В промышленности машин для производства льда охлаждение аммиака и охлаждение фтора всегда были в центре споров. Выбор метода охлаждения может максимизировать экономические, экологические и социальные выгоды. В данной статье объективно анализируется природа аммиака, фторсодержащих хладагентов и аммиачных и фтористых холодильных систем, а также обобщается статус применения, существующие проблемы и направления исследований двух методов охлаждения в отрасли, что поможет людям иметь четкое представление об этих двух методах охлаждения. К пониманию.
1. Сравнение свойств аммиачного хладагента (R717) и фторсодержащего хладагента (R22 и R404A)
С точки зрения безопасности: взрывоопасность и токсичность аммиака значительно ограничивают его применение, и с частыми новостями об аммиачных холодильных системах в последние годы у людей есть определенный страх перед аммиачными холодильными системами. Высокая безопасность фторсодержащих хладагентов является основной причиной быстрого развития фторсодержащих холодильных систем в последние годы.
Охрана окружающей среды: ODP аммиака равен нулю, а GWP также равен нулю. R404A является более экологически чистым хладагентом, а хладагент R22 из-за его плохих экологических показателей развивающиеся страны ограничат его применение до 2020 года. В настоящее время люди в отрасли активно ищут альтернативные хладагенты, которые являются более экологически чистыми.
Совместимость материала: Когда аммиак содержит влагу, он разъедает медь. Поэтому медь и медные сплавы не могут быть использованы для труб и клапанов аммиачной системы. Существуют определенные ограничения в выборе материалов системного оборудования. Фтористые хладагенты обладают высокой химической и термической стабильностью, и теоретически они не являются коррозионными для всех металлов. Взаимодействие с водой: допустимое содержание аммиака в воде менее 0,2%. Поскольку аммиак легко растворим в воде, даже если есть следовое количество воды, он не будет выглядеть «ледяной пробкой», как фреон, поэтому необходимо высушить аммиачную холодильную систему до трубопроводной системы. Требования не такие строгие, как к фреону. Фреон трудно растворить в воде, поэтому при наличии воды в системе легко вызвать засорение льда. Обычно у нас есть фильтр-осушитель в системе. Взаимодействие с маслом: В настоящее время смазочным маслом аммиачной холодильной системы является минеральное масло, которое нельзя смешивать с аммиаком. Оборудование, такое как маслоотделитель и масляный коллектор, обычно устанавливается для возврата смазочного масла в компрессор с помощью автоматического или ручного управления. R404A не смешивается с минеральным маслом и алкилбензольным маслом, но может смешиваться с полиэфирным маслом (POE). Однако при высоких температурах (около 50°C) будет происходить нерастворимое расслоение, и R22 также слабо растворим в смазочном масле. Поэтому крупномасштабные фторсодержащие холодильные системы обычно оснащаются нефтяными и масляными резервуарами. Возьмем в качестве примера R404A. Разница между двумя компрессорами заключается только в хладагенте. Сравните холодопроизводительность R717, R22 и R404A при одинаковой температуре испарения (-10°C), температуре конденсации (45°C), жидкостном переохлаждении (0K) и всасывающем перегреве (10K). Аммиак имеет больше преимуществ, чем фтор, с точки зрения холодопроизводительности, COP и массового расхода. Однако температура выхлопных газов R717 намного выше, чем у R22 и R404A, что повысит требования к конфигурации компонентов системы. Аммиак имеет гораздо большую холодопроизводительность на единицу массы фтора, что указывает на то, что аммиак имеет лучшую холодопроизводительность. Однако, когда температура испарения достигает -33,33°C, манометрическое давление аммиака равно 0. Чтобы избежать работы системы под отрицательным давлением, аммиак обычно используется для систем, где температура испарения выше -33,33 ° C.
2. Сложность системы
Трубчатая машина для охлаждения аммиака представляет собой насосно-подающую систему. Поскольку минеральное смазочное масло, используемое в аммиачной холодильной системе, не смешивается с аммиаком, аммиачная система незаменима для маслоотделителей, маслосборников и другого оборудования для обеспечения возврата масла в систему и снижения температуры системы, так что аммиачная масляная система очень сложна. Это делает аммиачную систему огромной, много вспомогательных машин, сложные трубопроводы, много клапанов, сложную конструкцию и длительный период строительства. Фторсодержащая система имеет компактную структуру, небольшую площадь и мало аксессуаров. Конфигурация агрегата была очень полной, и большая ее часть может быть завершена на заводе поставщика агрегата.
3. Инвестиции в оборудование
Аммиачная система включает в себя множество оборудования, в основном включая компрессоры, испарители, конденсаторы, маслоотделители, резервуары для хранения высокого и низкого давления, интеркулеры, охладители, аммиачные сепараторы, циркуляционные резервуары низкого давления и устройства аварийного сброса аммиака. , Вентиляционное отверстие, масляный коллектор, аммиачный насос и соответствующие части клапана и перепускной клапан и т. Д., Что приводит к большой нагрузке на установку на месте. Основное оборудование фторсодержащей системы включает в себя компрессоры, испарители, конденсаторы, маслоотделители, масляные коллекторы, газожидкостные сепараторы, резервуары для жидкостей и соответствующие клапаны и т.д. Как правило, фторсодержащая система использует медные трубы или стальные трубы, которые удобно брать на себя. , Компоновка труб проста, а расход трубы меньше, чем у аммиачной системы. Стоимость инвестиций в холодильное оборудование для аммиака и фтора находится на одном уровне качества оборудования и методов контроля. Для небольших холодильных камер (компрессоры мощностью менее 50 л.с.) цена фтора более чем на 10% ниже, чем у аммиачного оборудования. Цены на большие и средние холодильные камеры практически одинаковы. Если используется импортное или импортное оборудование для охлаждения фтора отечественной сборки, оно более чем на 30% дешевле импортного аммиачного холодильного оборудования, но на 20%-30% дороже, чем отечественное аммиачное холодильное оборудование.
4. Степень автоматизации
Поскольку на клапаны отечественной аммиачной системы влияют клапанный материал, технологическое оборудование и технология обработки, проблема утечки клапанов аммиачной системы является серьезной, и трудно достичь высокой степени автоматического управления. Для 24-часового управления требуется специализированный персонал (Примечание: Существуют также автоматизированные хранилища аммиака, но их относительно немного). Фторсодержащая система легко реализуется высокоинтегрированным и относительно стабильным автоматическим управлением благодаря зрелым продуктам и стабильной производительности различных компонентов, и в основном реализует автоматическую работу системы. Из-за опасности фреоновых хладагентов для атмосферной среды использование охлаждения фтора в последние годы было ограничено. Поэтому активный поиск более идеальных хладагентов является направлением развития фторсодержащего охлаждения. Люди добились положительного прогресса в поиске альтернативных хладагентов фреона. Некоторые эксперты и ученые отметили, что лучшими хладагентами для замены R22 являются R407C, R410A и R32.
Заключение
Сравнительный анализ преимуществ и недостатков аммиачных и фторсодержащих хладагентов от характеристик хладагентов и текущих характеристик применения показывает, что аммиачное охлаждение имеет лучшие холодильные характеристики, а токсичность и опасность аммиака - это то, что мы должны учитывать, поэтому нам необходимо продолжить исследования и улучшить объективные проблемы системы охлаждения аммиака. Лучшая безопасность и простота охлаждения фтора широко используется в небольших и средних холодильных камерах, а также существует тенденция к крупномасштабному развитию. Однако на опасность фреона для атмосферной среды необходимо обратить внимание. Поэтому еще предстоит найти более идеальные хладагенты. Направленность и направление будущих исследований.
