氨制冷机组与氟制冷机组比较

氨制冷机组与氟制冷机组 的比较
一、制冷剂的比较
1.1氨制冷剂 • 氨（R717）是一种ODP和GWP均为0的天然 制冷剂，沸点-33.4℃，凝固点-77.7℃。是 应用较广的中温制冷剂，有较好的热力性 质和热物理性质。在常温和普通低温的范 围内压力适中，单位容积制冷量大、粘度 小、流动阻力小、传热性能好。
2.1.1优点： • 压缩机与电动机相对分离，使压缩机的适 用范围更为广泛。 • 同一台压缩机，可适应不同制冷剂，除了 采用卤代烃制冷剂外，还可通过更改部分 零部件的材质，采用氨作为制冷剂。 • 可根据不同的制冷剂和使用工况条件，配 用不同容量的电动机。 • 单机头机组制冷量可达200万大卡左右。 • 成本较低，销售价格较便宜。
1.2氟制冷剂（中低温机组用） a．R22 一种中温制冷剂 它的沸点为-40.8℃，常温下冷凝压力 和氨相近，单位容积制冷量也差不多， 在中温和低温下饱和压力较高，因此 在较低温度下R22比氨好。
水在R22中的溶解度很小，而且随着温度 的降低，水的溶解度越小。当R22中溶解有 水时，会引起冰堵现象和金属的腐蚀作用。 R22能部分地与矿物油互相溶解，其溶解度 与润滑油的种类和温度有关。在较高温度 时，润滑油在R22液体中的溶解度很大，形 成均匀的溶液；温度逐渐降低时溶解度不 断减小；当温度降至某一临界温度以下时， 便开始分层，含量各不相同，上层主要是 油，下层主要是R22；
3.1氨制冷系统 3.1.1缺点： • 由于氨几乎不溶于矿物油，造成氨制冷系统的管 道和换热器的传热面会积油影响传热;同时由于氨 几乎不溶于矿物油，氨制冷系统需配用复杂的油 分离系统，造产品体积庞大。 • 氨在含油水份时，对铜和铜合金（磷青铜外）有 腐蚀作用，因此氨制冷机中一般不允许使用其他 铜和铜合金，尤其在换热器中只能采用铁管作为 换热管，效率和可靠性均较差。
• 氨对黑色金属无腐蚀作用，若含有水分时，
对铜和铜合金（磷青铜除外）有腐蚀作用。 因此，氨制冷机中除了使用高锡磷青铜作 为活塞销、轴瓦、密封环等需要润滑的零 件外，不允许使用其他铜和铜合金。
• 氨的缺点是毒性大，对人的器官有强烈的
刺激作用。当氨蒸气在空气中体积分数达 到0.5～0.6%时，人在其中停留约半小时就 会中毒；当氨蒸气在空气中体积分数达到 11～14%时即可点燃（黄色火焰），若达到 16～15%时引起爆炸。氨蒸气对食品有污染 作用。因此，氨机房应保持通风，使氨的 含量不超过0.02mg/L。
2.1.2缺点： 需要轴封封住制冷剂和油泄漏的通道，这也是用 户经常维护的对象。 JB/T6906《螺杆式单级制冷压缩机》中第5.14中的 规定：开启式机器运行时的轴封处的渗油量应不 大于3ml/h。而由于氟利昂和冷冻油是互溶的，故 在使用过程中氟利昂和冷冻油的同步泄漏无法避 免，尤其在运行满1000小时以后，由于轴封的磨 损，会加剧氟利昂和冷冻油的泄漏，甚至影响用 户的正常使用，从而加大用户的维修和运行费用。 配用的电动机高转速旋转，冷却风扇形成的气流 噪声大，加上压缩机本身噪声也较大，影响环境， 开启式机组的噪声一般均在85dB(A)以上。
R22不燃烧、不爆炸、毒性很小。渗透力 很强，并且泄漏难以发现。R22的检漏方法 常用卤素喷灯，当喷灯的火焰呈蓝绿色时， 则表明有泄漏。当要求较高时，可用电子 检漏仪。R22的ODP和GWP比R12小的多， 属于HCFC类物质，对臭氧层仍有破坏作用。 R22正在作为某些CFC制冷剂的过渡替代物 在使用。
• 氨的毒性较大，对人的器官有强烈的刺激
作用，当氨蒸气在空气中体积分数达到 0.5~0.6%时，人在其中停留约半小时就会中 毒；当氨蒸气在空气中的体积分数达到 11~14%时，即可点燃（黄色火焰），若达 到16～18%时引起爆炸。氨蒸气对食品有污 染作用，因此，氨机应保持通风，使氨的 含量不超过0.02mg/L。
五、售后服务费用比较
• 由于目前氨制冷机组压缩机均为开启式压
缩机，其压缩机轴封的维护保养是最大的 问题，相对售后服务费用较高，而氟制冷 机组采用半封闭螺杆压缩机，其售后服务 费用仅为每运行10000h左右换一次油，每 次换油费用仅为5000元左右（每台压缩 机）。
六、综述
• 随着国际能源价格的不断上涨，氟制冷机
1.3综述 从上述所采用制冷剂比较可见，氨制冷剂是 一种环保制冷剂。但最大特点是毒性和易 爆性，国内每年均有几十起氨泄漏致人死 亡及爆炸事故＜附录＞；氟制冷剂最大优 点是使用上的安全可靠性，国内至今未发 生过安全事故，故目前国内95%以上制冷空 调项目均采用氟为制冷剂。
二、压缩机比较
2.1氨制冷机组 氨制冷机组一般采用开启式活塞式压缩机、 开启式螺杆压缩机或离心压缩机为制冷主 机。该型开启式压缩机优缺点如下：
• 需要配置单独的油分离器、油冷却器等复
杂的油系统部件，使机组体积庞大，使用 • 维护不便，且重量重、占地面积大。 • 效率低。由于需要用外置电动机驱动油泵 及配用普通低效率电机，其效率低，空调 名义工况下能效比一般不超过3.9。 • 由于一般均采用单压缩机型式，一旦出现 故障，将使用户无法使用，尤其对生产工 艺用冷源，将使用户损失重大。
3.1.2优点： 氨是一种ODP和GWP均为0的天然制冷剂， 对大气臭氧层和温室效应均无影响，是一 种环保制冷剂。价格便宜。
3.2氟制冷系统 3.2.1优点： • 与冷冻油可互溶，无须复杂的油分，结构 简单、体积小、外表美观。 • R22是一种中温制冷剂，它的沸点是-40.8℃ 常温下冷凝压力和氨相近，单位容积制冷 量也差不多，在中温和低压下饱和压力较 高，因此在较低温度下R22比氨好。 • R22不燃烧，不爆炸，毒性很小。 • 氟利昂冷水机组通用性强，目前全球95%以 上的制冷机组采用氟制冷剂 。
3.2.2缺点： 目前常用制冷剂为R22,其ODP=0.05、GWP 指数也偏高，是一种过渡制冷剂，我国 1998年《国家方案》中规定R22完全禁止使 用年限为2040年（禁止新生产R22制冷设 备）。价格较昂贵。
四、效率比较
• 由于氨制冷机组一般采用开启机组，其制
冷效率略低于同等能量的氟半封闭制冷机 组。如：中国氨制冷机组第一品牌的大连 冷冻机股份有限公司生产的开启螺杆： JZKA16配套机组在-15℃/30℃（蒸发温度/ 冷凝温度）标准工况条件下，其制冷量为 291KW，压缩机功率+油泵功率合计为 83.5KW，其COP为3.485；而同等冷量台湾 Hanbell半封闭螺杆压缩机R445，其在 -15℃/30℃工况下制冷量为286.2KW，耗功 为74.2KW，COP为3.856，节能约10.64%。
b．R404A 是由R125、R143a和R134a三种工质按44%、 52%和4%的质量分数混合而成的近共沸制 冷剂，可作为R502的替代工质。
R404A在标准压力下泡点温度为-46.6℃， 相变温度滑移较小，约为0.8℃。气化潜热 为143.48kJ/（kgK），液体的比热容为1.64 kJ/（kgK），气体的比热容为1.03 kJ/ （kgK）。该制冷剂的ODP为0，GWP为 4540。
• 由于内置油分离器，采用内压差供油方式，
系统结构简单，体积小，重量轻，运动部 件少，提高了可靠性。 • 由于采用耐氟耐油电机及内压差供油方式， 无须配外置电机驱动油泵，提高了运行的 能效比，在空调名义工况下能效比一般均 大于4.1。 • 对要求较高场合，可采用双机头或叁机头 型式，各制冷系统相对独立，一旦某系统 出现故障，其它系统可正常工作，不会对 生产和工作环境造成太大影响。
2.2.2缺点： • 由于目前国内所采用半封闭螺杆压缩机大 部分均为国外原装进口，成本价格较高。 • 由于采用耐氟耐油特种耐高温电机，成本 较高，增加了压缩机的材料成本，故同等 档次半封闭压缩机销售价格高于开启式压 缩机。 • 单机容量较小，目前单机头容量一般不超 过100万大卡。
三、制冷系统比较Βιβλιοθήκη • 氨的吸水性强，能以任意比例与水溶解，
形成弱碱性氨水溶液，水一般不会从溶液 中析出而冻结成冰，所以氨系统中不必设 立干燥器。但水的存在会导致制冷系统的 蒸发温度的提高、制冷能力的下降和对金 属材料的腐蚀。因此氨制冷剂的含水质量 分数要求不超过0.12%。氨几乎不溶于矿物 油。因此，氨制冷系统的管道和换热器的 传热面上会积油膜，影响传热。氨液的密 度比油小，在储油器和蒸发器的下部会沉 积油，应定期放油。
2.2氟制冷机组 氟制冷机组一般采用半封闭或全封闭式压缩 机，如涡旋压缩机、活塞压缩机、螺杆压 缩机、离心压缩机。该型半封闭压缩机优 缺点如下：
2.2.1优点： • 由于采用半封闭方式，电机与压缩机一体化 设计，故噪声低、振动小，不存在开启式机 组的氟利昂和冷冻油的泄漏等问题，减少了 用户的维护和管理成本，并不会因泄漏而影 响用户的正常使用。 • 由于采用半封闭方式，电机与压缩机合为一 体，加上内置分油消音器，大大地降低了运 行噪声。同等冷量开启与半封闭式噪声差别 约为20dB(A)。
组占据了越来越大的制冷空调市场。目前 保守估计量为95%以上。 • 近十年来，南京建贸公司及其前身的科瑞 公司已先后为国内近百家氨机用户进行了 氟机改造，取得了用户的一致好评。
改造重点用户：
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