家用制冷設(shè)備中制冷劑選用分析

熊飛貴州省電子商務(wù)學(xué)校

家用制冷設(shè)備中制冷劑選用分析

熊飛
貴州省電子商務(wù)學(xué)校

目前家用空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備使用的制冷劑種類繁多，選擇一種合適的制冷劑是比較困難的，必須考慮許多因素和進(jìn)行全面評價(jià)。本文主要對當(dāng)前使用的制冷劑和替代產(chǎn)品的性能和選用進(jìn)行比較、分析。

制冷劑；制冷設(shè)備；性能；選用

制冷劑，是在制冷循環(huán)系統(tǒng)中通過自身物理狀態(tài)的改變，來實(shí)現(xiàn)溫度交換的一種介質(zhì)。制冷劑在壓縮機(jī)工作下獲得高溫高壓的氣體制冷劑從高壓端流出，在冷凝器中將熱量和周圍的空氣或者水等交換冷凝成液態(tài)，再在蒸發(fā)器中吸收空間內(nèi)的被冷卻介質(zhì)空氣或者水的熱量，最終實(shí)現(xiàn)制冷的目的。當(dāng)前，制冷劑廣泛應(yīng)用于電冰箱、家用空調(diào)等制冷設(shè)備中。制冷劑的種類繁多，目前有80種左右，有無機(jī)化合物氨(R717)、水R718、二氧化碳R744；有機(jī)化合物氟利昂，二氟一氯甲烷(化學(xué)式CHClF2)制冷劑專用名稱R22、四氟乙烷CF3CH2F--R134a、碳?xì)浠衔锉?C3H8)--R290、正丁烷(C4H10)--R600、異丁烷--R600a等；混合制冷劑，R410a（是R125和R32各50%混合而成)等類型，并且種類不斷研發(fā)壯大中，但用于家用空調(diào)和冰箱種類并不多。本文就現(xiàn)階段家用制冷設(shè)備中使用的制冷劑類型和選用進(jìn)行分析。

制冷劑R22

制冷劑R22，中文化學(xué)名稱：二氟一氯甲烷，分子式：CHClF2, R22屬于氟利昂產(chǎn)品中的一員，屬于氫氯氟烴類制冷劑,簡稱HCFC。在常溫下R22是一種無色、無味的氣體，不燃燒、不爆炸、無毒性，在加壓時(shí)可以液化成無色透明的液體。相對分子質(zhì)量為86.47，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)-40.8℃，臨界溫度96.1℃，臨界壓力4.99MPa，臭氧層破壞潛能值（ODP）0.055，溫室效應(yīng)（GWP）1810。在干燥的環(huán)境中，溫度在200以下，R22一般不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，穩(wěn)定性很高，技術(shù)應(yīng)用成熟，同時(shí)價(jià)格低廉，是目前家用空調(diào)行業(yè)普遍使用的制冷劑類型。但R22對臭氧層的破壞和全球變暖的重要影響，被國際社會(huì)列為禁用的制冷劑之一。根據(jù)1992年哥本哈根大會(huì)決議《蒙特利爾議定書》對R22的禁用期限做出了明確的規(guī)定：發(fā)達(dá)國家到2010年要減少75%，到2015年要減少90%，到2020年全面禁止生產(chǎn)R22，發(fā)展中國家也在逐漸減少中，到2030年也全面禁止生產(chǎn)R22產(chǎn)品。隨著人類環(huán)保意識(shí)的提高，世界各國都在加快研制新產(chǎn)品替代R22的步伐，一些新的替代物應(yīng)運(yùn)而生。發(fā)展中國家可延期到2040年全面禁止生產(chǎn)R22產(chǎn)品。

制冷劑R410A

制冷劑R410A,是一種混合制冷劑，它由50%的二氟甲烷（R32）和50%的五氟乙烷（R125）混合而成,屬于氫氟烴類（HFC）。R410A在常溫下是一種無色，無味的氣體，不渾濁，易揮發(fā)，分子量72.6，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)-51.6℃，臨界溫度72.5℃；制冷系統(tǒng)的高壓為3.0MP，低壓為：1.2MP，在相同的情況下約為R22的1.5倍。具有穩(wěn)定，無毒，制冷（暖）效率更高等特點(diǎn)。制冷劑R410A中不含氯元素，不會(huì)與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)破壞臭氧層。R410A目前是R22制冷劑的主要替代產(chǎn)品之一。

制冷劑R134a

R134a，化學(xué)名四氟乙烷，分子式：CH2FCF3，分子量：102，屬于HFC型制冷劑，R134a具有良好的綜合性能，無毒，制冷性能又非常接近R12，使之成為一種非常有效又安全的替代R12的產(chǎn)品。R134a可用在目前使用R12的許多領(lǐng)域，包括：電冰箱、汽車空調(diào)、小型固定制冷設(shè)備、超市中的中溫制冷、工商業(yè)的制冷機(jī)，發(fā)泡劑，氣霧劑產(chǎn)品，以及鎂合金保護(hù)氣體等。

制冷劑R600A

制冷劑R600A，又名：異丁烷。分子式C4H10。在常溫下為無色無味的氣體，在自身壓力下為無色透明液體，制冷劑R600A是一種新型碳?xì)渲评鋭?，屬于非氟利昂類新型制冷劑。?biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)：-11.8℃，熔點(diǎn)：-159.6℃，燃點(diǎn)：460℃，分子量58.12，臨界溫度為135℃，相對于水的密度為0.56。R600A取自天然成分，不損壞臭氧層，無溫室效應(yīng)，綠色環(huán)保。與各種壓縮機(jī)潤滑油兼容。是R12的最終替代產(chǎn)品之一。

選用制冷劑的替代品是較困難的，必須考慮多種因素，又要進(jìn)行全面評價(jià)，既要符合臭氧層破壞系數(shù)(ODP)、全球變暖系數(shù)(GWP)等環(huán)保方面的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮可燃性、毒性等安全方面的考慮，同時(shí)還要考慮相容性、維修和運(yùn)行成本等經(jīng)濟(jì)因素。一種制冷劑的優(yōu)劣，應(yīng)當(dāng)綜合考慮以下幾個(gè)因素：

1.安全、可靠性

2.ODP：臭氧層破壞系數(shù)。

3.GWP：全球變暖系數(shù)。

4.理想狀況下的制冷量。

5.維修和運(yùn)行成本。

幾種常見制冷劑特性的比較

應(yīng)用廣泛應(yīng)用于家庭、商業(yè)、工業(yè)空調(diào)設(shè)備家用空調(diào)汽車空調(diào)，冰箱，冷柜電冰箱

氫氟烴類（HFC）制冷劑不破壞臭氧層，是當(dāng)前氫氯氟烴類(HCFC)制冷劑的主要替代產(chǎn)品。用來替代R22的主要物質(zhì)有R410A,R407C,替代R12的主要物質(zhì)是R134A，R600A。

R12與R134A比較，R134A和R12都是溫室氣體，R134A的臭氧層破壞系數(shù)(ODP)等于0，因此R134A是環(huán)保型制冷劑。目前美國、日本等國家采用R134A來代替R12，但R134A在價(jià)格上也不便宜，同時(shí)還有一定的溫室效應(yīng)，是《蒙特利爾議定書》中受限制氣體之一，因此R134A不是R12的最終替代產(chǎn)品。

R600A與R134A比較，R600A與R134A都是無氟制冷劑，R134A具有性能穩(wěn)定、安全、無毒、不破壞大氣層。而R600A對大氣臭氧層無破壞作用，同時(shí)也無溫室效應(yīng)，是R12一步到位的替代產(chǎn)品。但R600A制冷劑具有可燃性，有爆炸的可能性，在制冷系統(tǒng)的售后服務(wù)時(shí)要求比較高，在這方面需要大家繼續(xù)改進(jìn)技術(shù)。

R410A與R22比較，兩者都屬于氟利昂制冷劑家族中的一員，同時(shí)都容易產(chǎn)生溫室效應(yīng)。但R22的在制冷性能方面要優(yōu)于R410A，R22在家用空調(diào)系統(tǒng)中具有良好的制冷性能，同時(shí)性能穩(wěn)定，技術(shù)成熟，價(jià)格還便宜,因此當(dāng)前家用空調(diào)廣泛選用R22制冷劑。如果選用R410A,我們將面臨各種各樣的困難，既有設(shè)備和材料的不足，又有售后服務(wù)人員的維修困難。大范圍的使用R410A制冷劑，必然造成資金的大量投入在新的制冷設(shè)備和維修方面，而一段時(shí)間過后，完全環(huán)保的新型制冷劑研發(fā)出來后，R410A也將被替代，這樣一來，當(dāng)前的投入就完全浪費(fèi)了，這都是商家和消費(fèi)者都是難以承擔(dān)的后果。作為R22的替代品，R410A并不是我們的最好選擇，它只是一個(gè)暫時(shí)的替代產(chǎn)品，在筆者看來，最終我們選用的制冷劑應(yīng)該是即無臭氧層破壞作用，又無溫室效應(yīng)的完全環(huán)保的新型制冷劑，因此對R410A寄予太大的希望和熱情是無用的。

根據(jù)我國簽署的《蒙特利爾議定書》，我國可以繼續(xù)使用R22止到2040年，這是國家為我國制冷設(shè)備廠家爭取來的利益。生產(chǎn)制冷設(shè)備的廠家應(yīng)該充分利用這個(gè)大好時(shí)期，一方面利用市場上廣泛使用的R22制冷劑的配套設(shè)施和服務(wù)，持續(xù)為大家提供合格的制冷設(shè)備產(chǎn)品和服務(wù)；另一方面，廠商應(yīng)加大投入、研發(fā)安全又滿足環(huán)保要求的新型制冷劑，爭取在2040年之前，將完全環(huán)保的新型制冷劑產(chǎn)品生產(chǎn)出來，這樣就完全沒必要使用過渡替代產(chǎn)品，大大地節(jié)約了社會(huì)成本和資金。

綜上所述，目前市場上完全理想的制冷劑是不存在的，現(xiàn)階段R22制冷劑與其它替代制冷劑相比，仍然具有高效、穩(wěn)定、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)，在家用空調(diào)的應(yīng)用方面仍將處于優(yōu)勢地位，在理想的制冷劑問世之前，R22制冷劑仍然是實(shí)用的選擇。在家用電冰箱產(chǎn)品中，選用環(huán)保型的非氟利昂類新型制冷劑R600A,只要加強(qiáng)售后人員的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，改進(jìn)維修技術(shù)，完全可以滿足環(huán)保和市場需求，是最理想的選擇。

[1]國家環(huán)境保護(hù)總局.關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書.2004：9.3

[2]宋德富，楊新華.淺談空調(diào)冷媒的選擇及使用前景.中國建筑學(xué)會(huì)建筑熱能動(dòng)力分會(huì)第十五屆學(xué)術(shù)交流大會(huì)，2007-09-01

[3]《R410A與R22冷媒的對比分析》學(xué)術(shù)前沿中國制冷網(wǎng)2013：9.3

[4]Spatz，M.W.，Yana Motta，S.F..An Evaluation of Options for Replacing HCFC一22 in Medium Temperature Refrigeration Systems.Proceedings of the International Congress of Refrigeration，Washington DC，2003

[5]閆庚禮.如何選用制冷劑.中小企業(yè)管理與科技，2009年6 期