1、 氨制冷劑特點(diǎn):氨于1874年問(wèn)世,是最古老的制冷劑之一,是一種應(yīng)用廣泛的天然中溫制冷劑。常壓下氨的沸點(diǎn)是-33℃,凝固點(diǎn)-160℃,具有較高的臨界溫度132.4℃和臨界壓力11.45MPa,在各常見(jiàn)制冷劑中也是最高的,蒸發(fā)潛熱1260kcal/kg,冷凍效率高,氨COP值均高于幾種人造制冷劑:R-22、R-502、R-12,能效系數(shù)(COP)高。氨制冷劑在蒸發(fā)器和冷凝器內(nèi)的壓力適中,冷凝壓力一般為0.981一l.570MPa,蒸發(fā)壓力為0.098~O.49lMPa,大氣壓下的蒸發(fā)溫度可達(dá)到-33.4℃?梢杂糜趦杉(jí)壓縮,獲得-50℃的低溫。在我國(guó)大中型冷庫(kù)中得到廣泛應(yīng)用。氨的單位容積制冷量比R12和R22大,所以相同溫度下,相同制冷量時(shí),氨壓縮機(jī)的尺寸較小,氨的價(jià)格也比較便宜,在大型系統(tǒng)中具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。制冷劑特點(diǎn)如下[2]:
(l)、氨對(duì)鋼和鐵無(wú)腐蝕作用,對(duì)黃銅或類似的合金有輕微的腐蝕作用。如果氨中有水分,對(duì)銅及其合金就有強(qiáng)烈的腐蝕作用。故在氨制冷裝置中的閥門(mén)、管道、儀表等均不采用銅及銅合金材料。
(2)、氨易融于水,在常溫常壓下,氨與水能夠以任意比例互溶,形成氨水溶液。在普通低溫下,水分不會(huì)析出造成冰堵。所以氨系統(tǒng)可以不設(shè)干燥器。但氨水溶液對(duì)金屬的腐蝕加劇,且蒸發(fā)溫度也略有升高,故氨系統(tǒng)內(nèi)含水量仍不得超過(guò)0.2%。
(3)、氨在潤(rùn)滑油中不易溶解(溶解度不超過(guò)1%)。氨制冷裝置的管道和熱交換器表面會(huì)積有油膜,影響傳熱效果。另外,潤(rùn)滑油還會(huì)積存在冷凝器、貯液器以及蒸發(fā)器的下部。要求氨制冷系統(tǒng)的這些部位應(yīng)定期放油。
(4)、氨與空氣混合,達(dá)到一定的濃度和溫度時(shí)就會(huì)燃燒或爆炸。為了防止爆炸,要求氨壓縮機(jī)的排氣溫度和壓力不超過(guò)規(guī)定值,并必須經(jīng)常從系統(tǒng)中放出不凝性氣體。氨制冷劑的燃點(diǎn)高,大約700~800℃,故氨制冷系統(tǒng)中允許使用普通電機(jī)而不必考慮外殼的密封。
(5)、氨具有強(qiáng)烈的刺激性氣味且有一定的毒性,在其安全性分類中屬于BZ類制冷劑。若有泄漏,易污染食品;氨液飛濺到人的皮膚上會(huì)引起腫脹甚至凍傷;在空氣中氨蒸汽的容積濃度達(dá)到0.5%一0.6%時(shí),人停留半小時(shí)就會(huì)引起中毒。若
氨制冷系統(tǒng)內(nèi)部含有空氣,不僅造成系統(tǒng)制冷能力下降,功耗增加,并且容易引起爆炸等惡性事故。所以氨制冷系統(tǒng)中必須設(shè)空氣分離器,及時(shí)排除系統(tǒng)內(nèi)的不凝性氣體。
(6)、散發(fā)到大氣的氨與大氣中的水蒸氣和二氧化碳作用生成碳酸氫氨,參與自然界循環(huán)。而大量氨泄漏,則可能對(duì)環(huán)境造成危害。
缺點(diǎn):(1)、毒性。氨的TWA值為25×10 ,STEL值(短暫暴露極限濃度,指人體暴露7min而不受損害的環(huán)境最高濃度)為35×10 。有關(guān)試驗(yàn)表明,人類對(duì)氨的氣味有感覺(jué)的平均濃度為5×10 ;人類長(zhǎng)時(shí)間暴露在低濃度(6.25~25×10 )的氨中,對(duì)肺功能和呼吸道沒(méi)有損害。,然而當(dāng)在空氣中濃度達(dá)到0.5%~1%時(shí),顯露在其中的人30min即死亡。
(2)、可燃性。當(dāng)氨與空氣混合,體積含量達(dá)到17%~29%,有可能發(fā)生燃燒和爆炸,在密閉空間尤為重要。在油存在時(shí),著火可能性更大。
(3)、壓縮機(jī)排氣溫度高,氨的比熱容高導(dǎo)致的,特別是當(dāng)壓縮比較大時(shí),更是如此,這也是氨至今難于大范圍應(yīng)用的一個(gè)主要原因。
(4)、腐蝕。純氨對(duì)任何物質(zhì)無(wú)腐蝕作用。含微量氧氣和二氧化碳的液氨對(duì)高強(qiáng)度鋼的焊接部分由一定的腐蝕性,易發(fā)生裂縫。氨水和氨氣對(duì)鋼鐵幾乎無(wú)腐蝕性,而對(duì)銅,錫、鋅等金屬有較大的腐蝕性。由于氨可能破壞絕緣材料,故在封閉式壓縮機(jī)中不能使用氨制冷劑。
2、 氨為制冷劑的系統(tǒng)中,由于氨不溶解于油,進(jìn)入系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油以油膜狀態(tài)吸附在熱交換器設(shè)備的傳熱面上,大大增加熱阻,降低設(shè)備的熱交換能力。同時(shí)潤(rùn)滑油積存在輔助設(shè)備和管道內(nèi),必然使其工作容積減少,影響了制冷劑的通道面積,增大流動(dòng)阻力。
對(duì)策:應(yīng)當(dāng)根據(jù)制冷系統(tǒng)運(yùn)行情況,分析制冷系統(tǒng)中潤(rùn)滑油的含量,制定放油計(jì)劃。及時(shí)去除積存在輔助設(shè)備和管道內(nèi)的潤(rùn)滑油,保證制冷系統(tǒng)的工作效率。
3、 由于抽真空不徹底、檢修操作不慎等原因造成其他不凝性混合氣體存在。這些氣體主要聚集在冷凝器,造成冷凝器冷凝壓力升高、傳熱效率降低和壓縮機(jī)排氣溫度升高。
對(duì)策:對(duì)制冷工作不利,應(yīng)當(dāng)及時(shí)放出。
4、 氨用板式換熱器——雙板式換熱器:使用時(shí)板與板之間不采用橡膠密封墊圈而用銅焊焊死,雙板式換熱器是將兩塊焊在一起的沖壓板疊在一起組合而成。
雙板式換熱器是先將兩塊用激光焊接成一個(gè)完全密閉的一組板,再將多組板組合在一起,每?jī)蓚(gè)組件之間用密封墊圈密封。特點(diǎn)見(jiàn)《氨用熱交換器的新進(jìn)展》。
5、TWA :Time-weighted average:時(shí)間加權(quán)平均值,或者時(shí)量平均濃度.TWA像濃度一樣是一個(gè)物理指標(biāo),表示對(duì)一定時(shí)間內(nèi)化學(xué)氣體濃度的衡量。TWA的意思就是這個(gè)平均濃度是用一個(gè)特定時(shí)期內(nèi)和不同濃度的化學(xué)制品的接觸時(shí)間來(lái)計(jì)算的。用這種方式,把不同(較高與較低)的暴露濃度值在一天或一周內(nèi)平均一下。TWA的計(jì)算方法:
在8小時(shí)內(nèi),定時(shí)取數(shù),然后求平均值,考慮到結(jié)果的有效性和實(shí)用性,規(guī)定采樣間隔的時(shí)間不大于15分鐘,然后所有的結(jié)果相加平均即作為8小時(shí)TWA值。這里為什么要取8小時(shí)呢?這是因?yàn)槭澜缟洗蠖鄧?guó)家采用每天8小時(shí)工作時(shí)間。取8小時(shí)就是為了衡量一個(gè)工作日內(nèi)的化學(xué)氣體的平均濃度。還有一個(gè)詞組經(jīng)常用到,那就是TWA exposure limit(時(shí)間加權(quán)暴露限制)。顯然這是一個(gè)指標(biāo)點(diǎn),即TWA值不能超過(guò)的值。
TWA限制是在通常的一個(gè)8小時(shí)工作日和40小時(shí)工作周內(nèi)一種在空氣中的化學(xué)制品的時(shí)間加權(quán)平均濃度,在這個(gè)限制下這種化學(xué)制品幾乎不會(huì)對(duì)天天接觸它的工作人員產(chǎn)生有害影響。
6、多級(jí)熱泵COP受各冷凝器UA(傳熱系數(shù)和傳熱面積之積)分配影響,對(duì)二級(jí)冷凝系統(tǒng),COP****值對(duì)應(yīng)的UA分配依賴于所用制冷劑,而三級(jí)系統(tǒng)中,不同制冷劑的最優(yōu)UA分配幾乎相同,UA均勻分布在三級(jí)冷凝器時(shí)COP最高。
7、空調(diào)系統(tǒng)的控制是以舒適度為控制目標(biāo),舒適度PMV(Predicted Mean Vote),采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制智能控制方法;而制冷系統(tǒng)的控制則是以高效節(jié)能為目標(biāo),利用自適應(yīng)控制與智能控制方法。
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