摘要:闡述了離心式冷水機組的兩種替代制冷劑HFC134a和HCFC123的性能,綜合比較了這兩種制冷劑的安全性、效率和其它一些因素。從安全性能來講,HFC134a占有優(yōu)勢;在效率方面,HCFC123略高于HFC134a;由于HCFC123的ODP不為零,根據(jù)蒙特利爾議定書這一強制性條約,它將限制禁用;同時京都議定書也要求限制HFCs的排放量。最后文中結(jié)合了中國國情對HCFC123的使用進行了風(fēng)險分析,認(rèn)為就目前而言,HFC134a應(yīng)當(dāng)成為替代劑的主流。

關(guān)鍵詞:離心式冷水機組;HFC134a;HCFC123;性能

檢測和制冷劑充注的,而HCFC123機組是在無充注下出廠的,它們必須現(xiàn)場充注以及泄漏檢測,這無疑提高了制冷劑損失的可能性并且增大了現(xiàn)場工作的難度。

由于HFC134a冷水機組是正壓運行,它們無需抽氣回收系統(tǒng),而HCFC123機組是在負(fù)壓下工作,必須安裝抽氣回收裝置以避免空氣和水蒸汽進入機組。顯然,抽氣回收設(shè)備增加了機組的復(fù)雜性和維修的難度。同時它也對機組性能產(chǎn)生一定影響,因為在實際的制冷過程中冷凝器內(nèi)部可能存在著一部分空氣,這將增大冷凝壓力,降低系統(tǒng)COP。

HCFC123機組運行時冷凝器內(nèi)正壓,蒸發(fā)器內(nèi)負(fù)壓,這對機械密封來說是不利的,所以HFC134a要優(yōu)于HCFC123。反過來講,高壓運行可能導(dǎo)致泄漏增加的可能性,但是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)已經(jīng)在減少泄漏和制冷劑的操作管理方面取得很明顯的進步。表2顯示了不同機組的年泄漏率,可看出HFC134a機組的泄漏更小。

通常運行壓力較高機組的尺寸較小,容積制冷量較大,制冷劑的充注量較小。同時在對制冷劑進行回收時,正壓使得移除冷水機中的制冷劑變得容易,并且無抽氣回收設(shè)備,也就免去了對它的維修。

3安全性[3]

制冷劑的安全性能是不容忽視的,依據(jù)國家制定的最新標(biāo)準(zhǔn)GB7778-2001,以毒性定量和可燃性定量的方法,將制冷劑分類,此方法較科學(xué),目前廣泛采用。

毒性指在急劇或長期接觸、吸入或攝取情況下,制冷劑對人體健康的有毒或致命的能力。根據(jù)制冷劑的毒性、可燃性因素,將制冷劑分類如表3,其中字母A或B表示毒性程度,數(shù)字1、2或3表示可燃程度。

HCFC123和HFC134a都為不燃制冷劑,但HCFC123比HFC134a毒性高。

4效率

制冷劑的選擇會影響制冷循環(huán)的效率。表4給出了制冷劑HFC134a與HCFC123在不同工況時性能系數(shù)COP的值。由計算結(jié)果分析可知,HFC134a的理論效率比HCFC123低3%～5%;隨著過冷度的增加,HFC134a的COP比HCFC123的提高得快。在實際的制冷循環(huán)中,由于制冷劑HFC134a有更好的熱導(dǎo)性以及不凝性氣體對HCFC123的影響,兩者的COP差距將會縮小[4]。

值得注意的是,兩者效率的差距與《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》所提出的50%節(jié)能率相比很小。當(dāng)采用新技術(shù)對機組性能改進后,對節(jié)能的貢獻要更大,從圖2中明顯地看到這一點,采用雙機頭后的效率較單機頭提高25.3%,采用雙機頭變頻后可提高達49.8%。

5其它方面

的GWP較高,《京都協(xié)議》明確規(guī)定控制和消減其排放量。然而,2000年所有溫室效應(yīng)氣體排放中HFCs占2%以下,并且計劃到2050年要控制在3%以下(數(shù)據(jù)來源IPCC:政府間氣候變化專業(yè)委員會),從這個數(shù)據(jù)可以看出相對整個溫室效應(yīng)問題,HFC的溫室效應(yīng)僅是很小的一部分。ORNL則提出了一種更為全面地評價制冷工質(zhì)溫室效應(yīng)的指標(biāo),稱為總當(dāng)量變暖因素TEWI。它不僅包括了制冷工質(zhì)本身的直接溫室效應(yīng),而且還包括了因制冷裝置耗能而排放CO2所產(chǎn)生的間接溫室效應(yīng)。有文獻[5]表明,在總當(dāng)量變暖因素TEWI中,直接當(dāng)量變暖因素TEWI(D)所占的比例很小(小于5%),而間接當(dāng)量變暖因素TEWI(I)占TEWI95.4%以上,說明制冷工質(zhì)的特性參數(shù)GWP對TEWI的影響并不顯著。HCFC123的ODP不為零,蒙特利爾議定書已規(guī)定了對其的淘汰進程。值得注意的是發(fā)達國家明顯加快了淘汰時間,HCFC123的產(chǎn)量面臨較快的下降,歐盟法規(guī)更加速了對HCFC123的淘汰。這無疑給發(fā)展中國家?guī)砹藘纱鬂撛陲L(fēng)險:1)HCFC123產(chǎn)量非常小,應(yīng)用范圍狹窄,生產(chǎn)集中在發(fā)達國家,而發(fā)達國家HCFC的產(chǎn)量現(xiàn)在面臨較快的下降,HCFC123的價格必然由于減產(chǎn)而上漲,機組的維修和保養(yǎng)費用勢必也將面臨上升的風(fēng)險;2)發(fā)達國家終將逐步停止HCFC123機組,其針對該制冷劑產(chǎn)品的后續(xù)技術(shù)研究和發(fā)展已基本處于停滯狀態(tài),給產(chǎn)品的后續(xù)技術(shù)帶來潛在風(fēng)險,還有零部件供應(yīng)問題。現(xiàn)在購買的HCFC123機組,在其壽命周期內(nèi)將有很長時間面臨制冷劑供應(yīng)和技術(shù)維修的風(fēng)險,如圖3所示。

6結(jié)語

根據(jù)本文對HFC134a與HCFC123的運行壓力、制冷效率、安全性能等幾個方面的比較分析得知:HFC134a機組正壓運行,無抽氣回收裝置,并具有更小的制冷劑泄漏率;HFC134a機組的效率較HCFC123機組略低,采用新技術(shù)對機組改進后,兩者差距可進一步減小;HFC134a的安全性能更好。綜上所述,HFC134a與HCFC123相比較,具有價格低廉,實用性好,安全性能優(yōu)良,可靠,產(chǎn)品尺寸小,無強制性淘汰規(guī)定等特點。HFC134a正得到越來越廣泛的應(yīng)用,除了主要制造商生產(chǎn)的離心和螺桿冷水機組,它還被用于汽車空調(diào),冷藏車,醫(yī)用呼吸器等設(shè)備中。

文章來自：http://www.xmfusheng.com/index.php?id=903/