氨制冷系统与氟制冷系统比较

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1、氨制冷系统与氟制冷系统比较制冷剂氨和氟（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=30C,蒸发温度to=-15C时，每过冷1C制冷系数R22增加，而 R717 为.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 的容积浓度达到时，人在其中停留半个小时即可中毒，浓度达到1114%时 即可点燃，当浓度达到1625%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

2、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-33.4C，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-34.4C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、-34C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

3、， 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-120C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-28C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

4、、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

5、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

6、、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

7、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

8、，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

9、，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45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

10、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

11、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

12、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。维修费用比较：对于大型工程，设备的维修费用也是不可忽略的一部分。氨系统阀件及辅助设备较多，易漏点也就增多，这就无疑增加了系统的维修 管理费用。氨系统设备的检修周期为一年（更换易损零部件），大修周期一般为 三年（对整个设备进行维

13、修）。设备的检修和维修的工作量和时间较长。这样长 的维修期，一方面会增加支出，另一方面也可能影响正常的生产。氟系统压缩机的使用寿命一般为1015年，无易损件，在使用期间，除日常 的维护保养，不需要进行大的维修，这样就节省了大量的维修费和管理费。运行的可靠性比较：根据制冷对象的不同，对制冷过程的可靠性要求也不 同。对于制冷降温过程不允许中断的重要场合，显然应选择可靠性高的制冷机， 防止由于维修等原因造成重大经济损失。氨系统辅助设备较多，管路比较复杂，因而，易损件也多，一旦某个部件出 现故障，将会影响整个氨系统的制冷效果，严重时甚至会导致整个制冷系统的瘫 痪。氟系统比起氨系统要简单的多，易损件也少

14、，因而，氟机并联机组运行可靠， 即使某个部件或一台压缩机出现故障，也不会影响到整个制冷系统，其维修期较 短。配属项目投资比较：制冷机房配置：因氨为剧毒、易燃、易爆工质，氨机房防震等级为10级； 氟机房标准无要求，室内室外均可。因氨系统附属设备大且多，设备占地面积比 氟机大510倍。从很多实际工程来比较，大型工程从设备投资来看，氨制冷系统的整体设备 投资比氟里昂略低。但从附属设施投资及长期使用及维修、管理费用来看，氨制 冷系统的投资并不低于氟里昂制冷系统的投资。而中小型工程的投资氨系统则明 显高于氟里昂系统氨氟系统比较表序号项目氨系统氟系统1适用场合大型系统，负荷稳定中小系统，负荷波动大2毒性有

15、毒，有强烈刺激性气 味无毒，无色无味，不燃烧 不爆炸3制冷效率（5/40 C）4. 023. 894制冷系统系统庞大管路复杂，施 工安装程序复杂周期长管路简单，占地面积小， 安装简单5控制系统无法实现自动控制自动化程度高6一次性投资其管路复杂，安装费用 大，大系统相对较低管路简单，安装费用小， 中小型系统相对有优势7运行费用不能实现自控，能量损 失多，可以完全实现自控，提高 效率8系统无效制冷消耗多少9维护管理费用必须专业人员24小时 值班，维管费用较大无须24小时专人监管维管费用较小10维修费用辅助设备多维修费用多系统简单，维修费用小11使用寿命810年1015 年12运行可靠性易损件多，可靠性差易损件少，可靠性较好13机房配置防震等级为10级，占地 面积大510倍无要求14本系统参考：属于中小型系统，并且负荷波动较大的冷藏库，受负荷影响 大，比较适于自动化程度高的制冷系统1516