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空调压缩机冷冻机油应用以及发展(一)

2019-04-08 10:31:40

一、1)将被淘汰的氟利昂制冷剂

   以前制冷空调行业中使用的制冷剂多为CFC(氯氟烃的统称)和HCFC(含氢氯氟烃),简称:氟利昂。这些物质由于对臭氧层具有破坏作用(ODP大气臭氧层损耗潜能值)和产生温室效应(GWP全球变暖潜值),即将被186个自愿遵守或签署了《蒙特利尔议定书》或《京都议定书》规定的国家淘汰。

   破坏臭氧层的氯原子--带来的危害

   据UNEP(联合国环境规划署)提供的资料,如果平流层(离地表10-50公里处)的臭氧总量减少1%,预计到达地面的有害紫外线(UV-B)将增加2%。有害紫外线的增加会产生以下一些危害:   1.使皮肤癌和白内障患者增加:损坏人的免疫力,使传染病的发病率增加。

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  2.破坏生态系统:过量的紫外线辐射会使植物的生长和光合作用受到抑制,使农作物减产;紫外线辐射也可能导致某些生物物种的突变。 

   3.引起新的环境问题:过量的紫外线能使塑料等高分子材料更加容易老化和分解,结果又带来光化学大气污染。 

  因此保护臭氧已经引起了各国的高度重视,成为一项全球性的紧迫任务。

   温室效应--带来的危害

   目前国际社会所讨论的气候变化问题,主要是指温室气体增加产生的气候变暖问题。近年来,世界各国出现了几百年来历史上最热的天气,厄尔尼诺现象也频繁发生,给各国造成了巨大经济损失。人类对气候变化所导致的气象灾害的适应能力是相当弱的。

   按现在的一些发展趋势,科学家预测有可能出现的影响和危害有海平面上升 :全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化,沿海地区可能会遭受淹没或海水入侵,海滩和海岸遭受侵蚀,土地恶化,海水倒灌并影响沿海养殖业影响农业和自然生态系统 :全球气温和降雨形态的迅速变化,可能使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适应这种变化,造成大范围的森林植被破坏和农业灾害加剧洪涝、干旱及其它气象灾害 :全球平均气温略有上升,就可能带来频繁的气候灾害——过多的降雨、大范围的干旱和持续的高温,造成大规模的灾害损失。影响人类健康 :气候变暖有可能加大疾病危险和死亡率,增加传染病。高温会给人类的循环系统增加负担,热浪会引起亡率的增加。

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   2)淘汰的时间表

   由于行业发展的惯性,目前使用较多的制冷剂是CFCs和HCFCs。(对于CFCs发达国家已于1996年1月1日起禁止生产和使用;HCFCs于2010年1月1日起禁止生产,2030禁止使用。)

   3)环保冷媒的推广

   正因为现行的制冷剂对环境的巨大的破坏作用,促使着人们积极的寻求能够与环境的可持续发展相适应的新型替代制冷剂。因此理想的替代制冷剂除应有较低的ODP值和GWP值外,还应具有良好的安全性、经济性、优良的热物性等优点,争取做到既环保又节能。

   新型的替代制冷剂主要包括人工合成型和天然型两大类,有单一工质和混合工质两个方面,混合工质又可分为共沸混和物、近共沸混和物和非共沸混和物三种。

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   1)HFC(R134a)

  R134a的ODP=0,GWP=420,不可燃,无毒,无味,工作压力低(3-12公斤之间),使用安全,其热物性质与R12十分接近,可用来替代 R12,但使用R134a,会使能耗增大,另外它还是一种温室效应气体,所以仍然存在一定的缺陷。目前广泛使用在大型的商业空调机组上(85-2000冷吨之间居多)及汽车空调和家用冰箱等领域。

    2)HFC (R152a)

    从物化性方面看HFC-152a也与CFC-12接近,用R152a替代R12后能耗可降低3%~7%,但其在空气中含量达4.8%-16.8%时具有可燃性,因此推广使用收到一定的限制。比较少使用。

    3)HFC (R410A)

  R410A是近共沸混合制冷剂,是由质量分数为50%R32和50%R125组成。ODP=0,主要用来替代R22,单位容积制冷量较大,传热性能及流动性能较好,但同温度下压力值比R22高约60%。目前广泛使用在小型的家用空调机组上(1-10冷吨左右)及家用冰箱等领域。

    4)HFC (R407C)

    R407C是非共沸混合制冷剂,是由质量分数为23%的R32、25%的R125和51%的R134a组成,ODP=0,单位容积制冷量大,但传热性能较差。目前广泛使用在小型的家用空调机组上(1-10冷吨左右)及家用冰箱等领域。

天然制冷剂方面主要有:

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    5)碳氢化合物

  目前作为制冷剂应用的碳氢化合物主要是丙烷(R290)、丁烷(R600)和异丁烷(R600a)等,其中R600a已在欧洲和一些发展中国家广泛用于冰箱中,并且它符合《京都议定书》的要求,ODP=0,GWP=15,环保性能好,成本低,运行压力低,噪声小,但其易燃,易爆。此外R290和 R600a组成的混合制冷剂也有一定的发展使用。

    6)氨(R717)

  氨已被使用达120年之久而至今仍在使用。其ODP=0、GWP=0,具有优良的热力性质,价格廉且容易检漏。不过氨有毒性而且可燃,应当引起注意,不过一百多年的使用记录表明,氨的事故率是很低的,今后必须找到更好的安全办法,如减少充灌量,采用螺杆式压缩机,引入板式换热器等等。然而,其油溶性、与某些材料不容性、高的排气温度等问题也需合理解决。目前广泛使用在大型的工业冷冻机组上食品加工、冷库、石油化工等领域。

    7)二氧化碳(R744)

    CO2是自然界天然存在的物质, ODP=0, GWP=1。来源广泛、成本低廉,CO2安全无毒,不可燃,适应各种润滑油常用机械零部件材料,即便在高温下也不分解产生有害气体。CO2的蒸发潜热较大,单位容积制冷量相当高,故压缩机及部件尺寸较小;绝热指数较高K=1.30,压缩机压比约为2.5~3.0,比其它制冷系统低,容积效率相对较大,接近于最佳经济水平,有很大的发展潜力。但其工作压力是HFC冷媒的5-8倍,现在处于研发阶段。

    结论:2010年大部分空调生产厂家开始批量生产HFC-134a、HFC-410A冷媒的家用空调机和商用空调机。

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