信易在環保冷媒方面的努力

 

序言

地球臭氧層的破壞已引起國際社會的嚴重關注，1985年在維也納製定了《保護臭氧層維也納公約》，隨後於1987年9月16日在加拿大的蒙特利爾會議上，通過了《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，並於1989年1月1日起生效。1991年6月，中國正式提出加入經修訂的《蒙特利爾議定書》。

廣泛使用於中小型製冷機的冷媒R22已被列為管製品，目前正逐年遞減使用量，並將於2030年完全廢止。為了因應管製措施，各國冷凍空調設備製造商與冷媒廠紛紛投入R22替代品的研發。因此尋找新的環保製冷劑來替代原先認為性能優良的R22是這一行業面臨的迫切任務。

 

 

環保冷媒的新趨勢

替代冷媒的重點在於：降低臭氧層破壞指數；降低冷媒的危險性(如燃燒性、毒性)，以安全性高的冷媒混合危險性較高的冷媒，使其混合後濃度低於危險濃度以下；近似於R22的熱力性質(如操作壓力、能源效率)，以期能迅速、方便替代R22冷媒。

 

從目前情況分，替代冷媒有許多種，大致歸納如右圖所示。潛在的替代物有合成的和天然的兩種。合成的替代物有HFC注1，天然的有NH3，CO2，水，碳氫化合物等。

 

在替代冷媒中，大致可分為純工質冷媒與混合物冷媒兩大類。例如R134a为纯工质冷媒，而R407C、R410A等为混合冷媒。R407C的组成为HFC-32 / HFC-125 / HFC-134a (23 / 25 / 52wt.%)，为非共沸(Non-Azeotrope)冷媒。R410A的组成为HFC-32 / HFC-125(50 / 50 wt.%)，为近似共沸冷媒。

 

注1：CFC，氟氯烃，即只含氟、氯、碳，三种元素的卤代烃。
HCF，氢氟烃，即只含氢、氟、碳，三种元素的卤代烃。
HCFC，含氢氯氟烃，即只含氢、氟、氯、碳，四种元素的卤代烃。
CFC，HCFC和HCF都是常见的制冷剂，不过，CFC已经被禁止使用，HCFC也正在逐步退出历史舞台，因为CFC和HCFC有一个统称——氟利昂。
HFC，不含氯原子的氢氟烃类物质(如四氟乙烷：R134a，目前部分制冷行业使用的环保制冷剂) 。
混合物，由两种或多种化合物组成。利用有限的几种制冷剂混合并通过仔细配比，可能得到新的制冷剂。
共沸制混合物，是由两种或多种制冷剂组成的混合物，在给定的压力下有均匀的气相和液相组份。更简单地说，制冷剂混合物在制冷循环过程中就象单组份制冷剂而不会发生分馏。共沸制冷剂无温度滑差。
非共沸混合物，是蒸发时体积组分和饱和温度会发生变化的混合物。简而言之，它们将分馏。

 

 

冷媒的简介与特性

R22特性与简介

R22在常溫下为无色，近似无味的气体，无腐蚀、毒性极微，加压可液化为无色透明的液体。

 适用的冷冻机油有烷基苯合成油AB(Alkybenzene)、多元醇酯合成油POE(Polyol Ester)、环烷基矿物油MO(Mineral oil)。

R407C特性与简介

R407C作为R22的长期替代品，其热力性质与R22非常接近，组成为HFC-134a / HFC-32 / HFC-125=52 / 23 / 25wt.%。R407C是不破坏大气臭氧层的环保製冷剂。压缩机能力及系统之溫度与压力亦与R22相仿，被认为是可以直接替代之冷媒，其特点为：

■ 当系统充填冷媒时，须採用液态充填。若系统有泄漏发生之时，冷媒成分将发生变化，造成维修上的困难。
■ 须使用合成冷冻油，吸湿性极高。
■ 工作压力与R22近似。
■ 系统效率比R22低约5%。
■ 冷媒价格甚高。

压缩机生产商通常建议使用多元醇酯POE(Polyol Ester)冷冻机油。

 

R410A特性与简介

常溫常压下，R410A是一种不含氯的氟代烷非共沸混合製冷剂，无色气体，贮存在钢瓶内，是被压缩的液化气体。R410A是不破坏大气臭氧层的环保製冷剂。

因为与R22 相比，R410A 的压力要高得多，所以典型的R22压缩机不可使用 R410A 製冷剂。

压缩机生产商通常建议使用多元醇酯POE（Polyol Ester）冷冻机油。

R410A之性质与R22比较，除了临界压力接近外，其余性质相差颇多。然而，R410a取代R22的重要理由之一是性能系数(COP)比R22高。

 

由以上的比较来看，R410A成为R22最终替代品的机会很大。

 

R134a特性与简介

R134a是目前国际公认的替代R12的主要製冷剂之一，也可以用来配製其它混合製冷剂，如R404A和R407C等。

R134a 的热力和物理性质，以及其低毒性，使之成为一种非常有效和安全的替代品，用以替代製冷工业中使用的 R12。纯质冷媒，可用於满液式系统，系统发生泄漏时成分不致发生变化，工作压力低於R22，无压力容器结构问题，冷媒价格低於R407C、R410A。

 

 

压缩机生产商通常建议使用多元醇酯POE(Polyol Ester)和聚二醇PAG(Polyalkylene Glycol)冷冻机油。

选择製冷剂需要考虑的因素很多，因为选择任何一种製冷剂都会对製冷系统的整体运行情況、可靠性、成本和市场接受度造成一定影响。新的製冷剂由於其热传递和压降的不同而导致製冷剂传输性能的不同，这会在系统设计和系统性能上产生重大的影响。大型的离心式冷水机组已经基本全部转移成R134a，螺桿机组也正向R134a转移，小型风冷和水冷机组(小於200冷吨)主要是两种候选製冷剂R407C和R410A。

 

信易在环保冷媒上的努力与成就

信易一直致力於为客户提供更优质更环保更节能的产品，领导和推动行业的发展。冰水主机使用的HCFC22(R22)製冷剂的替代问题在几年前就已认识到，並着手进行相应的开发设计，经过几年对全系列产品的不同的样机进行不断的试验、调整、验证、定型，信易已对所有冰水主机完成环保冷媒的替換，再一次走在行业的领先位置。

 

信易螺桿式冰水主机使用R134a环保冷媒，由於R134a在压缩能耗上具有显著的优势，故大型系统使用R134a可以比R22带来更好的节能效益，如下表所示R134a机组具有更小的消耗功率：

 

 

信易SICC-A系列冰水主机使用R407C环保冷媒，通常直接将R22冷媒机组更換为R407C使用时，能力和能效均不可避免会出现不同程度的衰減，如下表所示：

 

 

由於使用经过优化的R407C专用压缩机，以及经过优化的換热设计和更严格的工艺控制，信易SICC-A系列採用R407C机组的能力和能效得以保持与R22相同水平，较大限度的发挥了R407C环保冷媒的系统性能。
 

信易SIC系列冰水主机使用R410A环保冷媒，R410A冷媒已在全球范围内的家用空调上得到广泛使用，並在中小型的风冷、水冷机组得到越来越广泛的认可。鉴於R410A冷媒本身的性能表现，信易SIC系列 R410A机组比R22机组拥有更低的能耗，並因而更加节能。

 

另外需要说明的是，由於环保冷媒特性与R22不同，所使用的冷冻机油均为合成油，容易受到水分、氧化层、油脂等不纯物的影响，所以，在施工操作时需充分注意，使用洁净的配管，防止水分等混入。另外，还要注意的是不能使用已经使用过的配管，在安装施工时必须保证使用新配管。在焊接的过程中需保证在配管内一边流通氮气，一边焊接。请不要与其它的冷媒、冷冻机油进行混合，在添加冷媒时，需使用液体方式添加。

 

结论

总结R410A之发展来看，应为R22较长期之替代品，目前仍在实物设计发展与测试阶段，各国冷冻空调製造厂皆密切注意它的发展。从系统的性能来看，R410A优於R22是被确定的，但实际发展中，压缩机的取得是应用的关键。由於R410A的操作压力比R22高出56%至65%，压缩机的结构须重新设计。

 

为了适应环保的要求，信易在实现替代物的转轨工作中，根据自身特点和条件，符合实际需要，全面权衡安全、环境、能效、投入等诸多方面，从技术与经济上作出考虑，选择以上几种冷媒作为信易环保冷媒机型的发展方向，並坚持绿色环保，高效节能，減少排放，加强回收，注重培训和研究开发，以达到公司和客户双赢的局面。