霍尼韦尔制冷剂厂家浅谈超低温制冷系统中环保制冷剂的应用

  制冷剂替代技术的发展推动着制冷技术的进步。以前超低温制冷系统经常使用的制冷剂是R22、R13和R501 、R502、R503系列，其中以R22、R13和R502使用较广泛。根据《蒙特利尔协议》，制冷剂的消耗臭氧潜能值和全球变暖潜能值是两项重要的考核指标，基于此R13和R502于2010年淘汰；R22也是要被淘汰的工质，因此寻找新的环保制冷剂替代自然工质是超低温制冷技术发展的趋势。下面霍尼韦尔制冷剂公司为大家浅析超低温制冷系统中环保制冷剂的应用吧。

  自然工质大体上可分为两类：1、天然的碳氢类物质，如丙烷、丁烷等；2、各种天然无机物，如CO₂、NH₃等。其中CO₂、NH₃具竞争力。NH₃／CO₂复叠式制冷系统的出现，解决了两种工质独立作为超低温制冷系统制冷剂的缺点。与NH₃双级压缩系统相比，高温级采用NH₃。和低温级采用的复叠压缩系统可获得-45～-70℃的低温区。

  目前，常用于双级或者复叠制冷系统的HFC类环保替代制冷剂 主要有R134a、R404A、R507、R116、R508B和R23。R23、R116与R13的沸点都在-80℃左右，彼此很接近，是HFC物质中替代R13的制冷剂较有可能的选择。在实际应用中发现，R23具有破坏压缩机运动部件和分解润滑油等问题，长期使用还可导致电机线圈短路。此外R23、R116和R508B的GWP值很高，故只能作为过渡性制冷剂使用。

  对于R23、R508B的试验研究主要集中在其作为复叠系统低温环路制冷剂的循环性能上。在复叠制冷系统中以制冷剂R717／R508B替代R12／R13并进行了模拟运行，模拟结果表明在-45～-60℃的超低温范围内，R717／R508B具有更好的循环性能。在复叠制冷系统低温环路使用R23作为R13替代物的循环性能。在蒸发温度为-50～-70℃，制冷剂为R134a／R508B的复叠制冷系统在蒸发器中的质量流量为50～70g／min。随着对R134a制冷剂应用推广，有不少学者将其应用到了低温系统；通过理论计算和实验验证R134a制冷剂可以应用在多种复叠压 缩制冷系统中并作为高温环路制冷剂。

   R404A和R507在超低温系统中是R502的中长期替代品。对R404A、R507和R22在双级压缩制冷系统中的运行性能进行模拟，模拟结果表明：R404A和R507的各项性能比较接近，另外双级压缩系统采用R404A和R507达到的低温范围是-45～-75℃比R22更广。通过对R507和R502试验研究，发现在相同的低温工况(蒸发温度-40℃)下两者的COP相当，但R507的单位容积制冷量略高于R502。

   HFC类工质的ODP为0，但其温室效应高于天然工质，低于CFC类工质仍属于京都协议所规定的温室气体；但是根据测算，其排量在全球温室气体排放中所占比重很小。当前HFC类工质替代较大问题是超低温系统润滑和压缩机匹配的问题，若能解决好这些问题,选择HFC类工质作为超低温制冷系统中长期替代制冷剂还是不错的选择。