氨系统与氟利昂系统的区别
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制冷剂种类制冷剂是一类用于制冷和空调系统的化学物质,其主要作用是通过吸收或释放热量来控制环境的温度。
制冷剂可以分为多种类型,包括氟氯碳化物(CFCs)、氟氢碳化物(HCFCs)、氢氟碳化物(HFCs)、氨和碳化物等。
本文将对这些类型的制冷剂进行更详细的介绍。
1.氟氯碳化物(CFCs)氟氯碳化物是第一代制冷剂,最早被广泛应用于空调和制冷设备中。
然而,由于其高度破坏臭氧层的能力,CFCs在20世纪90年代被禁止使用。
其中最为知名的CFCs是氯氟烷(CFC-12),也被称为Freon-12、CFCs具有优异的物理性质,包括低沸点、低毒性和不易燃烧。
2.氟氢碳化物(HCFCs)作为CFCs的替代品,氟氢碳化物在20世纪90年代至今得到广泛应用。
与CFCs相比,HCFCs具有较低的臭氧层破坏潜能。
其中最常见的HCFCs是氟利昂22(R-22),也被称为Freon-22、由于臭氧层破坏的问题仍然存在,国际社会提出了逐步淘汰HCFCs的倡议。
3.氢氟碳化物(HFCs)由于CFCs和HCFCs的限制,并出于环境保护的考虑,氢氟碳化物作为新一代制冷剂得到广泛应用。
HFCs不会破坏臭氧层,且具有较低的全球变暖潜在潜能(GWP)。
其中常见的HFCs包括氟利昂134a(R-134a)和氟利昂410A(R-410A)。
然而,尽管HFCs对臭氧层的影响较小,但其对全球变暖的潜在影响仍然存在。
为了减少这种影响,国际社会在2024年签署了蒙特利尔议定书的基础上,又于2024年签署了基加利修正案,倡导逐步淘汰HFCs。
4.氨(NH3)氨是一种无公害、高效的制冷剂,广泛用于商业和工业制冷系统中。
氨的环境影响非常小,且具有良好的传热性能。
然而,由于氨有毒性,并且易燃易爆,使用氨作为制冷剂需要进行特殊的安全措施。
5.碳化物(CO2)碳化物(CO2)或称为二氧化碳,是一种环保的制冷剂。
相对于传统的制冷剂,CO2的环境影响非常小,且全球变暖潜在潜能较低。
浅谈氨制冷设备的构造及制冷工作原理一、制冷系统的制冷工作原理:主要由压缩机、冷凝器、储氨器、油分离器、节流阀、氨液分离器、蒸发器、中间冷却器、紧急泄氨器、集油器、各种阀门、压力表和高低压管道组成。
其中,制冷系统中的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器(冷库排管)是四个最基本部件。
它们之间用管道依次连接,形成一个封闭的系统,制冷剂氨在系统中不断循环流动,发生状态变化,与外界进行热量交换,其工作过程是:液态氨在蒸发器中吸收被冷却物的热量之后,汽化成低压低温的氨气,被压缩机吸入,压缩成高压高温的氨气后排入冷凝器,四个基本过程完成一个制冷循环。
在实际的制冷系统中,完成一次制冷循环,我局安装的就是一台6AW10型单级氨轴、连杆、润滑系统和直连式电动机配装而成的。
6AW103个排气缸、3个吸气缸),“A”表示以氨做制冷剂,型,“10”表示汽缸直径为10厘米。
该机活塞行程为100千焦/小时,电动机功率为37千瓦/小时,该机能将库温降至-300C。
8ASJ10型压缩机的总体结构是:“8”表示压缩机为8个缸,“A”表示以氨做制冷剂,“S”表示汽缸排列的样式如同字母S型,“J”表示单机两极,即在一台机体上设有低压级和高压级,两次压缩制冷。
其中6个缸(3个低压吸汽缸、3个低压排汽缸)为低压级,2个缸(1个高压吸汽缸、1个高压排汽缸)为高压级,该机分设高压腔和低压腔两次分别做工制冷的目的是:分割高低压缸压力差,做梯级压缩制冷,以取得较低的温度,该机能将库温降至-450C,标准制冷量为1100000千焦/小时,电动机功率为31千瓦/小时。
活塞式制冷压缩机的工作原理是靠电动机的转动,来传动直连式曲轴,带动连杆、活塞和汽阀系统,在曲轴箱汽缸中作上下往复运动,来完成吸汽、压缩、排汽三个过程使低压氨气转化为高压氨气,排至冷凝器中,强迫氨气体分子在高压作用下在容器内聚集,形成液态氨。
第十一章冷冻设备第二节活塞式压缩制冷设备的附属装置一、油分离器油分离器又称为油器,用于分高压缩后的氨气中所挟带的润滑油,以防止润滑油进入冷凝器,使传热条件恶化。
液氨作制冷剂
液氨(NH3)在工业中常被用作制冷剂,它具有以下几个特点使其适合用于制冷:
1.良好的制冷性能:液氨的沸点为-33.34°C,比许多其他制冷剂更低,因此在制冷系统中可以实现较低的工作温度。
2.环保性:液氨是一种天然存在的化合物,不会对臭氧层产生破坏,也不会对地球的温室效应产生负面影响。
相比之下,一些传统的制冷剂如氟利昂等含氟化合物对环境具有较大的危害。
3.化学稳定性:液氨在常温下比较稳定,不易分解或与其他物质发生反应,因此可以长期稳定地用于制冷系统中。
4.可再生性:液氨可以通过在制冷系统中回收和再利用来减少资源消耗和环境污染。
尽管液氨具有以上优点,但它也有一些缺点和安全风险。
液氨具有强烈的刺激性气味,对人体呼吸道和眼睛有刺激作用,因此在使用液氨作为制冷剂时需要注意安全防护措施。
此外,液氨是一种高压气体,在高温和高压下具有爆炸性,因此制冷系统的设计和操作需要严格遵守相关的安全规范和标准。
低温绝热姓名:方保江班级:0424111 学号:042411121 指导老师:闫立强内容摘要:氨制冷剂合成工艺成熟,制取容易,价格低廉。
氨制冷剂在冷凝器和蒸发器中的压力适中(冷凝压力一般为0.981MPa,蒸发压力一般为0.098-0.49MPa);单位容积制冷量较CFC-12、HCFC-22大;制冷系数高,放热系数大,相同温度及相同制冷量时,氨压缩机尺寸最小。
氨制冷剂在大型冷库、超市食品陈列柜中有广泛应用。
氨具有良好的热物性和传输特性,是CFCs与HCFCs理想的替代工质。
本文介绍了当今氨在制冷空凋领域应用的新技术,NH3/C02复叠制冷技术、氨用C02载冷技术、NH3冷水机组等,另外,本文还从安全可靠、高效、小型化和自动化等方面阐述了氨制冷技术的发展趋势。
我国的氨制冷技术的发展较为缓慢,可靠性和先进性与国外差距较大,必须加强氨制冷技术的研发力度,促进我国氨制冷技术的发展。
关键词:NH3/C02复叠制冷,C02载冷,冷水机组,安全可靠,小型化一、制冷剂的种类及发展(1)制冷剂的种类制冷机中完成热力循环的工质。
它在低温下吸取被冷却物体的热量,然后在较高温度下转移给冷却水或空气。
在蒸气压缩式制冷机中,使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂,如氟利昂(饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物),共沸混合工质(由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液)、碳氢化合物(丙烷、乙烯等)、氨等;在气体压缩式制冷机中,使用气体制冷剂,如空气、氢气、氦气等,这些气体在制冷循环中始终为气态;在吸收式制冷机中,使用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质,如氨和水、溴化锂(分子式:LiBr。
白色立方晶系结晶或粒状粉末,极易溶于水)和水等;蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂。
制冷剂的主要技术指标有饱和蒸气压强、比热、粘度、导热系数、表面张力等。
1960年以后,人们对非共沸混合工质的应用进行了大量的试验研究,并已将其用于天然气的液化和分离等方面。
在制冷技术中,换热器是不可缺少的制冷设备,冷凝器、蒸发器、回热器以及中间冷却器等换热设备,不仅在重量、体积和金属耗量上占整个制冷装置的50%以上,而且对制冷性能也会产生重大影响。
因此强化制冷换热器的传热,减少重量和体积,降低金属消耗量一直是制冷技术中的发展方向,现已出现了一种新型的、全焊接式的板式换热器在制冷技术中的应用,并且表现出强劲的发展潜力。
壳管式换热器的壳侧和管侧的容积都很大,要使制冷系统正常工作,必须充灌大量的制冷剂,而且还可能造成环境污染。
而板式换热器一方面体积小,另一方面间距尺寸也小。
冻结倾向少,抗冻性能高由于水在低流速时,就能在板式换热器中形成高度紊流,温度分布非常均匀,从而减少了冷冻水的冻结倾向。
即使发生了冻结,也更能承受冻结所产生的压力,而不像壳管式换热器那样容易使热管胀裂,并且可以在结冻后继续使用。
蒸发彻底,经济性高制冷剂在制冷板式换热器中蒸发时,很容易实现完全蒸发达到无液态程度,因此在大多数情况下,制冷系统无须设置气液分离器。
并且极易实现单元化,安装简单方便,维护和运输都可以节约费用,降低成本。
由于与传统的壳管式换热器相比,制冷用板式换热器具有十分明显的发展优势,自上世纪70年代开始在制冷装置中得到应用以来,已经日益受到人们的重视。
在上世纪80年代开始研究制冷用板式换热器,并在制冷装置中使用,收到了良好的经济效益,世界上一些著名的制冷公司如约克、开利、日立等也相继在制冷装置中采用板式换热器。
进入20世纪90年代后,制冷用板式换热器又得到进一步发展,一种能够应用于氨制冷系统的板式换热器在瑞典斯特尔公司研制成功。
这种新型的组合式板式换热器结合了板框式和钎焊式的特点。
与氟利昂制冷系统相比,采用这种板式换热器的氨制冷系统不仅在机组材料、体积重量上有明显的优势,而且性能系数也要高10%~20%。
目前,这种系统已经形成了8个产品,冷量从10kw~1000kw。
氨用板式换热器的开发成功,不仅拓宽了板式换热器在制冷技术中的应用范围,而且对保护大气臭氧、保护环境都有重要意义,同时也必将促进制冷技术的进一步发展。
氨制冷系统改建氟制冷系统施工方案一、项目背景在工业生产中,氨制冷系统因为其高效节能的特点得到了广泛应用。
然而,由于氨气具有毒性和爆炸性质,存在一定的安全隐患。
为了提高安全性并降低环境负荷,现有的氨制冷系统需要改建为氟制冷系统,以氟利昂为制冷剂,以实现更为环保的制冷效果。
二、施工方案1. 设计方案根据现有氨制冷系统的特点和要求,设计氟制冷系统的方案需要考虑以下几个方面:•系统容量:保持系统制冷量的基础上进行换算,确保新系统能够满足实际生产需求。
•设备选型:选用适合氟制冷系统的制冷设备,如压缩机、蒸发器、冷凝器等。
•管道布局:重新设计管道连接方式和布局,确保氟制冷系统能够正常运行并易于维护。
2. 材料准备•更新和更换对应氟制冷系统的管道、阀门、压缩机等零部件。
•准备氟利昂等制冷剂及相关耗材。
3. 施工步骤步骤一:拆除原有氨制冷系统设备1.关停原有氨制冷系统,排放余氨气体。
2.拆除原有氨制冷系统的压缩机、蒸发器、冷凝器等设备。
步骤二:安装氟制冷系统设备1.安装氟制冷系统的蒸发器、冷凝器、压缩机等设备。
2.连接氟制冷系统的管道、阀门等零部件。
步骤三:冷却系统调试1.注入氟利昂等制冷剂。
2.调试系统,确保氟制冷系统正常运行。
三、施工注意事项1.施工人员需要具备相关的制冷系统维修经验和技能。
2.施工现场应遵守相关安全规范,确保施工过程安全。
3.施工过程中应及时处理产生的废氨气体和废弃物,做好环境保护工作。
四、施工验收施工完成后,需进行氟制冷系统的试运行和验收。
确保系统正常运行并达到设计要求。
五、总结通过对原有氨制冷系统进行改建,将其改建为氟制冷系统,不仅提高了安全性,还减少了环境负荷。
施工方案的制定和严格执行是保证项目顺利进行的关键,希望施工过程中能够严格按照上述方案执行,顺利完成改建任务。
氨制冷的工作原理氨制冷是一种常见的制冷方式,广泛应用于工业、商业和家庭等领域。
它的工作原理基于氨的物理特性和热力学原理。
1. 氨的物理特性氨(NH3)是一种无色气体,具有刺激性气味。
它具有较高的蒸发潜热和热导率,使其成为一种理想的制冷剂。
此外,氨在常温下易液化,可在低压下形成液态,方便在制冷系统中循环使用。
2. 氨制冷循环系统氨制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组成。
下面将逐一介绍每一个组件的工作原理:- 压缩机:氨制冷系统中的压缩机起到压缩氨气的作用,将氨气从低压状态压缩至高压状态。
这样做的目的是提高氨气的温度和压力,以便在后续的冷凝器中更好地发生冷凝反应。
- 冷凝器:压缩机排出的高温高压氨气进入冷凝器,通过与外界的冷却介质(如水或者空气)接触,使氨气放热并冷却,从而使氨气从气态转变为液态。
冷凝后的液态氨进入下一个组件膨胀阀。
- 膨胀阀:膨胀阀是氨制冷系统中的节流装置,其主要作用是降低氨气的压力和温度。
当液态氨通过膨胀阀流过时,由于节流效应,氨气的压力和温度会显著降低。
这样做的目的是为了使氨气能够进入蒸发器并吸收热量。
- 蒸发器:蒸发器是氨制冷系统中的关键组件,其主要作用是吸收外界的热量并将其转化为氨气的蒸发潜热。
在蒸发器中,液态氨通过与外界空气或者其他物体接触,吸收热量并蒸发成气态。
这样做的结果是,蒸发器内部的温度会显著降低,从而达到制冷的效果。
蒸发后的氨气再次进入压缩机,循环往复。
3. 氨制冷的优势和应用领域氨制冷具有许多优势,使其成为广泛应用的制冷方式:- 高效性:氨具有较高的蒸发潜热和热导率,使得氨制冷系统能够快速吸收和释放热量,提供高效的制冷效果。
- 环保性:与传统的制冷剂如氟利昂相比,氨是一种环保的制冷剂,不会对臭氧层造成破坏,并且对全球变暖潜势较低。
- 安全性:虽然氨具有刺激性气味,但其在大气中的浓度较低,不会对人体造成直接的危害。
此外,氨的燃点较高,不易引起火灾。
氨制冷广泛应用于以下领域:- 工业制冷:氨制冷系统在工业领域中被广泛应用于冷库、冷冻设备、化学工厂等,提供可靠的制冷效果。
氟利昂制冷与氨制冷的比较
氟机(指传统的氟利昂制冷剂和替代的绿色环保制冷剂的制冷
与氨机制冷系统可以从系统运行安全、节能等方面进行比较,具体比较如下:
1.安全性
(a)绿色环保制冷剂R404A为本项目所使用的制冷剂,无色、无味、不燃烧、不爆炸的安全工质;而氨无色,有毒(二级毒性),含有强烈的刺激性气味,对眼、鼻、喉、肺及皮肤均有强烈刺激及中毒危险,空气中浓度超过15%时有立即造成火灾及爆炸的危险。
基于上述缺点,在人员密集的公共场所和人员密集的工作场所都会遭到禁用。
氨制冷系统因此也受到国家安全生产管理部门的审批管理和运行监管。
(b)另外,氟系统的并联技术已经发展的非常完善,并联系统在运行中不会因为个别压缩机的故障或维护需要而影响整个系统的正常运行。
而且相对于单机系统产生相同的冷量,并联机组的每台压机平均运行时间远小于单机供冷系统,压缩机使用寿命更长。
2.节能性
(a)氨机的满液式系统提供单一的,稳定的蒸发压力,但调节即适应温度变化的能力差,对于温度经常处于波动的场合,如经常性入库拉温,其传热温差在变温情况下会很大,也就意味着效率下滑,通常增加1摄氏度的传热温差会引起近3%的能耗增加;对于直接供液的氟系统,由于其通过膨胀阀的良好的调节功能,其在同等条件下的效率要高于氨机的满液式系统。
另外传热温差的加大也意味着干耗的增
加,会导致产品品质的下降和货品重量的损失。
(b)对于大型单机系统,在实际运行过程中,绝大部分时间是运行在部分负荷下,对于可进行能量调节的压缩机,特别是螺杆压缩机,其在部分负荷下的能效比要低于满负荷时的能效比,特别是当负荷下降到70%以下时,其能效比下降显著,因此,单机系统的实际运行费用会远高于用满负荷能效比计算的评估值;对于并联系统和SRS(分布式制冷系统)因其是通过控制压缩机的开停来进行能量调节,因此可确保机组在部分负荷运行时每个机头都保持其最高的能效比,系统的实际运行费用会大大降低。
3.系统复杂性比较
氟系统结构紧凑,附件少,机组大部分可以在工厂内完成,系统的质量有充分保证;氨系统由于一直无法找到合适的与氨互溶的润滑油,需要大量的附件保证系统的回油和降低系统温度,导致系统复杂,需要大量现场安装工作,对于系统的质量很大程度上取决于安装队伍的素质。
氟系统结构紧凑,占地小的特点还使过道布臵或楼顶布臵机组成为可能。
4.自动化程度
SRS控制系统,根据热负荷来控制机组中压缩机的开停,从而实现对库温的控制。
我们可以在集中控制屏上设定库温上下限,这个温差可以设得很小,对库内食品储藏期间的品质非常有利。
而国内氨系统对库温的控制一般为全手动控制,根据人员对库温的观察,来确定开启或停止压缩机开机台数。
因为全部为人员手动操作,这就需要依赖于操作人员技术水平和责任心。
所以这项工作对人员素质要求非常
高。
根据对行业操作人员的调查,要培养一名合格的氨机操作人员,一般要5-10年。
而且,即使是合格的操作人员,对机器及系统的操作也存在许多不确定因素,比如操作人员责任心、过度疲劳等都会影响设备的正常使用,甚至是安全。
氨系统要求24小时有人值班并调整。
5.投资额和运行费用
如果实现相同的功能(自动化程度),使用同一档次的配件,氟系统的造价要低于氨系统。
氨系统占地较多,土建方面投资远不及氟系统的小型化机组,节省的空间可用于生产。
另外由于氟系统结构紧凑,占地小,对于改造和追加投资特别适合。
考虑到效率原因,氟系统的运行费用要低于氨系统。
考虑到自动化程度,氨系统需要24小时值班(机头数+1/单班),而氟机只需要养护人员定期或不定期的巡视即可。
考虑到养护费用,开启式的轴封是易损件,需定期检查,更换,而半封闭机头则无此虑。
6.扩展性
氨系统设计安装完成后,如果因业务发展需要扩大,一般是不现实的。
而氟系统的灵活性强得多。
氟系统的使用更灵活,可根据目前需求实现集中供冷或单独供冷,在扩充时,其小型方便,甚至可以在不改造机房的情况下,在通道或屋顶布臵扩充机组。
7.施工简单,工期可控
氨系统的施工复杂,由于氨为危险性工质,氨系统的每条焊缝必需经过技术监督局的探伤,检验合格后才能使用,工期长,且不能很好的控制;氟系统机组的大部分都为工厂组装,现场施工可靠,高校,工期短,可控,对于使用者来讲早一天完工就意味着早一天生产,早一盈利。
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