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全面解析制冷剂相关知识

2017/12/7 15:34:08

问题一:什么是制冷剂? 制冷剂又称制冷工质,在南方一些地区俗称雪种。它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介

    问题一:什么是制冷剂? 
     制冷剂又称制冷工质,在南方一些地区俗称雪种。它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质(水或空气等)的热量而汽化,在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。 
     具体到空调产品,我们通常都说加氟利昂氟利昂,那么什么是氟利昂呢?氟里昂是饱和烃类(碳氢化合物)的卤族衍生物的总称,是本世纪三十年代随着化学工业的发展而出现的一类制冷剂,它的出现解决了制冷空调界对制冷剂的寻求。从氟里昂的定义可以看出,现在人们所说的非氟里昂的R134aR410A及R407C等其实都是氟里昂。 
     问题二:制冷剂它是干什么用的? 
     要说明白这个问题就得说清楚空调器的整个工作原理,下面我们就来看看普通空调是如何工作的。 
     空调首先利用电能把气体先压缩成液体,然后在制冷端将液体蒸发(吸热过程),而蒸发的气体经引导回到压缩机再重新变成液体(放热过程),由此周而复始,给热量来个连续的乾坤大挪移,以达到制冷的目的。而在空调机内由液体变成气体,或者气体变成液体来进行热量搬运的是称为“冷媒”(氟利昂)的物质。 
     问题三:制冷剂有哪些类型,他们有什么区别? 
     我们用于制冷行业的氟族制冷剂有R11、R12、R22、R32、R113、R114、R115、R123、R125、R134A、R143A、R141b、R142b、R152、R404A(44%的R125和52%的R143A及4%的134A)、R407c(23%的R32和25%的R125及52%的R134A)、R410A(50%的R32和50%的R125)、R500(73.8%的R12和26.2%的R152)、R502(48.8%的R22和51.2%的R115)等。 
     氟里昂能够破坏臭氧层是因为制冷剂中有cl元素的存在,而且随着cl原子数量的增加,对臭氧层破坏能力增加,随着h元素含量的增加对臭氧层破坏能力降低;造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过程中,生成大量的温室气体,如co2等。 
     根据氟里昂制冷剂的分子结构,大致可以分为以下3类: 
     1、氯氟烃类: 
     简称cfc,主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等,由于对臭氧层的破坏作用以及最大,被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。此类物质目前已禁止使用,在制造聚氨酯海绵的过程中,R11已由R141b作为过渡性替代品。 
     2、氢氯氟烃 
     简称hcfc,主要包括R22、R123、R141b、R142b等,臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几,因此,目前hcfc类物质被视为cfc类物质的最重要的过渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中R22被限定2020年淘汰,R123被限定2030年,发展中国家可以推迟10年。 
     3、氢氟烃类 
     简称hfc,主要包括R134A,R125,R32,R407c,R410A、R152等,臭氧层破坏系数为0,但是气候变暖潜能值很高。在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期限,在《联合国气候变化框架公约》京都议定书中定性为温室气体。 
     我们目前所使用的所有制冷剂全部都是氟里昂制品,非氟里昂制冷剂到目前为止还没有研发出来(R290即ch3ch2ch3,学名丙烷,还未完全进入实用阶段)。在新的制冷剂研发出来之前,我们所要解决的是空调机组选用那种制冷剂,对我们赖以生存的环境造成的破坏力相对小一些。我们应当明令禁止的应当是第1类产品,而不是第2类、第3类制冷剂。 
     二、怎么评判制冷剂的优劣? 
     目前,在空调制冷行业中,除了汽车空调行业外,其他领域的制冷设备如:家用冰箱、空调、食品冷冻冷藏柜、运输冷藏设备、速冻机、中央空调等基本上还是以过渡性冷媒R22为主要的产品。 
     从国内的主要冷水机组生产厂商生产的产品来看,活塞式、涡旋式冷水机组普遍采用R22制冷剂;螺杆式冷水机组采用R22和R134a制冷剂,但从2001年螺杆式冷水机组总体销售量上来看,采用R22制冷剂的销售量占有相当大的比重;离心式冷水机组采用R22、R123和R134A制冷剂,R123、R134A产品的市场销售情况占总量的40%左右。 
     评价一种制冷剂的好坏,我认为应当综合考虑下列因素: 
     1.臭氧层破坏潜能值(ozeme depletion potentiAl)简称odp值; 
     2.全球变暖潜能值(global warming potential),简称gwp值; 
     3.理想循环状况下的制冷系数(coefficientofpeRfoRmAnce),简称cop值;也称制冷性能系数,是制冷系统(制冷机)的一项重要技术经济指标。制冷性能系数大,表示制冷系统(制冷机)能源利用效率高。这是与制冷剂种类及运行工作条件有关的一个系数,理论上的制冷性能系数可达2.5~5。 
     4.安全性; 
     5.经济性; 
     虽然R134A、R407c及R410A对臭氧层破坏力为0,但其温室效应指数却是R123的十几倍;而从其寿命上看,R22及R134A比R123的寿命长十倍,寿命越长,大气中积存的R22、R134A越多,温室效应隐患越来越大,长时间的积累就形成“消化不良”的病态。 
     目前空调制冷行业普遍R22,其主要原因是R22在空调温区内具有优越的物理特性和制冷性能,而且性能稳定,技术成熟,价格低廉。hfc类物质由于对臭氧层无破坏作用,被认为是将来替代hcfc的首选物质。用来替代R22的主要物质有R134A、R407c及R410A,但是这些hfc类物质由于物理特性的限制,很多技术问题尚悬而未决,均不是R22最理想的替代物,特别是目前被广泛使用于家用变频空调的R410A,业内普遍认为其只是一个过渡型产品,从制冷效率看,R410A也未必比R22更优秀。 
     三、制冷剂充注知识 
     制冷剂是制冷设备循环的工作介质,据有关数据指出,有高达50%的制冷系统调整都是不正确的。
很多制冷系统因制冷剂充注太多或者太少,导致制冷系统制冷效果不好,运行效率并不高等故障。比如:高压保护、低压保护、压缩机液击、制冷爆管、制冷效果不好...... 
     那么我们一般用什么方法检测系统冷媒的不足的呢? 
     常见制冷剂充注方法: 
     1、手触摸吸、排气管感知铜管的冷热; 
     2、观察视液镜里的气泡; 
     3、测量高低压力; 
     4、测量压缩机电流; 
     5、测量冷凝盘管、蒸发盘管的进出风温差; 
     6、观察吸气管上的结露情况; 
     7、称重量冲注。 
     下面我们来讲解一下每个方法的优劣: 
     1、手触摸吸、排气管感知铜管的冷热 
     每个人对冷热的感觉不同,如果你的手长有老茧,那么你感知的温度要比实际的要高些。通常人体对高于37℃感觉是烫的,对低于37℃感觉是凉的。皮肤感知的温度极限为49℃,所以你的手感知的液管温度不一定是真实的温度。这种方法仅仅告诉我们压缩机在运转。 
     2、观察视液镜里的气泡 
     有气泡表示缺少冷媒,但液管的压力损失也能引起气泡。如果液管的压力损失很大,液体冷媒会闪发为气体,闪发气体在流过膨胀阀时会减少制冷剂的流量也会侵蚀膨胀阀。如果系统的过冷度很小,压力损失很容易产生在视液镜中看到的气泡。此时继续加注冷媒来消除气泡,你会发现高压上升并引起跳机。显然这种方法不能正确判断系统的制冷剂冲注量。 
     3、测量高低压压力 
     在制冷系统的维修维护过程中,传统的双压表使用很普遍,但若冷凝风量和蒸发风量的不满足,会影响测试的冷媒压力。如果冷凝风量不足,高压会很高,如果膨胀阀系统的蒸发风量不足则低压会很低。在我们测试空调系统压力之前,必须确认冷凝风量蒸发风量满足。翅片盘管、过滤网要干净,风扇转速正确,风扇叶片没有变形、损坏,并正确安装在轴上等。 
     4、测量压缩机电流 
     这种方法用的比较多,但是要注意,在不同的情况下测试的电流也不同,例如电流受主电源电压值的影响、电压值的偏差引起电流的偏差、冷媒充注过多引起的电流变化等情况。 
     5、吸气管上的结露情况 
     对于毛细管系统在充注冷媒时,会观察吸气管的结露情况,这个充注方法取决于毛细管的冷媒液体流量和两端压差值。毛细管只有在设计工况下运行时,蒸发器的传热效果才能得到充分发挥。如果蒸发器风量正常,发现冷媒根据负荷变化流过蒸发器,阻止霜管额的行程。如果负荷减少,液体冷媒会流经蒸发器,进入吸气管时,周围空气中的水蒸气会凝结在铜管上。如果有足够的液体冷媒,露管会发生。但这种方法使用在热力膨胀阀系统时,会发现露管的产生不表示冷媒充注量,原因在于膨胀阀会自动调节温度。 
     6、计算过热度 
     通过测量蒸发器上吸气管的吸气温度和压力数值来计算过热度,压力值转换成温度值减去吸气温度值的差值,即为过热度。对于毛细管系统,测量正确的毛细管流量取决于压力和阻力。如果在冷天为了保证正确的过热度充注系统,在热天系统会出现冷媒过量。对于最大热负荷条件的毛细管系统,会多加冷媒,由于最大热负荷是假想的,会减少冷凝器的面积,使高压升高。在最低热负荷条件下,毛细管流量过量。对于膨胀阀系统,会很容易充注过量,由于膨胀阀会自动开启、关闭,过多或不足的冷媒流量通过盘管,会保持不变的过热度,如果认识到这一点,会使冷凝器内积聚更多的冷媒,引起高压升高,电流偏大,压缩机耗损等不良。 
     7、称重量冲注 
     这是最好的方法! 
     实际上,称重充注法是维意真正正确的方法,它适用于任何制冷系统。其方法就是称量所充注制冷剂的重量,所需做的事情就是从有关资料中找到应当充注的冷媒量或者范围。 
     这并不仅仅是一种观察方法,还是一种真正的充注方法。只要在铭牌上指明了正确的充注量,就可以在将系统完全干燥和抽空以后,采用电子秤或其它称重装置进行称重充注。 
     从上面可以看到,所谓替代方法实际上是对系统检查的综合运用。每一种检查本身并不能说明什么,但这些检查放到一起就成为确保正确充注的很好的方法。 
     但也要记住,最好的方法还是首先将冷媒回收,重新抽空,用称重法重新充注哦! 
     四、制冷剂泄漏的检测方法 
     1、目测 
     发现系统某处有油迹时,此处可能为渗漏点。有很大缺陷,除非系统突然断裂的大漏点,并且系统泄漏的是液态有色介质,否则目测检漏无法定位,因为通常渗漏的地方非常细微,而且制冷系统很多部位几乎看不到。 
     2、泡泡水或者肥皂水检漏 
     向系统充入10-20kg/cM2压力氮气,再在系统各部位涂上肥皂水,冒泡处即为渗漏点。这种办法是维修工最常见的检漏方法,但是人的手臂是有限的,人的视力范围是有限的,很多时候根本看不到漏点。 
     3、氮气水检漏 
     向系统充入10-20kg/cm2压力氮气,把系统浸入水中,冒泡处即为渗漏点。这种方法明显的缺点:检漏用的水分容易进入系统,导致系统内的材料受到腐蚀,同时高压气体也有可能对系统造成更大的损害,进行检漏时劳动强度也很大。 
     4、荧光检漏 
     它是利用荧光检漏剂在紫外/蓝光检漏灯照射下会发出明亮的黄绿光的原理,对各类系统中的流体渗漏进行检测的。在使用时,只需将荧光剂按一定比例加入到系统中,系统运作20分钟后戴上专用眼镜,用检漏灯照射系统的外部,泄漏处将呈黄色荧光。 
     5、电子检漏仪检漏 
     电子检漏仪是一种可靠的检漏仪,因其检漏精准这些年迅速占领市场,使用时用探头对着有可能渗漏的地方移动,当检漏装置发出警报时,即表明此处有泄漏。用电子检漏仪查漏是目前最科学简单快速的检漏方法。 
     6、气体差压检漏 
     利用系统内外的气压差,
将压差通过传感器放大,以数字或声音或电子信号的方式表达检漏结果。此方法也是只能“定性”地知道系统是否渗漏而不能准确地找到漏点。 
     7、卤素灯检漏 
     点燃检漏灯,手持卤素灯上的空气管,当管口靠近系统渗漏处时,火焰颜色变为紫蓝色,即表明此处有大量泄漏。这种方式有明火产生,不但很危险,而且明火和制冷剂结合会产生有害气体,此外也不易准确地定位漏点。所以这种办法现在几乎没有人使用了。 

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