制冷剂R22与R134a的应用比较

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制冷剂R22与R134a的应用比较

目前全社会越来越重视环保问题，部分地区政府相关职能部门也发出了全面禁氟的政策法令，但禁氟不仅是错误的概念，也导致了广大用户和生产厂家的应用困惑。本文从氟利昂概念、国际公约、国家政策、应用特性入手对常用制冷剂R22和R134a做全面分析，以明确制冷剂R22的优势地位。
  y/ R( `  I- z　　一、氟利昂的概念
/ z' f6 e9 d' X% l& d7 `　　目前，国内很多用户都要求生产厂家采用R134a等环保冷媒，拒绝使用氟里昂R22冷媒，理由是响应国家号召保护环境。其实R22和R134a都是氟利昂家族的成员，属于氢氯氟烃类。氟里昂是饱和烃类（碳氢化合物）的卤族衍生物的总称。从氟里昂的定义可以看出，现在人们所谓的环保冷媒R134a、R410A及R407C等其实都属于氟里昂家族。所以禁氟这一概念把该禁不该禁的内容混为一谈。
; W; `% I1 w3 A8 n- ^' U　　氟里昂之所以能够破坏臭氧层是因为制冷剂中含有CL元素，而且随着CL原子数量的增加对臭氧层破坏能力也增加，随着H元素含量的增加对臭氧层破坏能力降低；造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过　　程中，生成大量的温室气体，如CO2等。根据分子结构的不同，氟里昂制冷剂大致可以分为以下三大类：
$ H0 u8 d& ]8 G# M! ]. Z) u　　1.氯氟烃类：简称CFC，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于其对臭氧层的破坏作用最大，被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。此类物质目前已被我国逐步禁止使用。
- i1 V: N/ v* G( f) r　　2.氢氯氟烃：简称HCFC，主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》将HCFC类物质视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质。
　　3.氢氟烃类：简称HFC，主要包括R134a，R125，R32，R407C，R410A、R152等，臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值较高。
+ G8 _4 m4 n- o2 _7 Y7 U3 v　　我国目前所使用的所有制冷剂（包括环保冷媒）全部都是氟里昂制品，理想的非氟里昂制冷剂到目前为止还没有研发出来。在新的制冷剂研发出来之前，我们所要解决的是空调机组选用那种制冷剂，对我们赖以生存的环境造成的破坏力相对小一些。
　　二、国际公约和《国家方案》
　　保护臭氧层的全球合作行动始于1985年保护臭氧层维也纳公约的协商与缔结。在联合国环境规划署的倡议下，1987年签署了关于消耗臭氧层物质的《蒙特利尔议定书》，该议定书于1989年1月1日生效，之后还实施了伦敦修正案（1990年）、哥本哈根修正案（1992年）、维也纳调正案（1995年）和北京修正案（1999年）。为防止气候变暖，联合国环境规划署在1988年设立了国际间有关气候变化政府协商组织，并于1997年12月在日本召开了第三届缔约国京都会议，形成了消减温室气体的决议案。下表为各议案的汇总表：
　　国际公约对CFCs、 HCFCs、HFCs的规定
　　国际规定 CFCs HCFCs HFCs
　　蒙特利尔议定书 蒙特利尔议定书 京都议定书
6 o3 n/ M! i$ z3 A　　发达国家  
　　1996．1.1禁止生产和消费 2004年消减35%
4 J7 l' h4 L- D- C' Z' }  [# z　　2010年消减65%
　　2015年消减90%
　　2020年禁止
　　2030年前可作为补充用，可生产基准年的0.5%以下 2008-2012年平均减少排放5.2%
# z) B% ^# D, v9 Y* |% m" G# D
　　发展中
　　国家 2010.1.1禁止生产和消费 2016.1.1消费冻结在2015年水平
　　2040.1.1禁止消费  
　　美国 1996.1.1禁止生产和消费 2010.1.1冻结R22和R142b
9 Q9 z! d  P8 U7 A3 c　　生产、禁止生产R22新设备
　　2015.1.1冻结R123和R124生产
　　2020.1.1禁用R22和R141b、
　　禁止生产R123和R124新设备
　　2030.1.1禁用R123和R124  
) a  D8 f* W# n" ]　　欧共体 1996.1.1禁止生产和消费 2000.1.1年消减50%
　　2004.1.1年消减75%
+ x& c: N9 u- P　　2007.1.1年消减90%
　　2015.1.1年消减100%
   
　　从上表可知，发达国家从2004年就要开始消减R22的生产和消费量 ，我国的任务是在2016年将消费冻结在2015年水平上。所以在2015年以前不但可以继续消费HCFCs（包括R22、R123和R141b等），而且还可以扩大HCFCs的生产和消费，直到2040年才禁止消费包括R22在内的HCFCs。在这里应该搞清楚发达国家与发展中国家淘汰和限制R22、R123和R141b等HCFCs制冷剂的时间表是不同的。
& s' R* D! D3 Y: M" I7 @: v　　中国政府 1993年1月批准实施《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家 方案》(以下简称《国家方案》),通过实施《国家方案》，有效地控制了中国消耗臭氧层物质(以 下简称ODS)生产和消费的增长势头,建立了实施《关于消耗臭氧层物质 的蒙特利尔议定书》多边基金项目管理体制， 并实现了在气雾剂行业(尚无替代技术的产品除外)禁止使用氯氟化碳 物质(亦称全氯氟烃类物质，以下简称CFCs)，为中国进一步的履约工作奠定了基础。根据中国ODS替代品的需求应逐步由国内生产满足的战略,对中国未来所需的主要替代品HCFC-22、HCFC-141b、HFC-134a、异丁烷和环戊烷 等的消费需求进行了估算，并据此制定了替代品生产计划，见下表。   

4 i( E6 f, r# v! K替代品生产计划(吨/年)
7 j* `) S3 x: e' _, l3 d" c替代品 1999 2005 2010
# @0 q* `, p+ I; ^( r+ O) JHCFC-22 15000 33000 45000
! g  H. D; O, ?7 t7 z. r7 v: D4 c  z6 NHCFC-141b 2500 5200 12000
; s3 d' p* |1 v0 a& m6 F1 f% ?HFC-134a 2000 11000 20000
HFC-152a 130 160 200
异丁烷 80 100 120
环戊烷 1100 1400 1800
# t0 s3 F( {: k5 e丁烷 850 3300 4400
# Y/ g+ c8 D- i& l- Y; w戊烷 400 2700 9500
! B3 s* A+ L1 a; T" V% m6 h二氯甲烷 650 4600 44000
" j4 `4 d# F2 k+ p丙丁烷 60000 70000 80000
$ J+ s3 N. C! C: K, ]( c
) q2 @& g2 K1 S/ s　　根据《国家方案》不难看出，在今后相当长的一段时间内，HCFC-22（R22）在空调、制冷行业仍将扮演十分重要的角色，各种媒体所谓的禁氟是指禁止使用氯氟化碳CFCs物质，而非HCFCs、HFCs物质。
, V; ~; y" S5 a2 f6 N　　三、R22与R134a的应用特性差别
* x: ?! o7 H4 t7 `' x& E, z# j　　选择一种合适的制冷剂替代物是十分困难的，必须考虑许多因素和进行全面评价，既要符合消耗臭氧潜能值(ODP)、全球变暖潜能值(GWP)等方面的要求，同时还应考虑热工性能、毒性、可燃性、相容性、投资和运行成本等。下面将R22与R134a的应用特性分析如下：
$ E+ r. J1 N: ^9 s( y; z  V　　1、R134a的全球变暖潜能值(GWP)为0.25， R22为0.36 ，同属于温室气体。
7 ?5 Y! O* [5 B1 c: x6 H3 C　　2、R134a的消耗臭氧潜能值(ODP)为0， R22为0.06， 这是R134a成为环保型制冷剂的理由。
　　3、R134a的比容是R22的1.47倍，且蒸发潜热小，因此R134a机组的冷冻能力仅为R22机组的60% 。按单位制冷量价格计算，R22机组的价格约为R134a机组的60%左右。
　　4、R134a的热传导率比R22下降10%，因此R134a机组的换热器的换热面积需要更大。
　　5、R134a的吸水性很强，是R22的20倍，因此对机组系统中干燥器的要求更高，以避免发生冰堵现象。
5 X$ y9 `/ H. A# O6 m$ M8 q( Z4 h: A　　6、R134a比 R22对橡胶类物质的膨润作用较强，在实际运行中冷媒泄漏率较高。另外对铜的腐蚀性较强，使用过程中会发生“镀铜现象”，因此系统中必须增加添加剂。
　　7、R134a系统需要专用的压缩机及专用的脂类润滑油，脂类润滑油由于具有高吸水性、高起泡性及高扩散性，在系统性能的稳定性上劣于R22系统所使用的矿物油。
" `& ?: H- ?0 K- U* O　　8、R134a等HFCs类冷媒及其专用脂类油的价格高于R22，设备的运行维护成本更高。
, p. E: g/ A( }　　被称为环保制冷剂的 HFCs类的其他制冷剂如R410A、 R440A、R407C，虽然在效率方面优于R134a，但同样存在工作压力太高、对管道部件最适化和耐压要求高、须改进换热器和机组设计、投资运行维护成本高等缺点，在大型制冷机组的应用方面现阶段还不适应我国的基本国情，这就是国际公约中对发展中国家放宽使用HCFCs年限的原因，也是发展中国家集体努力争取的结果。
0 ~; K9 k6 V% N9 s  O) O　　综上所述，在短期内理想的制冷剂是不存在的，在我国现阶段R22制冷剂与R134a类环保制冷剂相比，仍然具有高效、稳定、价廉的优点，在大型制冷机组的应用方面还将处于优势地位，在理想的制冷剂出世之前，R22制冷剂还可以被消费到2040年。
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（1）        与制冷剂有关的问题
- X9 C* Q  }/ z* w  g3 i汽车空调维修中与制冷剂有关的问题最常见的就是使用了假冒伪劣的环保制冷剂 R134a，用R12来冒充并且售价大多在几元的假冒R134a到处可见。这将会在导致汽车空调系统出现下列故障：①压缩机抱死、阀片打断以及油变质有异味。②膨胀阀、干燥器等部位都积聚了腊状乳化物，系统堵塞。要清除这些积聚物相当困难。③压缩机处的密封材料变硬，造成制冷剂泄漏。④运行一段时间后，压缩机效率明显下降，系统制冷量降低。⑤制冷系统的橡胶管爆裂。
真假R134a制冷剂如何区分呢？主要有三点：①价格。正品的300g罐装R134a的市场价格一般在15元左右。②重量。正品重量有保证，假品大多用R12来罐充，而且偷工减料，重量不足。③外观。正品普遍有品牌，生产厂家，地址，电话等等，假品大多用英文“蒙混”。
. T2 D# k' t8 H$ d  H（2）与冷冻油有关问题
目前在中国空调维修业中存在不少与冷冻油有关问题，主要如下：①在 R134a 系统中加入 R12 用的矿物油。②有的压缩机上未标明冷冻油的牌号，维修人员不知道应加什么油。③汽车空调售后市场假油泛滥，这些售价大多在几元左右的所谓R134a环保冷冻机油实际上是加快空调系统损坏的凶手。
2．维修企业应慎选制冷剂和冷冻油
8 ^. C" B- h* V1 G从2002年起，国内新车已经停装CFC-12汽车空调，根据《蒙特利尔议定书》，我国在2010年必须全面淘汰R12。但近几年来，由于社会上旧式空调大量使用，以及R134a环保制冷剂在价格上的居高不下，使得现在的售后市场上仍有相当部分R12存在。由于暴利驱使，现在售后市场上虽然有很多标有R134a的小包装制冷剂出售，但里面大多灌的都是混合物，质量很难保证，这在熟悉市场状况的业内人士中间已是个公开的秘密。而在维修保养过程中，与之配套使用的R134a冷冻油，市场上也是假货泛滥。目前很多标示适用于R134a的冷冻油，价格低至每罐两三元钱，普遍用适用于R12的矿物油来冒充。
6 M: J, J/ ^0 F4 I/ R, A国家的监控和市场的变化，R12将逐渐退出市场。这样，制假者就更换为混合物了。如果汽车修理厂家在轿车的空调维修保养上，仍习惯于使用那些以几元钱价格进货的所谓R134a环保冷冻油，那么对空调压缩机的损害和制冷效果的影响将会很快显露出来。这是因为那些不符合规定的冷冻油和R134a制冷剂相匹配，容易造成空调部件损坏，从而影响到压缩机的使用寿命。所以，即使维修中采用了符合标准的R134a制冷剂，也会因为劣质冷冻油而“一粒老鼠屎坏了一锅汤”的现象。
世界著名化工集团CPI：13926549484，属下有利凯玛公司EMKARATE RL系列（市场上普遍称之为“ICI”或“冰熊”）就是行业中的一个比价信得过品牌。其1 L和5 L的包装出现在维修保养市场。为满足市场的需求，2005年又新推出了专门针对轿车售后市场的70 mL包装，减少系统结垢及优异的润滑性，与R134a形成较好的匹配，使轿车空调压缩机的工作得到良好的润滑。它能与旧式空调系统中可能存在的残余矿物油具有更大的相容性，适应系统转用R134a的要求。“ICI”冷冻油改善了空调系统运行环境，就可以有效地减少压缩机的工作负荷，从而达到节省燃油的目的。
    怎样辨别真假R134a冷冻油呢？主要有四点：①正品多为铁罐包装，标示规范，有品牌名称，有出品公司的名称、电话和地址。②假油普遍为塑料罐包装，标示不全。③正品一般采购价在30元/70克左右，而假油基本都是几块钱。④正品油量有保证，假油大多用R12矿物油来灌充，而且同样偷工减料，份量不足。
机械冷冻系统中，运动部件需用油润滑，以延长使用寿命和保持系统高效性能。
冷冻油是经过特殊加工的矿物油。用精练方法除去油中过多的蜡质、水分、硫和其他杂质，大多数冷冻油中都添加泡沫抑制剂。
7 C" ]) k! b+ r使用的冷冻油要流动点低，这样可以避免蜡在系统最低温度处分离，蜡质会堵塞制冷剂控制器孔口。由于食品冻结器和冷冻食品机组工作温度很低，因此，它需要使用流动点很低而且蜡质含量很低的油。油内不能含碳氢化合物，它们可能沉积在压缩机阀门和其他部件上。
  y) W5 W; s: n) _) K. x  G对于冷冻机系统所处环境温度范围，油的黏度必须正确确定。油有三种黏度——150，300和500。大多数自动冷冻系统使用300。
) b& L1 z8 W7 P7 W5 z$ z3 V     如果可能，应遵照制造厂家的建议。
有一点非常重要，就是要把油保存在密封容器中，要使用从化学角度上讲是干净的容器和管道输送油料。不能让油暴露在空气中，否则它会吸收空气中的水分。当重新充灌制冷剂时，要使用新油。
冷冻油1或5加仑一桶，建议用小密封罐购买，仅够一次维修使用即可。
8 a8 _1 P6 ~! F未用完的油可以存放在原桶内。因为若改换容器，在从一个容器倒入另一个容器的过程中油会吸收水分，甚至可能混进赃物，可以用特殊压力泵将油压送至系统的低压侧。
   任何油的流动是开始流动的温度。冷冻油的价格随等级而不同，低流动点的油价格较贵。
" _1 E' Y* ^* j4 D' N$ B/ R; B家用机械的制冷剂温度是0°F到5°F（-18℃到-15℃），需要使用流动点为 -20°F（-29℃）的油。食品冻结器的温度是 -50°F（-46℃），使用流动点为 -60°F（-51℃）的油。从罐抽取油以后，一定要将油桶密封。

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BITZER半封闭压缩机冷冻油更换操作规范
. t$ r6 \; p# a7 J) E
' b) U+ a. A% v+ S; I一、冷冻油更换的条件
) \( k6 q8 d- `& H$ C% S! k; |8 f* b1、空调机组长时间工作，压缩机已达到保养时限（机组初次运行2000小时、之后运行累计三年或运行时间超过10000～12000小时）；
2、因电机烧毁而更换压缩机；更换压机后连续运行100小时的氟系统；
3、对于现场组装的机组或在接近工况极限下运行的机组，在累计运行100小时后要更换冷冻油；
4、根据氟系统清洁度情况酌情处理。
9 Z$ l: M( k2 ?6 ]二、冷冻油的型号
- v. C4 P$ U3 [: C( x" [1、半封闭活塞型压缩机 BITZER 6F—50.2
允许制冷剂（R12—R22—R502）用BITZER B5.2型冷冻油
允许制冷剂（R134A—R404A—R507A）
4 w; l5 n: e" Y6 R9 o$ Jtc﹤55℃ 使用BITZER BSE32
8 y2 ~! H; E" a# i7 Z$ F4 @tc＞55℃ 使用BITZER BSE55
. D  P+ b7 Q; W! {+ A$ k$ r  T$ s（tc：冷凝温度）
0 n6 p: W0 F' S. H3 S2、半封闭螺杆型压缩机 BITZER CSH7571-90或CSH8571-140
& R8 ?$ `# }- w% g1 g! H# m0 W, h允许制冷剂（R22）使用B320H
允许制冷剂（R134A—R407C—R404A）使用BSE170
三、标准注油量
3 r6 z0 c% X5 y3 T  q  F活塞式6F-50.2
注入4.75dm3
螺杆式CSH7571-90注入14 dm3
GSH8571-140注入18 dm3
四、冷冻油更换操作规程
7 z( v5 F  P6 v, z1、关闭高压排气及低压吸气截止阀，利用压机上的工艺阀针放掉压机内部的制冷剂，使缩机曲轴箱与大气相通；
2、拧下曲轴箱底壳处的放油塞，将曲轴箱内的冷冻油放净并取下过滤网清洗；
' i/ H" q7 c1 C7 V2 x/ C3、可用氮气从低压充气阀针吹入，用手堵住放油口增加机体内的压力，进
; d' e+ t, T* U. }" l, t6 \* k一步排除机体内的残油，将清洗过后的过滤网吹干放入机体内并拧紧放油塞
3 h! M. L9 D, e4、冷冻油注入：
) D: g1 i) k( K$ o" J( b% ?' |2 q  @方案1：拧下压缩机曲轴箱侧面的工艺端口柱塞，以此作为充注口将冷冻油通过合适的工具倒入曲轴箱内；
) `2 N, ?! X; l  P方案2：（针对活塞机）将充氟表低压管接在压机腔体的低压工艺阀针上，利用真空泵将曲轴箱抽为负压，另一根充氟管单独卸下，一端插入盛有冷冻油的容器内，另一端接在油泵低压吸入端的阀针上，利用曲轴箱内的负压将冷冻油吸入曲轴箱内。
. G1 s) @/ Z" O+ U5、因原系统中可能存有一定量的残油，换油加油时可少加一些，一般加至视油镜标线下限稍高位置即可；
! v9 f9 n0 o# X' E6、冷冻油充注完成后，拧紧工艺柱塞或卸下充氟管，并接好氟压表对压缩机抽真空；
7、抽真空完毕后打开压缩机高低压截止阀检查是否有制冷剂泄露现象；
8、如果没有漏点等待20分钟后启动机组；
% B. R. U. W. X+ X- C% H9、开启机组后应马上检查压缩机润滑情况及视油镜油位，如果油位低于正常范围（1/4视镜），必须补充冷冻油。如有必要，可在油泵针阀上接油压表来检查油压，油泵吸入侧压力应与低压吸气压力基本一致，油压差允许值1.4～3.5bar，螺杆机为压差式回油，无油泵。
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/ P& F. d8 {  w五、注意事项
1、聚酯油BSE170具有强烈的吸湿性，水分在油中与油产生化学反应，而且不能通过抽真空除掉，工作时要求特别细心，尽量减少空气进入系统及储油容器；
2、对更换压缩机的情况应注意，原制冷系统中已存有一定量的冷冻油，必要时应将系统内的存油吹出，如果有大量的油存于系统中，再开机时有发生液击的危险。
) l1 O$ @4 }) w2 I3、更换冷冻油尽量不要在雨天操作。

gzaigo

学习了，，，，，，，，，

knight1364

顶楼主，长知识了