ER445制冷剂

null空调制冷HCFCs制冷剂替代 — HCs替代可行性空调制冷HCFCs制冷剂替代 — HCs替代可行性*目录目录Nanjing Univ. of Sci. & Tech.制冷工质的现状HCFCs的替代HCs制冷剂性能HCs替代问题*1、制冷循环1、制冷循环Nanjing Univ. of Sci. & Tech.*制冷原理 1、制冷循环1、制冷循环蒸发过程 通过膨胀阀截流后的低压湿蒸汽，在蒸发器中从周围介质吸热制冷，并逐渐增加其干度。这样，从蒸发器出来的气体就已经成为干饱和蒸汽或稍有过热度的过热蒸汽了。在蒸发过程中，制冷剂的温度和压力保持不变。1、制冷循环1、制冷循环压缩过程 完成制冷作用后从蒸发器出来的蒸汽经制冷压缩机压缩后，温度和压力急剧升高。压缩机排出的气体就变成了过热度较大的热蒸汽。压缩气体时，压缩机要消耗一定的压缩功，但制冷剂熵值不变。1、制冷循环1、制冷循环冷凝过程 从制冷机排出的高温高压过热蒸汽，进入冷凝器与冷却水或空气进行热交换，使过热蒸汽逐渐变成饱和蒸汽，进而变成饱和液体。当用冷却水冷却时，饱和液体的温度继续降低，出现过冷。冷凝过程中压力保持不变。1、制冷循环1、制冷循环节流过程 从冷凝器出来的液体经过膨胀阀被节流，成为低温低压的湿蒸汽。节流过程制冷剂焓值不变。 上述四个过程依次不断循环，进而达到制冷目的。PITI1、制冷循环1、制冷循环Nanjing Univ. of Sci. & Tech.*制冷原理 制冷机工质以液态在蒸发器中吸热制冷，低温液体吸收汽化潜热变成制冷机气体被压缩机吸入并压缩，被压缩的气体压力和温度都增高，之后流进冷凝器，冷凝器以风冷水冷等形式对制冷剂气体进行冷凝，冷凝后的高温高压液体储存在冷凝器底部及储液器中，冷凝时放出的热量通过风机、水泵等设备带出并散到环境中，当高温高压液体经过膨胀阀后，以低温低压的液体状态再进入蒸发器吸收汽化潜热而制冷，如此完成制冷循环。 2、制冷剂现状及发展2、制冷剂现状及发展Nanjing Univ. of Sci. & Tech.*制冷剂 制冷系统中循环流动的工作介质叫制冷剂（又称制冷工质），它在系统的各个部件间循环流动并通过其本身的状态变化以实现能量的转换和传递，达到制冷机向高温热源放热，从低温热源吸热，实现制冷的目的 制冷剂要求 1、良好的热物性参数 2、良好的传热与流动特性 3、良好的物理化学性质 4、与润滑油有良好互溶性 5、环保安全性好 6、良好的电绝缘性 7、经济易得 2、制冷剂现状及发展2、制冷剂现状及发展1、良好的热物性参数 a、沸点合适，保证系统的合适压力水平。标准压力下，沸点一般要求在-20度以下，冷凝压力低，一般不超过1.17-1.47Mpa，可以减少容器耐压强度，减少泄露，降低压缩机功耗； b、工作温度区间，气化潜热大，使单位质量制冷量较大，循环量小，有利于缩小制冷系统规模； c、临界温度高，凝固点温度要低，饱和气体比容小，减小压缩机体积及气管尺寸 2、良好的传热与流动特性 a、较高的导热系数及相变传热系数，减小换热器面积 b、较低粘度，减小管路阻力 3、良好的物理化学性质 化学稳定性好，高温不分解；与接触金属与非金属材料不相容 4、与润滑油有良好的互溶性 回油，保证摩擦面润滑；避免换热器油沉积 5、环保安全性好 无毒，无刺激性 6、良好的电绝缘性 7、经济易得制冷剂分类制冷剂分类1、机化合物制冷剂：这类制冷剂使用得比较早，如氨（NH3）、水（H2O）、空气、二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2）等。对于无机化合物制冷剂，国际上的代号为R及后面的三位数字，其中第一位为“7”后两位数字为分子量。如水R718...等。 2、氟里昂（卤碳化合物制冷剂）：氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素（CL）、氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的总称。国际规定用“R”作为这类制冷剂的代号，如R22...等。 3、饱和碳氢化合物：这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和环状有机化合物等。代号与氟里昂一样采用“R”，这类制冷剂易燃易爆，安全性很差。如R50、R170、R290...等。 4、不饱和碳氢化合物制冷剂：这类制冷剂中主要是乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）和它们的卤族元素衍生物，它们的R后的数字多为“1”，如R113、R1150...等 5、共沸混合物制冷剂：这类制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共沸混合物，这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度，其气相或液相始终保持组成比例不变，但它们的热力性质却不同于混合前的物质，利用共沸混合物可以改善制冷剂的特性。如R500、R502...等。 2、制冷剂现状及发展2、制冷剂现状及发展 制冷剂的发展趋势应该满足生态环境可持续发展的要求，并且推动其进一步发展。根据可持续发展中经济发展与保护资源、保护生态环境的协调一致的核心要求，制冷剂的发展方向有两个： 一个是环保，使用绿色环保的制冷剂已经是大势所趋，绿色环保制冷剂可以是合成的，也可以是天然的，虽然合成的环保制冷剂也对臭氧不会造成破坏，但从地球生态的可持续发展来看天然制冷剂是最理想的选址，因为天然制冷剂本来就是地球生态系统中存在的，无论是使用还是排放到环境中，取之于自然回之于自然，对环境的影响比合成制冷剂都小的多 第二个是节能，随着人们生活水平的提高制冷空调等设备越来越普及，同时其消耗的大量的能源也越来越引起人们的注意，今夏我国18个省市出现电力紧缺问题，中国电监会的一项调查显示，供需矛盾加剧造成今夏电力吃紧，其中空调制冷负荷快速增长是不可忽视因素。今夏我国华东、华中、华南地区持续高温，空调制冷负荷猛增。华东电网、南方电网、华中电网空调制冷负荷比重已超过30%，个别省电网甚至接近40%。而电能的产生又要消耗大量的化石燃料。如煤、石油等，不但造成大量的不可再生能源的消耗，而且燃烧产物如C02等还可引起温室效应等环境问题。因此除了改进制冷技术外还可从制冷机上下手，通过研制新型节能制冷剂降低制冷空调设备的能耗也是一个发展方向。 null2、制冷剂现状及发展全球性协定全球性协定1987年，《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定》—规定CFCs物质的生产和消费，并经缔约方不断调整和修订，HCFCs纳入淘汰行列 2007年，《蒙特利尔议定书》第19届大会，通过加速淘汰HCFCs的进程 2013年将HCFCs消费和生产水平冻结在基线水平 Nanjing Univ. of Sci. & Tech.*全球性协定全球性协定HCFC消减进度：Nanjing Univ. of Sci. & Tech.HCFCs制冷剂消减进度图（2007《蒙特利尔议定书》*全球性协定全球性协定1997年，《京都议定书》，人类历史上首次以法规形式限制温室气体排放 生效条件：占全球温室气体排放量55%以上的至少55个国家批准（2005.2.16） 高GWP制冷剂将倍受关注并纳入淘汰行列 2009年，哥本哈根气候变化峰会（磋商温室气体减排），对合成制冷剂的限制使用提出新要求（GWP值高于150的物质均属于会被淘汰物质） HFCs只能作为暂时过渡性替代物，淘汰和二次替代不可避免 人类最终回归早期的自然工质Nanjing Univ. of Sci. & Tech.*国内政策国内政策1、关于发布《消耗臭氧层物质（ODS）替代品推荐目录（修订）》的公告2007年，国家环境保护总局局函，环函【2007】185号首次将天然制冷剂列入替代品录； 2、2010年，在《香港环保局》和《广东省经贸委》推行的《粤港清洁生产伙伴》计划中，《纯天然制冷剂》被推荐为《示范项目》； 3、在国家十二五规划产业结构调整的指导目录中明确指出鼓励各企业研发和应用新型节能环保制冷剂，鼓励消耗臭氧层物质替代品开发与利用； 4、深圳市在2012年正式被联合国环境规划署和国家环保部定为纯天然制冷剂推广使用的试点城市； 5、关于印发《建设低碳交通运输体系指导意见》和《建设低碳交通运输体系试点工作》的通知； 6、2010年9月14日，环保部环境保护对外合作中心主任温武瑞在出席环保活动时表示，我国正在研究使用新型环保的碳氢作为制冷剂，现有空调将逐步淘汰。 温武瑞表示“从2011年开始，生产线的改造将会在全行业实施。” ，届时，新生产出的空调将使用新型环保的碳氢作为制冷剂，现有的空调将逐步淘汰。行业背景行业背景 纯天然制冷剂作为CFC/HCFC/HFC类制冷剂的终极替代品，世界许多国家和地区，将纯天然制冷剂用于冰箱，家用空调和中央空调等制冷系统中的使用比率在逐渐扩大。 1、纯天然制冷剂因其绿色环保，高效节能灯鲜明特点，在欧美和亚洲的许多国家早已被广泛使用于汽车空调。澳大利亚自1995年就开始在汽车空调中使用。在美国已有数万辆汽车，成功地用天然制冷剂替代了R12和R134a制冷剂 2、在冰箱，冷柜，冷藏等领域，纯天然制冷剂已被欧洲所有主要冰箱制造商广泛采用，目前德国的冰箱，冷藏冷冻库有95%的制冷设备都是采用纯天然制冷剂，英国一些大的连锁超市中，80%的冰柜都是采用纯天然制冷剂。 3、在亚洲的泰国，新加坡，印度，马来西亚等国家，纯天然制冷剂已在中央空调和大型制冷设备中广泛使用。纯天然制冷剂被公认为：最具有明显的环保优势，而且节能效果突出 4、2011年7月，格力集团成功推出了以纯丙烷为工质的纯天然制冷剂，且建设了全球首条R290分体式空调示范生产线。 市场规模及增长趋势分析市场规模及增长趋势分析 截止2010年，制冷剂市场保有量超过1600亿元，2010年销售量突破100亿元，年度增长率达到35.13%。 项目意义项目意义1、制冷剂现状及发展1、制冷剂现状及发展1、制冷剂现状及发展1、制冷剂现状及发展常见替代制冷剂性质Nanjing Univ. of Sci. & Tech.*1、制冷剂现状及发展1、制冷剂现状及发展R410A R410A是霍尼韦尔的专利产品，是由R32和R125各占50%的二元近共沸混合物，分子量为72.58，ODP为0。它的标准沸点为-52.7℃，大气压力下温度滑移仅0.04 ℃，因此其热力性质与单工质十分相近，这对热力计算，充注，维修十分有利。 但R410A是一种高压制冷剂，冷凝压力比R22约增大50%，容积制冷量也比R22高出约50%，因此压缩机及系统要重新设计。 R410A价格大概是R22的6倍。 R410A的GWP为2000，属于《京都协议》中淘汰物质。1、制冷剂现状及发展1、制冷剂现状及发展R407C 它是由R32/125/134a按质量成份23/25/52%组成的三元非共沸混合物，标准沸点为-43.7℃，ODP为零。其所含的三种组成及配比使它与R22的热力性质十分相似，两者的工作压力范围及制冷性能也十分相似，且其无论在气相或液相均是不可燃的，原有的R22空调设备改用R407C后只要将压缩机的润滑油由原来的矿物油改为酯类油，调整充注量及调整节流元件后，机器的制冷量与能效比接近R22。 但R407C在大气压力下的温度滑移为7.1 ℃，滑移温度很大，系统泄漏时会影响机器的性能。 R407C 的GWP为1700，属于《京都协议》中淘汰物质。 1、制冷剂现状及发展1、制冷剂现状及发展R134a 其ODP为0，传热性能比R12好，因此制冷剂的用量可以大大减少，且其具有良好的安全性能（不易燃，不爆炸，无毒，无刺激性无腐蚀性），现被用于冰箱、冰柜和汽车空调系统，以代替氟利昂12。 但R134a属于氢氟烃类（简称HFC）温室效应潜能值WGP为1300，属于《京都协议》中淘汰物质。1、制冷剂现状及发展1、制冷剂现状及发展 常见碳氢制冷剂单工质 R50 （甲烷） R170 （乙烷） R290 （丙烷） R600 （丁烷） R600a （异丁烷） R1150 （乙烯） R1270 （丙烯） 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 ) 碳氢制冷剂性质碳氢制冷剂性质碳氢制冷剂性质碳氢制冷剂性质R50/R170：主要用在低温制冷设备中（用于充液量较少的制冷设备中）；是低温配合冷媒的重要组分；与原系统，润滑油兼容； R290：主要用于替代R22，R502制冷剂使用在低温制冷设备中（用于充液量较少的制冷设备中）；是低温配合冷媒的重要组分；与原系统，润滑油兼容； R600：很少单独使用，主要用于混合工质的一种组分 R600a：主要用于替代R12，R134a制冷剂使用在冰箱，冷柜及其它小型低温制冷设备中（用于充液量较少的制冷设备中）；是低温配合冷媒的重要组分；与原系统，润滑油兼容； R1150:主要用在低温制冷设备中（用于充液量较少的制冷设备中）；是低温配合冷媒的重要组分；与原系统，润滑油兼容； R1270：主要用于替代R22，R502，R134a等制冷剂，使用在低温制冷设备中（用于充液量较少的制冷设备中）；是低温配合冷媒的重要组分；与原系统，润滑油兼容；主要碳氢制冷剂主要碳氢制冷剂R290 制冷剂R290，即丙烷，是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂。与氟利昂这种人工合成制冷剂相比，天然工质R290的分子中不含有氯原子，因而ODP值为零，对臭氧层不具有破坏作用。此外，与同样对臭氧层无破坏作用的HFC物质相比，R290的GWP值接近0，对温室效应没有影响。目前在德国R290已经用于家用热水器和空调中。 　目前我国空调行业使用较多的制冷剂是HCFC物质R22。R290与R22的标准沸点、凝固点、临界点等基本物理性质非常接近，具备替代R22的基本条件。在饱和液态时，R290的密度比R22小，因此相同容积下R290的灌注量更小，试验证明相同系统体积下R290的灌注量是R22的43%左右。另外，由于R290的汽化潜热大约是R22的2倍左右，因此采用R290的制冷系统制冷剂循环量更小。R290具有良好的材料相容性，与铜、钢、铸铁、润滑油等均能良好相容。 R290/R22常用性质对比R290/R22常用性质对比*主要碳氢制冷剂主要碳氢制冷剂 R290具有“易燃易爆”的缺点是目前限制其大规模推广的最大阻碍。R290与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。提高R290安全性的手段包括减小灌装量、隔绝着火源、防止制冷剂泄露及提高泄漏后的安全防控能力等。 R290的汽化潜热大约是R22的2倍，这意味着单位质量R290的制冷能力更高所以可以减小制冷剂充注量，减小灌注量后在一定程度上可减小制冷剂的泄漏量，从而提高R290使用的安全。 减小泄露量及提高泄露检测、应对能力是提高R290安全性的一个重要。据了解，目前多数厂家的空调密封性检测标准要求很高，正常空调年泄露量可以控制在5g以下，不会产生任何危险。现在出现的制冷剂泄露多集中在空调安装、使用、维修过程中，而这些过程中又存在如环境、使用方式等诸多不可控因素，因此这些过程中的安全控制措施仍需进一步研究与完善。 通过提高对制冷剂泄露的检测能力，以及泄露应对速度和能力，将大大降低R290的危险性。如在空调系统中增设制冷剂泄露浓度检测装置，一旦泄露浓度超过预设值就自动执行断电、通风、警报等防范措施从而避免安全隐患。因此，通过完善严密的控制防范措施，R290的“易燃易爆”危险是可以得到有效控制的，在目前来看其仍是最具潜力的HCFC替代物质。 主要碳氢制冷剂主要碳氢制冷剂R600a 制冷剂R600a是一种性能优异的新型碳氢制冷剂，取自天然成分，不损坏臭氧层，无温室效应，绿色环保。其特点是蒸发潜热大，冷却能力强；流动性能好，输送压力低，耗电量低，负载温度回升速度慢。与各种压缩机润滑油兼容。 主要用作超低温制冷剂，与R22组成的制冷系统用于-80～-120℃的超低温制冷装置。也用作泡沫塑料的发泡剂,作制冷剂替代R12。 混合制冷剂混合制冷剂混合制冷剂是由两种或者两种以上制冷剂组成的混合物。 一：共沸混合制冷剂 气液相平衡时气液两相组成相等，包括相平衡时气液两相组成近似相等的近共沸混合制冷剂。 二：非共沸混合制冷剂 气液相平衡时气液两相组成不相等。 这两种非理想混合过程使得混合制冷剂在制冷系统中冷凝压力降低，蒸发压力升高，压缩机的排气温度降低。这就使得制冷机的压比降低，压缩机的容积效率得到改进，制冷量增加，制冷系数提高，从而提高了制冷系统的能量效率。混合制冷剂混合制冷剂 不同种类的混合制冷剂具有不同的热物理性质，这就为制冷剂的优选提供了较大的余地。对于某一固定的制冷系统，在其最佳运行工况下，要求制冷剂必须具有特定的热物理性质。合理选用不同的共沸混合制冷剂使其满足这种特定的热物理性质，就可以提高制冷系数的热力学效率，从而达到节能的效果。 null非共沸混合制冷剂的节能特点： 非共沸混合制冷剂在相变过程中出现各组分的混合与分离现象。冷凝过程是高沸点组分冷凝和低沸点组分溶解的过程，其中各组分既要放出自己的液化潜热又要放出混合热，最终使单位制冷剂的冷凝热增大。而蒸发过程是低沸点组分解吸和高沸点组分蒸发的过程，此时各组分除吸收各自的汽化潜热外，还将吸收相应的分离热，结果使单位制冷剂的吸热量即制冷量增加。这是制冷系统在没有增加功耗的情况下增加了制冷量。同时制冷剂的单位容积制冷量也相应提高。研究表明，使用非共沸混合制冷剂后，制冷系统显著降低了能耗。 非共沸混合制冷剂在相变过程中其气相和液相间的组成差异影响非共沸混合制冷剂的热力学能。在相变过程中出现的气相和液相的组成的明显差异使得非共沸混合制冷剂的各组分比较容易混合与分离，从而达到调节混合比的目的。 一些民用空调器，在全年运行期间，外界的环境条件变化相当大，常规使用的单一制冷剂的空调器，如R22的适用范围很小，它在某一特定气候条件下性能指标非常好。而在气候条件变化时性能指标就会下降。非共沸混合制冷剂因其相变时配比随之变化，对变工况运行的适应能力较强，可以根据气候条件变化来调整制冷剂各组分的浓度。 混合制冷剂混合制冷剂 另外，采用非共沸混合制冷剂可以实现劳伦兹循环，其吸热平均温度较高，放热平均温度较低，因此具有较高的卡诺效率。 null混合制冷剂混合制冷剂混合制冷剂有两个特点： 一、调节沸点 对于共沸工质：沸点混合后沸点高于或者低于各组分沸点； 对于非共沸工质：沸点在各组分之间； 二、调节热力性能 高沸点组分中加入低沸点组分，qv提高，反之，COP提高。 ER-445ER-4451、油混率高 HC445系列天然制冷剂的油混率极高,与所有常用冷冻润滑油（矿物润滑油，合成润滑哟）兼容，无毒，对金属的耐油橡胶均无腐蚀性；而许多制冷剂需要专门配套的制冷剂润滑油，如使用不当，就会出现问题，使用天然制冷剂可防止出现制冷剂和制冷剂润滑油不兼容造成的问题。 2、用途广泛 HC445系列天然制冷剂主要用于冰箱、家用空调、中央空调、冷藏车等制冷系统。 3、灌充方便 不论什么类型的冰箱，家用空调、中央空调和其它制冷设备换用HC445系列天然制冷剂，在大多数情况下都无需进行改装，按原有的灌充程序即可，但建议使用数字磅秤，确保灌充量准确无误。 4、适应性强 大多数制冷剂的成份为氯氟烃，氯氟烃或氢氯氟烃混合物，这些制冷剂已被证明不适合酷热或热带地区使用，而HC445系列天然制冷剂对酷热气候具有独到的适应性。 5、完全达标 HC445系列天然制冷剂符合欧洲标准，澳大利亚/新西兰标准，属无氟、高效、节能环保产品。 6、引燃温度（℃） 450度，在日常正常使用的情况下，不会引燃。 7、爆炸上限和下限 上限（%(V/V)）为9.5，下限（%(V/V)）为1.9，低于下限或者高于上限都不会引起爆炸，安全性有保障。 null