一、R410a、R134a、R407C、R22特點(diǎn)比較
R134a是一種單一成分制冷劑,而R407C和R410A是混合制冷劑。其中R410A是R32和R125的混合物,R407C是R32,R125和R134a的混合物。混合制冷劑的優(yōu)點(diǎn)在于,可以根據(jù)使用的具體要求,對(duì)各種性質(zhì)如易燃性、容量、排氣溫度和效能加以考慮,量身合成一種制冷劑。
選擇制冷劑需要考慮的因素很多,因?yàn)檫x擇任何一種制冷劑 都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況、可靠性、成本和市場(chǎng)接受度造成一定影響。(本文來源制冷百科公眾號(hào))制冷劑由于其熱傳遞和壓降的不同而導(dǎo)致制冷劑傳輸性能的不同,這會(huì)較終在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)性能上產(chǎn)生重大的影響。下面列出了各制冷劑一些重要性質(zhì)的比較,接下來我們將簡(jiǎn)要探討其重要的性能特點(diǎn)。
R134a的容量比R22小,壓力比R22低。由于這些特點(diǎn),相同能力的R134a空調(diào)需要配置一臺(tái)較大排氣量的壓縮機(jī),較大的蒸發(fā)器、冷凝器和管路。較終所導(dǎo)致的是,制造和運(yùn)行一個(gè)和R22相同冷量的系統(tǒng),R134a系統(tǒng)會(huì)需要較高的成本。
R407C的容量和壓力都和R22比較接近。因此,只要簡(jiǎn)單調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)就能使原R22系統(tǒng)也適用于R407C系統(tǒng)。不過,系統(tǒng)能效比會(huì)較原系統(tǒng)降低約5%。這是由于相對(duì)于其他制冷劑,R407C會(huì)有高達(dá)6度的溫度漂移。因此R407C系統(tǒng)在同等標(biāo)準(zhǔn)冷凝器和蒸發(fā)器時(shí)均會(huì)減少熱傳遞,影響系統(tǒng)能效比。
R410A的容量和壓力**R22,運(yùn)行壓力高出50%-60%。高壓力和高氣體密度帶來的結(jié)果是,不但可以用較小排氣量的壓縮機(jī),還可以用較小直徑的管路和閥門。高壓排氣閥的使用消除了系統(tǒng)冷凝高壓帶來的隱患。厚壓縮機(jī)殼體使系統(tǒng)經(jīng)受較高的運(yùn)行壓力。壓縮機(jī)造得厚重些還有一個(gè)好處,即R410A的運(yùn)行噪聲比R22壓縮機(jī)明顯地低2-4個(gè)分貝。
與R22系統(tǒng)相比,R410A系統(tǒng)有個(gè)顯著的熱傳遞優(yōu)勢(shì)—蒸發(fā)器的熱傳遞高35%,冷凝器高5%。(本文來源制冷百科公眾號(hào))而R134a和R407C的系統(tǒng)熱傳遞系數(shù)均**R22。同等質(zhì)量流量下,R410A的壓降較小,使其可以使用比R22或其他制冷劑較小管路和閥門。這將為制造R410A系統(tǒng)降低更多的材料成本較有可能并且在長(zhǎng)配管家用機(jī)和多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中較有優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)然,只有重新設(shè)計(jì)系統(tǒng),才能充分發(fā)揮R410A的熱傳遞和壓降小的優(yōu)勢(shì)——例如可以考慮采取以下優(yōu)化技術(shù),使用較小直徑的盤管,不同的翅片結(jié)構(gòu)和增加循環(huán)回路長(zhǎng)度,減少制冷回路的數(shù)量。較終我們可以看到,針對(duì)R410A制冷劑重新設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)中,采用較小體積的蒸發(fā)器和冷凝器,成本較低,而且較高可達(dá)30%的制冷劑充注減少量。制冷劑充注量的減少,除了成本降低外,還能提升整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
在相同冷量,相同冷凝溫度的系統(tǒng)中,R410A的系統(tǒng)能效比(COP)可以比R22高出6%。這是由于壓縮機(jī)在壓縮過程中的損耗較低,蒸發(fā)器和冷凝器具有較強(qiáng)的熱傳遞性,整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的壓降較小。(本文來源制冷百科公眾號(hào))高效的熱傳遞和較小的壓降使其在相同運(yùn)行條件下,冷凝溫度較低,蒸發(fā)溫度較高,這使壓縮機(jī)在耗電較少,效率比較高的情況下,獲得一個(gè)較好的運(yùn)行范圍。此外, 對(duì)于R410A的低壓縮損失特性,小型商用空調(diào)系統(tǒng)中的大型壓縮機(jī)比小型的家用空調(diào)壓縮機(jī)受益更多。
二、制冷劑的三種狀態(tài)
飽和制冷劑:飽和制冷劑中汽液轉(zhuǎn)化處于運(yùn)態(tài)平衡,此時(shí)的液體,氣體處于飽和狀態(tài)。所謂飽和就是制冷劑中液態(tài)和氣態(tài)共存。
飽和溫度和飽和壓力之間存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,飽和壓力隨著飽和溫度升高而升高,二者中有一個(gè)發(fā)生變化,另一個(gè)也將出現(xiàn)相應(yīng)的變化。系統(tǒng)中蒸發(fā)器中的制冷劑吸熱、冷凝器中的制冷劑放熱,在這些地方制冷劑處于飽和狀態(tài)。
對(duì)于任意一個(gè)飽和溫度,我們都可確定制冷系統(tǒng)中的運(yùn)行壓力,而且只有一個(gè)飽和壓力。從公布的制冷劑特性表中操作者可以查到任何蒸發(fā)壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度。操作者看到一個(gè)蒸發(fā)壓力值,但他不知道此時(shí)的蒸發(fā)溫度,公布的制冷劑特性表可以告訴他盤管的溫度。
過熱制冷劑:過熱制冷劑中制冷劑汽體的溫度**對(duì)應(yīng)飽和壓力下的飽和溫度,液態(tài)制冷劑蒸發(fā)后才會(huì)出現(xiàn)過熱。所謂過熱就是在制冷劑中沒有液體存在,制冷劑完全蒸發(fā)并開始變熱。
在過熱情況,制冷劑氣體溫度和壓力之間不存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。在蒸發(fā)器出口附近,制冷劑完全蒸發(fā)后仍繼續(xù)吸收熱量而變成溫度**飽和溫度的過熱制冷劑,制冷劑在過熱情況下由吸氣管進(jìn)入壓縮機(jī)。在過熱狀態(tài)下,同樣的制冷劑溫度可以有多種壓力。
過熱度:在一定壓力下,過熱蒸汽的溫度**過飽和溫度的值。盤管出口的過熱度對(duì)我們確定閥門的開啟度提供幫助,要確定過熱度,操作者需要知道盤管和盤管末端的溫度。
過冷制冷劑:過冷制冷劑中制冷劑液體溫度**對(duì)應(yīng)飽和壓力下的飽和溫度,流態(tài)制冷劑中無蒸汽時(shí)才會(huì)出現(xiàn)過冷。
在過冷情況下,制冷劑液體溫度和壓力之間不存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。在冷凝器出口到節(jié)流閥之間,制冷劑凝結(jié)成飽和液體后仍可能繼續(xù)放熱冷卻而成為過冷制冷劑。
三、**制冷劑較新淘汰時(shí)間表
目前,發(fā)達(dá)國(guó)家正在逐步淘汰*二代(HCFCs,R22為代表)、*三代(HFCs,以R32為代表)含氟制冷劑,海外供應(yīng)商逐步退出市場(chǎng)。但舊的制冷設(shè)備還未淘汰,配套的含氟橡塑材料和空調(diào)維修市場(chǎng)面臨原料供應(yīng)缺口。而我國(guó)目前的制冷劑仍以*二代和*三代為主,因此我國(guó)制冷劑出口市場(chǎng)迎來利好。
根據(jù)蒙特利爾協(xié)議規(guī)定,*二代制冷劑將走向完全淘汰,并根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家制定了不同的淘汰時(shí)間表:其中發(fā)達(dá)國(guó)家于1996年開始凍結(jié)消費(fèi)基數(shù),給予24年的緩沖期,將在2020年完全淘汰*二代的使用;發(fā)展中國(guó)家淘汰進(jìn)程略慢于發(fā)達(dá)國(guó)家。必須于2013年凍結(jié)生產(chǎn)和消費(fèi)量,將從2015年開始削減,給予17年的緩沖期,并于2030年完全淘汰使用。我國(guó)自從2013年開始已經(jīng)對(duì)*二代HCFCs制冷劑的消費(fèi)和生產(chǎn)實(shí)施配額制政策,從2013年的30.8萬噸削減到2015年的27.4萬噸,到2020年將剩下20萬噸左右,2030年則完全淘汰。
*三代制冷劑雖然ODP值為0,但是具有高GWP值,依然會(huì)使得**變暖大大加速,屬于將要被淘汰的產(chǎn)品。2016年10月10日,《蒙特利爾議定書》*28次締約方會(huì)議通過了關(guān)于削減氫氟碳化物的修正案。協(xié)定同樣根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同而制定了不同的淘汰路線圖,我國(guó)承諾從2024年開始逐步削減HFCs。
目前發(fā)達(dá)國(guó)家在歐洲的*二代制冷劑產(chǎn)能已經(jīng)完全退出,在美洲地區(qū)也在快速縮減,歐盟的環(huán)保政策也在促使*三代制冷劑的產(chǎn)能開始慢慢減少甚至部分被強(qiáng)制淘汰。相較而言,還有一段時(shí)間的*二代、*三代制冷劑生產(chǎn)時(shí)機(jī),舊的制冷設(shè)備從開始使用到淘汰一般需要8-10年的時(shí)間,這導(dǎo)致了*二代和*三代制冷劑在海外依然有很大的需求。
廣州安菲環(huán)保科技有限公司上海分公司專注于防爆空調(diào)等