机的合理变频范围为2575Hzv与R22压缩机相比，R410A变频压缩机需重新设计，以便获得宽频率范围的高性能。 九、新冷媒用压缩机v(2)(2)压缩机润滑油与新工质的互溶性：压缩机润滑油与新工质的互溶性： R22替代工质润
17、滑油基本要求：优良的润滑性；不含水和良好的电气绝缘性能；与制冷剂相溶性良好；对有机材料有较高的稳定性；良好的低温流动性；低温，无蜡状物、絮状物析出；良好的抗泡性。v以上特性取决于冷冻机油要有合适的粘度、较低的浊点和凝固点、较高的闪点和燃点、较好的抗氧化性等 。九、新冷媒用压缩机v合成的酯类油对水分含量要求高，特别是含添加剂的酯类油更容易吸水，易发生水解，造成毛细管或膨胀阀堵塞、压缩机绝缘不良等故障。因此，在生产管理中要严格控制水分含量、空气混入和杂质混入。 九、新冷媒用压缩机v不同厂家，由于考虑的侧重点不同，对冷冻机油的选择也不尽相同 。v使用R410A的家用空调，东芝、松下、日立、夏普、三菱重工选择了POE油，三洋、大金选择了PVE油、三菱电机选择了HAJ3油 。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
