氨制冷系統(tǒng)與氟制冷系統(tǒng)比較

1、 氨制冷系統(tǒng)與氟制冷系統(tǒng)比較制冷劑氨和氟（針對R22）都是中溫制冷劑，在常溫下的冷凝壓力和單位容積制冷量相差不大，但為提高制冷量，制冷劑在節(jié)流以前一般均需要過冷，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)冷凝溫度tk=30, 蒸發(fā)溫度to=-15時，每過冷1制冷系數(shù)R22增加0.85%，而R717為0.46%. 氨對人體有毒，氨蒸氣無色，具有強(qiáng)烈的刺激性臭味。一旦泄漏將污染空氣、食品，并刺激人的眼睛、呼吸器官。氨液接觸皮膚會引起“凍傷”。如果空氣中氨的容積濃度達(dá)到0.50.6%時，人在其中停留半個小時即可中毒，濃度達(dá)到1114%時即可點(diǎn)燃，當(dāng)濃度達(dá)到1625%會引起爆炸（系統(tǒng)中氨所分離的游離氫積累到一定的程度，遇空氣引起強(qiáng)

2、烈爆炸），江浙和福建等地曾多次發(fā)生氨壓縮機(jī)或制冷系統(tǒng)爆炸事故，導(dǎo)致設(shè)備毀壞和人員傷亡的慘重?fù)p失。而且，我國已明確規(guī)定在人口稠密的場合，不能使用易燃、易爆的有毒制冷劑。氨在潤滑油中的溶解度很小，因此氨制冷劑管道及換熱器的表面會積有油膜，影響傳熱效果。氨液的比重比潤滑油小，在貯液器和蒸發(fā)器中，油會沉積在下部，需要定期放出。因氨壓力在0公斤時，蒸發(fā)壓力為-33.4，為避免制冷系統(tǒng)在負(fù)壓下工作，目前氨主要用于蒸發(fā)溫度在-34.4以上的大型或中型制冷系統(tǒng)中。因此，從安全、方便、衛(wèi)生等方面考慮，特別是對空調(diào)、貯藏、-34以下制冷系統(tǒng)氨機(jī)不理想。氟里昂是一種常用的高、中、低溫制冷劑。它無色，無味，不燃燒，不

3、爆炸，化學(xué)性能穩(wěn)定。基本無毒（我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB7778-87綜合考慮制冷劑的燃燒性、爆炸性、對人體的直接侵害三個方面的因素，對制冷劑進(jìn)行安全分類，R22被列為第一安全類，而R717被列為第二安全類），又可適用于高溫、中溫、和低溫制冷機(jī)，以適應(yīng)不同制冷溫度的要求，能制取的最低蒸發(fā)溫度為-120氟里昂能不同程度的溶解潤滑油，不易在系統(tǒng)中形成油膜，對傳熱影響很小。 同時，氟里昂制冷機(jī)組在設(shè)計(jì)時還考慮到了工質(zhì)的替代問題,即在使用新工質(zhì)時,無須對系統(tǒng)進(jìn)行改動。(二)制冷系統(tǒng)氨制冷壓縮機(jī)本身的特點(diǎn)，蒸發(fā)溫度低于-28時要采用雙級壓縮，且氨機(jī)需提供泵供液系統(tǒng)及復(fù)雜的回油機(jī)構(gòu)，致使系統(tǒng)龐大、輔機(jī)多、管路復(fù)雜，

4、閥門多，施工安裝程序復(fù)雜，施工周期長。同時會帶來故障隱患的增加（江浙和兩廣等地，氨系統(tǒng)曾發(fā)生多起蒸發(fā)管道和加氨管道、閥門破裂、脫開等引起跑氨事故，氨閥閥芯脫落，陷入閥體內(nèi)卡死的事故更是頻繁發(fā)生）。由于氨具有較大的毒性,機(jī)房向外開啟的門不允許同向生產(chǎn)性廠房, 氨制冷系統(tǒng)的設(shè)備間不宜布置在其它廠房的共同建筑之內(nèi)。而且氨機(jī)運(yùn)行時噪音大，振動較大，產(chǎn)生的動載荷大，對庫體的影響不可忽略。因此必須單獨(dú)設(shè)置機(jī)房。且氨系統(tǒng)中閥門均為開啟式閥門，制冷劑的微量泄漏是無法避免的。氟里昂的特性決定了氟系統(tǒng)管路較氨系統(tǒng)簡單的多。氟里昂機(jī)組的配置已經(jīng)非常完備，只需簡單的接管即能投入運(yùn)行。且氟機(jī)組體積小，占地少，不需單獨(dú)設(shè)

5、機(jī)房，大大節(jié)省了空間，機(jī)組噪音低，所有閥件為全封閉閥件，無工質(zhì)泄漏等問題。（三）控制系統(tǒng)氨系統(tǒng)無法完全實(shí)現(xiàn)自動控制。其開、停機(jī)及供液調(diào)節(jié)等工作必須由人工操作完成，需設(shè)專業(yè)人員對氨機(jī)進(jìn)行24小時管理，且保護(hù)裝置不完備。氟系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)完全自動控制，無需專人看管。保護(hù)裝置完備，機(jī)組配有電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、電流保護(hù)、壓力保護(hù)等完備的保護(hù)措施，并可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，能量調(diào)節(jié)范圍廣。（四）經(jīng)濟(jì)性設(shè)備投資比較：對于相同的制冷量、相同的溫度范圍，不同的制冷機(jī)初期投資是不同的。大型工程從設(shè)備投資來看，氨制冷系統(tǒng)的整體設(shè)備投資比氟里昂低。氨系統(tǒng)包括的設(shè)備較多，主要有壓縮機(jī)、冷風(fēng)機(jī)、冷凝器、油分離器、高低壓貯液桶、中間

6、冷卻器、再冷卻器、氨液分離器、低壓循環(huán)桶、緊急泄氨器、放空氣器、集油器、氨泵及相應(yīng)的閥件和旁通閥等。氨對鋼鐵不起腐蝕作用,但當(dāng)含有水分時，腐蝕鋅、銅、青銅及其銅合金，只有磷青銅不被腐蝕。一般氨系統(tǒng)管路不用銅和銅合金材料而采用無縫鋼管,只有連桿襯套、密封環(huán)等零件才允許使用高錫磷青銅，無縫鋼管比銅管造價要低,但其傳熱性能要比銅管差。氟包括的主要設(shè)備有壓縮機(jī)、冷風(fēng)機(jī)、冷凝器、油分離器、氣液分離器、集油器、貯液器及相應(yīng)的閥件等，一般氟系統(tǒng)采用銅管，而且氟系統(tǒng)旁通管少，管路用量要比氨系統(tǒng)的少?？傊瑥拇笮晚?xiàng)目設(shè)備投資來看，氨系統(tǒng)要比氟系統(tǒng)低。安裝施工投資比較：由于氨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝施工工程量比較大，因

7、而，工程的安裝施工投資也是不可忽略的，顯然，氨系統(tǒng)的安裝施工投資要比氟系統(tǒng)的大。 氨系統(tǒng)設(shè)備較多，管路及旁通閥連接較復(fù)雜，因此，安裝施工必須有專業(yè)人員現(xiàn)場指導(dǎo)，所需人力物力較多，相應(yīng)的安裝施工費(fèi)用也多。氟設(shè)備比較簡單，系統(tǒng)管路、旁通閥件及輔助制冷設(shè)備較少，因此安裝施工方便。安裝調(diào)試比較 氨系統(tǒng)閥件較多，安裝調(diào)試較困難，安裝調(diào)試人員必須對于氨系統(tǒng)相當(dāng)熟悉，調(diào)試中對各閥件進(jìn)行認(rèn)真調(diào)節(jié)，直到系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定為止。氟系統(tǒng)的安裝調(diào)試比起氨系統(tǒng)要簡單的多，只要對于氟系統(tǒng)比較了解，有一定現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的施工人員即可進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試。 運(yùn)行費(fèi)用比較： 1、對于制冷量大，全年運(yùn)行時間長的制冷裝置，顯然運(yùn)行管理費(fèi)的高低極其重

8、要，甚至比初期投資更加重要。因而，我們應(yīng)該針對實(shí)際工程做出比較全面的考慮，從而選擇合適的制冷機(jī)。氨系統(tǒng)由于很難實(shí)現(xiàn)自動控制，因而，不能達(dá)到最佳運(yùn)行工況調(diào)節(jié)，導(dǎo)致制冷效率低，能量損失較多。氟系統(tǒng)可以完全實(shí)現(xiàn)自動控制，包括最佳運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)、蒸發(fā)器供液量調(diào)節(jié)、冷間溫度及蒸發(fā)溫度的調(diào)節(jié)、自動融霜、冷凝壓力自動調(diào)節(jié)、制冷機(jī)自動啟停及能量調(diào)節(jié)、制冷輔助設(shè)備的自動控制等，這就使的氟機(jī)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行能量的調(diào)節(jié)和機(jī)組啟停的自動化控制管理，這大大提高了制冷效率，同時也使運(yùn)行費(fèi)用降低。 系統(tǒng)無效制冷消耗比較：氨系統(tǒng)設(shè)置在常溫環(huán)境的低溫設(shè)備較多，主要有中間冷卻器、再冷卻器、氨液分離器、低壓循環(huán)桶、集油器、氨泵

9、及相應(yīng)的閥件和旁通閥、供液、回汽管路；氟系統(tǒng)設(shè)置在常溫環(huán)境的只有回汽管路、分液器，且氟系統(tǒng)為完全蒸發(fā)，氨系統(tǒng)為不完全蒸發(fā)，同樣大小的系統(tǒng)，氨系統(tǒng)管路比氟系統(tǒng)管路通徑大45倍，分液器容積氨系統(tǒng)比氟系統(tǒng)大50倍以上。同時由于氨的毒性特性，一旦泄漏時，會危及人身安全或使食品受損，所以氨制冷系統(tǒng)不能采用直接冷卻方式，只能采用間接冷卻方式，間接冷卻方式是冷間的空氣不直接與制冷劑進(jìn)行熱交換，而是與冷卻設(shè)備中的載冷劑進(jìn)行熱交換，然后，帶有一定熱量的載冷劑再與制冷劑進(jìn)行熱交換的冷卻方式。間接冷卻系統(tǒng)常用的冷媒是鹽水、水。間接冷卻方式的裝置較多，費(fèi)用高；且鹽水對金屬有腐蝕作用。由于存在二次傳熱溫差，即制冷劑冷卻

10、載冷劑，載冷劑再冷卻庫房內(nèi)的空氣或貨物，熱交換效率較低，能量損失大。使經(jīng)濟(jì)性下降，因此只有在特定情況下，不宜直接使用制冷劑的地方（如鹽水制冰、空調(diào)系統(tǒng)中）使用。直接冷卻方式是指冷卻設(shè)備在庫房內(nèi)，制冷劑在冷卻設(shè)備中直接吸收庫內(nèi)熱量而蒸發(fā)，從而使庫溫下降的冷卻方式。直接冷卻方式的特點(diǎn)是：!制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)直接蒸發(fā)吸熱，發(fā)生相態(tài)變化，傳熱溫差只有一次，能量損耗小；"與間接冷卻方式比較，系統(tǒng)簡單，操作管理方便，投資及運(yùn)行費(fèi)用都較低。系統(tǒng)操作維護(hù)管理費(fèi)用比較：不同的制冷機(jī)，它們的操作調(diào)節(jié)和日常維護(hù)的方便性也各不相同。顯然，應(yīng)該盡可能選擇操作維護(hù)方便的制冷裝置，以減少操作維護(hù)管理的人員和工作量。

11、氨系統(tǒng)的很多操作管理都必須靠人工實(shí)現(xiàn)，因而，現(xiàn)場必須有專業(yè)操作人員進(jìn)行24小時值班，這使得現(xiàn)場的操作維護(hù)管理人員和工作量增加，相應(yīng)的操作維護(hù)管理費(fèi)用也增加。 氟機(jī)由于可以實(shí)現(xiàn)完全自動化控制，因而，使得現(xiàn)場的操作維護(hù)管理人員和工作量減少，可以實(shí)現(xiàn)24小時無需專人監(jiān)控，而機(jī)組能夠安全可靠的運(yùn)行。同時隨著自動控制程度的提高，控制精度提高，制冷的產(chǎn)品質(zhì)量提高，產(chǎn)品成本將得到控制并降低。在制冷裝置的設(shè)計(jì)中，控制方式的選擇是一個重要課題。從節(jié)能的角度，自動控制的水平越高，制冷裝置節(jié)能降耗的水平越高。在冷庫冷藏冷凍新技術(shù)新工藝實(shí)用手冊一書中，國內(nèi)有關(guān)專家在經(jīng)過實(shí)際測試得出結(jié)論：與手工操作相比，自動控制的最大

12、節(jié)電效果達(dá)44%。同時，隨著自動控制程度的提高，控制精度提高，制冷的產(chǎn)品質(zhì)量提高，產(chǎn)品成本降低。另一方面，自動控制可以明顯防止事故發(fā)生，保障操作人員人身安全。自動控制使操作調(diào)節(jié)的勞動強(qiáng)度和工作量大大減少，可以減少操作人員，因此有條件時可以選用較高程度的自動控制方式。維修費(fèi)用比較：對于大型工程，設(shè)備的維修費(fèi)用也是不可忽略的一部分。氨系統(tǒng)閥件及輔助設(shè)備較多，易漏點(diǎn)也就增多，這就無疑增加了系統(tǒng)的維修管理費(fèi)用。氨系統(tǒng)設(shè)備的檢修周期為一年（更換易損零部件），大修周期一般為三年（對整個設(shè)備進(jìn)行維修）。設(shè)備的檢修和維修的工作量和時間較長。這樣長的維修期，一方面會增加支出，另一方面也可能影響正常的生產(chǎn)。氟系統(tǒng)

13、壓縮機(jī)的使用壽命一般為10-15年，無易損件，在使用期間，除日常的維護(hù)保養(yǎng)，不需要進(jìn)行大的維修，這樣就節(jié)省了大量的維修費(fèi)和管理費(fèi)。運(yùn)行的可靠性比較：根據(jù)制冷對象的不同，對制冷過程的可靠性要求也不同。對于制冷降溫過程不允許中斷的重要場合，顯然應(yīng)選擇可靠性高的制冷機(jī)，防止由于維修等原因造成重大經(jīng)濟(jì)損失。氨系統(tǒng)輔助設(shè)備較多，管路比較復(fù)雜，因而，易損件也多，一旦某個部件出現(xiàn)故障，將會影響整個氨系統(tǒng)的制冷效果，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致整個制冷系統(tǒng)的癱瘓。氟系統(tǒng)比起氨系統(tǒng)要簡單的多，易損件也少，因而，氟機(jī)并聯(lián)機(jī)組運(yùn)行可靠，即使某個部件或一臺壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，也不會影響到整個制冷系統(tǒng)，其維修期較短。 配屬項(xiàng)目投資比較

14、：制冷機(jī)房配置：因氨為劇毒、易燃、易爆工質(zhì)，氨機(jī)房防震等級為10級；氟機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)無要求，室內(nèi)室外均可。因氨系統(tǒng)附屬設(shè)備大且多，設(shè)備占地面積比氟機(jī)大510倍。從很多實(shí)際工程來比較，大型工程從設(shè)備投資來看，氨制冷系統(tǒng)的整體設(shè)備投資比氟里昂略低。但從附屬設(shè)施投資及長期使用及維修、管理費(fèi)用來看，氨制冷系統(tǒng)的投資并不低于氟里昂制冷系統(tǒng)的投資。而中小型工程的投資氨系統(tǒng)則明顯高于氟里昂系統(tǒng)5氨氟系統(tǒng)比較表序號項(xiàng)目氨系統(tǒng)氟系統(tǒng)1適用場合大型系統(tǒng)，負(fù)荷穩(wěn)定中小系統(tǒng)，負(fù)荷波動大2毒性有毒，有強(qiáng)烈刺激性氣味無毒，無色無味，不燃燒不爆炸3制冷效率（-5/40）4023894制冷系統(tǒng)系統(tǒng)龐大管路復(fù)雜，施工安裝程序復(fù)雜周期長管路簡單，占地面積小，安裝簡單5控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)自動控制自動化程度高6一次性投資其管路復(fù)雜，安裝費(fèi)用大，大系統(tǒng)相對較低管路簡單，安裝費(fèi)用小，中小型系統(tǒng)相對有優(yōu)勢7運(yùn)行費(fèi)用不能實(shí)現(xiàn)自控