1、1氨制冷系统与氟制冷系统的比较摘要：蒸汽压缩式制冷系统按采用的工质不同,可分为氨制冷系统、氟制冷系统。由于采用的工质不同,制冷系统的特性、构造及应用范围亦不同。此文试图对氨制冷系统与氟制冷系统的异同进行分析比较,以利制冷系统的选择和决策。 关键词：氨制冷系统；氟制冷系统；选择和决策 中图分类号：G353.11 文献标识码：A 文章编号： 1、制冷剂 氨和氟（针对 R22）都是中温制冷剂，在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量相差不大，但为提高制冷量，制冷剂在节流以前一般均需要过冷，实验表明，当冷凝温度 tk=30, 蒸发温度 to=-15时，每过冷 1制冷系数 R22 增加 0.85%，而 R71
2、7 为 0.46%. 氨对人体有毒，氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味。一旦泄漏将污染空气、食品，并刺激人的眼睛、呼吸器官。氨液接触皮肤会引起“冻伤” 。如果空气中氨的容积浓度达到 0.50.6%时，人在其中停留半个小时即可中毒，浓度达到 1114%时即可点燃，当浓度达到 1625%会引起爆炸（系统中氨所分离的游离氢积累到一定的程度，遇空气引起强烈爆炸） ，江浙和福建等地曾多次发生氨压缩机或制冷系统爆炸事故，导致设备毁坏和人员伤亡的惨重损失。而且，我国已明确规定在人口稠密的场合，不能使用易燃、易爆的有毒制冷剂。 2氨在润滑油中的溶解度很小，因此氨制冷剂管道及换热器的表面会积有油膜，影响传热效果。
3、氨液的比重比润滑油小，在贮液器和蒸发器中，油会沉积在下部，需要定期放出。 因氨压力在 0 公斤时，蒸发压力为-33.4，为避免制冷系统在负压下工作，目前氨主要用于蒸发温度在-34.4以上的大型或中型制冷系统中。 因此，从安全、方便、卫生等方面考虑，特别是对空调、贮藏、-34以下制冷系统氨机不理想。 氟里昂是一种常用的高、中、低温制冷剂。它无色，无味，不燃烧，不爆炸，化学性能稳定。基本无毒（我国国家标准 GB7778-87 综合考虑制冷剂的燃烧性、爆炸性、对人体的直接侵害三个方面的因素，对制冷剂进行安全分类，R22 被列为第一安全类，而 R717 被列为第二安全类） ，又可适用于高温、中温、和低
4、温制冷机，以适应不同制冷温度的要求，能制取的最低蒸发温度为-120 氟里昂能不同程度的溶解润滑油，不易在系统中形成油膜，对传热影响很小。同时，氟里昂制冷机组在设计时还考虑到了工质的替代问题,即在使用新工质时,无须对系统进行改动。 2、制冷系统 氨制冷压缩机本身的特点，蒸发温度低于-28时要采用双级压缩，且氨机需提供泵供液系统及复杂的回油机构，致使系统庞大、辅机多、管路复杂，阀门多，施工安装程序复杂，施工周期长。同时会带来故障隐患的增加（江浙和两广等地，氨系统曾发生多起蒸发管道和加氨管道、3阀门破裂、脱开等引起跑氨事故，氨阀阀芯脱落，陷入阀体内卡死的事故更是频繁发生） 。由于氨具有较大的毒性,机
5、房向外开启的门不允许同向生产性厂房, 氨制冷系统的设备间不宜布置在其它厂房的共同建筑之内。而且氨机运行时噪音大，振动较大，产生的动载荷大，对库体的影响不可忽略。因此必须单独设置机房。且氨系统中阀门均为开启式阀门，制冷剂的微量泄漏是无法避免的。 氟里昂的特性决定了氟系统管路较氨系统简单的多。氟里昂机组的配置已经非常完备，只需简单的接管即能投入运行。且氟机组体积小，占地少，不需单独设机房，大大节省了空间，机组噪音低，所有阀件为全封闭阀件，无工质泄漏等问题。 3、控制系统 氨系统无法完全实现自动控制。其开、停机及供液调节等工作必须由人工操作完成，需设专业人员对氨机进行 24 小时管理，且保护装置不完
6、备。 氟系统可实现完全自动控制，无需专人看管。保护装置完备，机组配有电压保护、温度保护、电流保护、压力保护等完备的保护措施，并可实现计算机控制，能量调节范围广。 4、制冷系统的选择和决策。 4.1 一次性投资。一般情况下，大中型氨制冷系统较同规模的氟制冷系统投资少。这主要是因为氟制冷系统的制冷机组、设备、管路及阀件价格较高，且氟制冷系统自动化程度高，投资相对较高。 4.2 运行成本。氨制冷系统的工质价格低廉，且制冷工质单位制冷量4大，耗电较少，运行成本较低。氟制冷系统的工质价格较高，单位制冷量较小，耗电相对较多，运行成本较 4.3 环保特性。氨制冷系统的制冷剂氨是自然工质，消耗臭氧系数ODP=
7、0，地球变暖系数 GWP=0 对环境无污染。氟制冷系统的 CFCs 工质，因破坏臭氧层的特性，已被淘汰。HCFCs 工质，消耗臭氧系数 ODP 较小，地球变暖系数 GWP 较小，对环境有一定破坏作用，根据有关国际协定，发展中国家允许在 2040 年以前使用。 4.4 节能特性。氨制冷系统制冷系数 COP 较大，节能效果较好。氟制冷系统制冷系数 COP 较小，节能效果较差。两种制冷系统均可采用以下节能措施，降低能耗，提高制冷系数： 降低冷凝温度； 防止蒸发温度过低，保持适宜的蒸发温度； 节流阀前液体再冷却； 主机、水泵与风机可采用变频技术，降低能耗； 采用多级压缩循环； 某些制冷工质（如 F-1
8、34a）可采用回热循环； 采用变流量控制； 应用电子膨胀阀供液； 应用 PLC、PID 技术，电子计算机技术和现代通信技术，实现自动化控制； 采用效率较高的数码涡旋式、带经济器的螺杆式制冷压缩机，改进活塞式压缩机； 5采用效率较高的蒸发式冷凝器和板式蒸发器； 制冷系统运行中，经常放空气、防油、除霜、清洗冷凝器和蒸发器的水垢； 空调系统，可采用太阳能热泵、空气源热泵、水源热泵和地源热泵；并保持经济合理的室内温度； 采用多联机组； 4.5 安全性，氨在空气中达到 16%25%时，遇明火可爆炸。氨有毒，可引起窒息和冻伤。安全性较差。在人口密集的场所，不应使用大容量的氨制冷系统。F-22 无毒，与空气
9、混合遇明火不爆炸，安全性较好。在人员密集的场所（发展中国家） ，应用 F-22 系统和 F-134a 系统较安全。当然，有条件的话，应用 CO2 制冷系统更环保、更安全。 4.6 供液和回气管路。氨系统一般采用下进上出方式连接蒸发器；氟系统一般采用上进下出方式连接蒸发器，以利回油。氨系统水平吸气管道应坡向循环桶或气液分离器；氟系统水平吸气管道应坡向压缩机。 4.7 供液方式。氨系统和氟系统均可采用直接供液、液泵供液和重力供液方式，给蒸发器供液。 4.8 应用范围。氨系统和氟系统均是中温制冷工质，均具有适中的压力与温度，既可用于冷冻冷藏、也可用于空调、工业制冷、啤酒业和制药业。氟系统用于直接蒸发
10、式空调系统更安全。氨系统可采用间接冷却方式（通过载冷剂）用于空调。 4.9 自动化控制程度。氟制冷系统自动化程度高，一般不用人工操作，可节约人工成本。氨制冷系统多为人工操作，自动化程度较低，但运行6稳定性好。 4.10 氨与油的溶解度较小，氨系统换热器表面易形成油膜，影响传热，因此，蒸发器、冷凝器、储液器、中冷器、油氨分离器应定期放油。氟系统中，氟与油相互溶解，换热器表面不会形成油膜，不会影响传热，但蒸发器中油太多会使蒸发温度升 5 其他 5.1 氟利昂制冷系统采用并联机组，单台压缩机功率较小，当冬天室外温度较低的时候，制冷机组可以自动进行多级能量调节，当负荷较大的时候，多台压缩机同时运转，而
11、当冬季负荷较小的时候，可能就部分压缩机运转，节能效果非常明显：氨制冷压缩机虽然也可以进行能量调节（手动） ，但压缩机单机功率较大，节能效果并不明显。 5.2 氨和润滑油不互溶，氨系统在运行一段时间后，冷凝器、冷风机等换热设备底部会沉积大量油污，使得换热器热效率降低。所以需要定期人工清理。 5.3 当空气中氨浓度达到一定值时，遇明火易爆炸，要求机房有良好的通风，这样，机房和设备间只能设置在冷库的一角或单独设置，造成系统管路较长，冷量损失较大。 5.4 由于氨毒性较大，一旦泄漏，尤其是库内部分泄漏，将对库内的物品造成污染，影响产品质量。 5.5 由于氨制冷系统自动化程度较低，系统运行的可靠性、经济性基本上由人员决定，库内储存物品质量也由操作人员决定，这就使操作人员要经过培训才能掌握操作技能在；而氟利昂制冷系统为自动化运行，7系统的可靠性基本上不受人为因素影响。综上所述，氨制冷系统虽然一次性投资较氟利昂系统便宜 20。但是每年要比氟利昂系统多出 10，仅 34 年就要高出氟利昂系统。所以本项目采用氟利昂系统更经济实惠 6、结束语 综上所述，氨制冷系统虽然一次性投资较氟利昂系统便宜 20。但是每年要比氟利昂系统多出 10，仅 34 年就要高出氟利昂系统。所以本项目采用氟利昂系统更经济实惠。
