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常 熟市瑞兴制冷工程有限公司
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电话:0512-52888794
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氨 制冷系统与氟制冷系统比较
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㈠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R717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0.5~0.6%时 ,人在其中停留半个小时即可中毒,浓度达到11~14%时 即可点燃,当浓度达到16~25%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。
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。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。
(二)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、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 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。
( 三)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。
( 四)经济性
☆ 设备投资比较:对于相同的制冷量、相同的温度范围,不同的制冷机初期投资是不同的。大型工程从设备投资来看,氨制冷系统的整体设备投资比氟里昂低。
氨 系统包括的设备较多,主要有压缩机、冷风机、冷凝器、油分离器、高低压贮液桶、中间冷却器、再冷却器、氨液分离器、低压循环桶、紧急泄氨器、放空气器、集油器、氨泵及相应的阀件和旁通阀等。氨对钢铁不起腐蚀作用,但 当含有水分时,腐蚀锌、铜、青铜及其铜合金,只有磷青铜不被腐蚀。一般氨系统管路不用铜和铜合金材料而采用无缝钢管,只 有连杆衬套、密封环等零件才允许使用高锡磷青铜,无缝钢管比铜管造价要低,但 其传热性能要比铜管差。
氟 包括的主要设备有压缩机、冷风机、冷凝器、油分离器、气液分离器、集油器、贮液器及相应的阀件等,一般氟系统采用铜管,而且氟系统旁通管少,管路用量要比氨系统的少。总之,从大型项目设备投资来看,氨系统要比氟系统低。
☆ 安装施工投资比较:由于氨系统结构复杂,安装施工工程量比较大,因而,工程的安装施工投资也是不可忽略的,显然,氨系统的安装施工投资要比氟系统的大。
氨 系统设备较多,管路及旁通阀连接较复杂,因此,安装施工必须有专业人员现场指导,所需人力物力较多,相应的安装施工费用也多。
氟 设备比较简单,系统管路、旁通阀件及辅助制冷设备较少,因此安装施工方便。
☆ 安装调试比较     氨 系统阀件较多,安装调试较困难,安装调试人员必须对于氨系统相当熟悉,调试中对各阀件进行认真调节,直到系统运行稳定为止。
氟 系统的安装调试比起氨系统要简单的多,只要对于氟系统比较了解,有一定现场经验的施工人员即可进行系统的调试。
☆ 运 行费用比较:                                                      1、 对于制冷量大,全年运行时间长的制冷装置,显然运行管理费的高低极其重要,甚至比初期投资更加重要。因而,我们应该针对实际工程做出比较全面的考虑,从而选择合适的制冷机。
氨 系统由于很难实现自动控制,因而,不能达到最佳运行工况调节,导致制冷效率低,能量损失较多。
氟 系统可以完全实现自动控制,包括最佳运行工况的调节、蒸发器供液量调节、冷间温度及蒸发温度的调节、自动融霜、冷凝压力自动调节、制冷机自动启停及能量调节、制冷辅助设备的自动控制等,这就使的氟机可以根据实际情 况进行能量的调节和机组启停的自动化控制管理,这大大提高了制冷效率, 同时也使运行费用降低。

☆ 系统无效制冷消耗比较:氨系统设置在常温环境的低温设备较多,主要有中间冷却器、再冷却器、氨液分离器、低压循环桶、集油器、氨泵及相应的阀件和旁通阀、供液、回汽管路;氟系统设置在常温环境的只有回汽管路、分液 器,且氟系统为完全蒸发,氨系统为不完全蒸发,同样大小的系统,氨系统管路比氟系统管路通径大4~5倍 ,分液器容积氨系统比氟系统大50倍以上。
同 时由于氨的毒性特性,一旦泄漏时,会危及人身安全或使食品受损,所以氨制冷系统不能采用直接冷却方式,只能采用间接冷却方式,间接冷却方式是冷间的空气不直接与制冷剂进行热交换,而是与冷却设备中的载冷剂进行热交 换,然后,带有一定热量的载冷剂再与制冷剂进行热交换的冷却方式。间接冷却系统常用的冷媒是盐水、水。间接冷却方式的装置较多,费用高;且盐水对金属有腐蚀作用。由于存在二次传热温差,即制冷剂冷却载冷剂,载冷剂 再冷却库房内的空气或货物,热交换效率较低,能量损失大。使经济性下降,因此只有在特定情况下,不宜直接使用制冷剂的地方(如盐水制冰、空调系统中)使用。
直 接冷却方式是指冷却设备在库房内,制冷剂在冷却设备中直接吸收库内热量而蒸发,从而使库温下降的冷却方式。直接冷却方式的特点是:!制 冷剂在蒸发器内直接蒸发吸热,发生相态变化,传热温差只有一次,能量损耗小;"与 间接冷却方式比较,系统简单,操作管理方便,投资及运行费用都较低。
☆ 系统操作维护管理费用比较:不同的制冷机,它们的操作调节和日常维护的方便性也各不相同。显然,应该尽可能选择操作维护方便的制冷装置,以减少操作维护管理的人员和工作量。
氨 系统的很多操作管理都必须靠人工实现,因而,现场必须有专业操作人员进行24小 时值班,这使得现场的操作维护管理人员和工作量增加,相应的操作维护管理费用也增加。
氟 机由于可以实现完全自动化控制,因而,使得现场的操作维护管理人员和工作量减少,可以实现24小 时无需专人监控,而机组能够安全可靠的运行。同时随着自动控制程度的提高,控制精度提高,制冷的产品质量提高,产品成本将得到控制并降低。
在 制冷装置的设计中,控制方式的选择是一个重要课题。从节能的角度,自动控制的水平越高,制冷装置节能降耗的水平越高。在《冷库冷藏冷冻新技术新工艺实用手册》一书中,国内有关专家在经过实际测试得出结论:与手工操 作相比,自动控制的最大节电效果达44%。 同时,随着自动控制程度的提高,控制精度提高,制冷的产品质量提高,产品成本降低。另一方面,自动控制可以明显防止事故发生,保障操作人员人身安全。自动控制使操作调节的劳动强度和工作量大大减少,可以减少操作人 员,因此有条件时可以选用较高程度的自动控制方式。
节、冷间温度及蒸发温度的调节、自动融霜、冷凝压力自动调节、制冷机自动启停及能量调节、制冷辅助设备的自动控制等,这就使的氟机可以根据实际情 况进行能量的调节和机组启停的自动化控制管理,这大大提高了制冷效率, 同时也使运行费用降低。

☆ 系统无效制冷消耗比较:氨系统设置在常温环境的低温设备较多,主要有中间冷却器、再冷却器、氨液分离器、低压循环桶、集油器、氨泵及相应的阀件和旁通阀、供液、回汽管路;氟系统设置在常温环境的只有回汽管路、分液 器,且氟系统为完全蒸发,氨系统为不完全蒸发,同样大小的系统,氨系统管路比氟系统管路通径大4~5倍 ,分液器容积氨系统比氟系统大50倍以上。
同 时由于氨的毒性特性,一旦泄漏时,会危及人身安全或使食品受损,所以氨制冷系统不能采用直接冷却方式,只能采用间接冷却方式,间接冷却方式是冷间的空气不直接与制冷剂进行热交换,而是与冷却设备中的载冷剂进行热交 换,然后,带有一定热量的载冷剂再与制冷剂进行热交换的冷却方式。间接冷却系统常用的冷媒是盐水、水。间接冷却方式的装置较多,费用高;且盐水对金属有腐蚀作用。由于存在二次传热温差,即制冷剂冷却载冷剂,载冷剂 再冷却库房内的空气或货物,热交换效率较低,能量损失大。使经济性下降,因此只有在特定情况下,不宜直接使用制冷剂的地方(如盐水制冰、空调系统中)使用。
直 接冷却方式是指冷却设备在库房内,制冷剂在冷却设备中直接吸收库内热量而蒸发,从而使库温下降的冷却方式。直接冷却方式的特点是:!制 冷剂在蒸发器内直接蒸发吸热,发生相态变化,传热温差只有一次,能量损耗小;"与 间接冷却方式比较,系统简单,操作管理方便,投资及运行费用都较低。
☆ 系统操作维护管理费用比较:不同的制冷机,它们的操作调节和日常维护的方便性也各不相同。显然,应该尽可能选择操作维护方便的制冷装置,以减少操作维护管理的人员和工作量。
氨 系统的很多操作管理都必须靠人工实现,因而,现场必须有专业操作人员进行24小 时值班,这使得现场的操作维护管理人员和工作量增加,相应的操作维护管理费用也增加。
氟 机由于可以实现完全自动化控制,因而,使得现场的操作维护管理人员和工作量减少,可以实现24小 时无需专人监控,而机组能够安全可靠的运行。同时随着自动控制程度的提高,控制精度提高,制冷的产品质量提高,产品成本将得到控制并降低。
在 制冷装置的设计中,控制方式的选择是一个重要课题。从节能的角度,自动控制的水平越高,制冷装置节能降耗的水平越高。在《冷库冷藏冷冻新技术新工艺实用手册》一书中,国内有关专家在经过实际测试得出结论:与手工操 作相比,自动控制的最大节电效果达44%。 同时,随着自动控制程度的提高,控制精度提高,制冷的产品质量提高,产品成本降低。另一方面,自动控制可以明显防止事故发生,保障操作人员人身安全。自动控制使操作调节的劳动强度和工作量大大减少,可以减少操作人 员,因此有条件时可以选用较高程度的自动控制方式。

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