空调制冷剂的选择

空调制冷剂的选择（通用12篇）

空调制冷剂的选择 篇1

1 引言

规范汽车空调制冷剂加注工艺过程, 具有以下优点: (1) 空调维修新技术、新工艺 (具有先进性) 。 (2) 具有节约能源、减少排放、保护环境的优点 (具有代表性) 。 (3) 随着汽车数量越来越多, 汽车空调的维修量逐渐增大 (具有普遍性) 。本工艺完全符合中华人民共和国交通行业标准, 主要研究汽车空调制冷剂加注的整个过程。正确合理的选用与使用检修设备, 最大限度的减少制冷剂的泄漏, 减少浪费和对大气的污染, 同时规范化的操作, 达到保护操作人员人身安全的目的。

2 汽车空调制冷剂加注工艺研究

传统维修汽车空调, 有的直接用简单设备将制冷剂加注到系统中去, 只看制冷了没有就结束了, 导致返修率很高;有的加注量过高或过低, 导致油耗过高;有的不添加冷冻机油导致空调压缩机过早磨损。集以上原因, 回收制冷剂, 必须具备如图2-a检漏设备、如图2-b制冷剂加注机等设备。考虑到操作人员有可能与制冷剂接触, 则必须戴好橡胶手套及防护眼镜进行操作。

根据中华人民共和国交通行业标准, 及现有的设备, 编制合理的如图2-c汽车空调制冷剂加注工艺流程。

2.1 加注作业的准备

设备的准备, 组装荧光检漏仪, 检查荧光剂有无杂质, 有杂质则不能使用。荧光剂颗粒较小, 接触皮肤后应马上用清洗剂清洗干净, 不然会损坏操作者的健康。检查加注设备中的制冷剂储量, 查阅车辆的维修手册, 知道需要加注

2-c汽车空调制冷剂加注工艺流程

量。如采用压差加注, 储量一定要大于制冷系统的加注量的3倍以上。制冷剂储量过少, 将无法完成加注工作。检查冷冻机油的型号, 选择与型号一致的冷冻机油。

2.2 检漏

检漏的方法:外观检漏、皂泡检漏、真空检漏、荧光检漏、电子检漏仪检漏等。

外观检漏, 制冷系统只要有泄漏, 制冷剂将带着冷冻机油一起逸出, 制冷剂蒸发, 冷冻机油则留在泄漏口附近被发现, 这种方法简单, 但是泄漏量很少时或无法看见的部位就比较难发现。

皂泡检漏, 向系统充入氮气使压力达10-20kg/cm2 (或制冷剂使压力达100~200k Pa) , 再在系统各部位涂上肥皂水, 冒泡处即为渗漏点。这种方法与上一种方法类似有局限性。

真空检漏, 启动真空泵, 并观察低压表上的真空部分, 直到将压力抽真空至-80~-100k Pa左右。然后关闭歧管压力表上的手动高低压阀, 观察真空表压力是否回升。如回升则表示空调系统泄漏。这种方法只能判断有无泄漏, 不能判断泄漏点。

电子检漏仪检漏, 在制冷系统中充入0.35MPa~0.5 MPa压力制冷剂, 如图2.2-a电子检漏, 用电子检漏仪的探头在各系统部位检漏, 应反复检查2~3次。在检测时, 探头不能与检测部位接触, 避免仪器损坏。探头遇到大量制冷剂后应及时吹干, 避免仪器过早损坏。这种方法能检测出微小的制冷剂泄漏, 但是在刚检修过的制冷系统表面有部分制冷剂残留物, 这将会引起误判。在检测前应将被测表面吹干净。

荧光检漏, 在没有压力的制冷系统中, 如图2.2-b荧光剂加注, 加注一定比例的荧光剂。注意系统中有压力绝对不能加注荧光剂, 不然会有危险。加注完荧光剂后, 在系统中加入制冷剂, 用清洗剂把加注口清洗干净。起动发动机, 打开空调系统, 空调压缩机运转10min以上, 使荧光剂与制冷剂充分循环。戴上滤光镜, 用射灯照射需要检查的部件及管路。若发现有黄绿色的痕迹 (荧光剂渗出) , 此处有漏点。蒸发器表面无法照到看见的地方, 可用干净的容器将空调蒸发器表面流出的水收集起来, 戴上滤光镜, 用射灯照射收集的水, 如有荧光剂成分, 则表明蒸发器表面有泄漏。这种方法最大的优点非常直观, 能检测出几天甚至几星期漏完的微小渗漏。

检漏方法很多, 但是应合理应用, 才能充分发挥作用。当空调系统还没有检修时, 可以采用外观检漏;当系统在抽完真空时, 可以将设备上的高低压阀关闭, 进行真空检漏, 检查系统有没

2.6-b空调送风温度与周围环境温度有漏;当加注了制冷剂后, 比较方便检测的地方, 可以用皂泡检测, 一些空间比较小, 难检测的地方, 可以用电子检漏;当系统出现微小渗漏, 或怀疑是蒸发器, 其它方法无法应用时, 可以采用荧光检漏。

检漏时, 应重点检查以下部位: (1) 制冷装置的主要连接部位, 如管接头及喇叭口、连接件、三通阀、压缩机轴封、软管表面、维修阀及充注口等; (2) 拆装或维修过的部件的连接部位; (3) 压缩机的轴封、密封件和维修阀; (4) 冷凝器和蒸发器被划伤的部位; (5) 软管易摩擦的部位; (6) 有油迹处。

如果系统出现渗漏, 应进行维修作业。

2.3 视情清洗

清洗条件:制冷系统内的制冷剂与车型规定的制冷剂不符或制冷剂掺杂较多杂质的情形, 在加注制冷剂前, 应对制冷装置内部进行清洗。

清洗方式: (1) 零部件拆卸, 用专用清洗剂清洗。 (2) 用制冷剂清洗 (不建议使用) 。 (3) 用专用空调系统清洗机清洗。

2.4 补充冷冻机油

在以下情况下应补充冷冻机油: (1) 对制冷装置的制冷剂进行了回收; (2) 更换压缩机、冷凝器、蒸发器、储液干燥器等配件; (3) 制冷装置冷冻机油不足。

补充冷冻机油前, 如图2.4加注冷冻机油。将制冷系统抽真空, 系统中形成负压。将需要补充的冷冻机油倒入干净的容器中。所选的冷冻机油与系统中的型号应一致;冷冻机油应是无色透明无杂质的液体, 如果颜色发黄, 说明已变质不能使用;冷冻机油不能长时间暴露在空气中, 时间越长冷冻机油吸附的水分越多。

设备与制冷系统连接, 如利用压差加注, 则只需连接高压加注口。冷冻机油从高压加注口进入, 可以防止液态冷冻机油从低压加注口流入压缩机, 使压缩机产生液击事故。

补充冷冻机油时, 仔细观察冷冻机油的加注量, 不能加注过多的冷冻机油。制冷系统有过多的冷冻机油将导致制冷效果差。

补充冷冻机油后, 为防止污染原有的冷冻机油, 将没有加完的冷冻机油收集在另外的容器中, 不允许倒回原来的容器中。

2.5 抽真空

抽真空前, 检查压力表示值, 制冷装置中的压力应低于70 k Pa, 如超过该压力, 应重新进行回收操作, 直到压力达到要求。

抽真空时, 如果刚加入冷冻机油, 冷冻机油在高压加注口附近很多, 因此先缓慢的打开低压阀, 防止开启速度过快, 造成制冷系统中的冷冻机油被抽出, 抽了几分钟后, 再缓慢打开高压阀。如图2.5抽真空压力表上显示。抽真空至系统真空度低于-90k Pa, 如果真空度达不到规定值, 可能是系统漏或者是设备真空泵损坏。

在达到要求的真空度时, 应继续抽真空操作, 持续时间应不少于15min, 以充分排除制冷装置中的水分。水分会吸附在冷冻机油及干燥剂中, 在长时间的负压下, 水分才能被蒸发出来。如果在潮湿的气候条件下, 应适当延长抽真空的时间。抽的时间越长, 抽的越彻底。

抽完真空时, 将设备上的高低压阀完全关闭后, 才能关闭真空泵。如果将真空泵先关, 有可能真空泵单项阀关闭不严, 导致空气重新进入制冷系统。

2.6 加注制冷剂

加注前, 确认设备制冷剂的储量, 不够应添足加注量的3倍, 将制冷剂的储量记录下来。将设备设置标准的加注量。采用压差加注只需安装高压管, 采用如图2.6高压加注法。如果将液态制冷剂从低压加注口进入, 液态制冷剂有可能流入压缩机, 压缩机将会发生液击事故。

加注时, 发动机不能启动, 关闭空调。如果启动发动机, 开了空调, 压缩机运行后, 制冷系统压力就会大于储液罐内的压力, 导致无法继续进行加注。如过高的压力进入仪器低压表或倒流进入储液罐, 将造成严重的安全事故。

加注后, 高压阀与加注口之间有较高的压力, 注意不要直接取下高压加注口上的高压阀, 只需关闭高压加注口上的高压阀, 然后设备设置回收, 将高压管路中的制冷剂回收到储液罐中。最后取下高压阀, 这样压差较少比较安全, 同时可防止加注口上的阀芯因压差较大, 把密封圈移位, 导致阀芯不密封。先用清洗剂将加注口周围洗净, 最后用检漏仪检测加注口处 (芯阀) 有无泄漏。检查设备的制冷剂储量。

实际加注量=加注前的储量-加注后的储量

设置设备的加注量与实际加注量如有差异, 实际加注量少了, 应重新加注补足。

2.6 检验

检验是判断加注有没有成功。应按汽车制造厂商的要求进行空调出风口温度检测:

(1) 将车辆停放在阴凉处, 用干湿球温度计测量并记录环境温度和相对湿度; (2) 打开全部车门 (根据汽车制造厂商的要求) ; (3) 打开发动机盖, 连接压力表组到制冷装置; (4) 打开所有空调出风口, 调节到全开; (5) 设置空调控制器:外循环位置;强冷;A/C开;风机转速最高 (HI) ;若是自动空调应设为手动并将温度设定为最低值。 (6) 将数字温度计探头放置在空调出风口内50毫米处; (7) 启动发动机, 将发动机转速控制在 (1500~2000) r/min, 使压力表指针稳定; (8) 待数字温度计显示数值趋于稳定后, 读取压力表组和数字温度计的显示值, 将所测得的高、低侧压力、环境温度、相对湿度、空调出风温度与汽车制造商提供的空调性能参数与图表如图2.6-a吸气压力与周围环境温度上的参数如图2.6-b空调送风温度与周围环境温度上的比较, 如压力表、数字温度计显示的高、低侧压力和空调出风温度不在规定的范围内, 需要进一步诊断、检修制冷装置。

3 注意事项

3.1 操作人员在作业时, 必须戴好橡胶防护手套及防护眼镜。

3.2 汽车维修企业对不能进行净化再利用的废制冷剂应妥善回收存放, 并集中由专门机构进行无害化处理。

3.3 使用设备时, 应注意正确使用方法。

3.4 起动发动机前检查油管、水管有无泄漏, 机油、冷却液是否符合要求。

3.5 打开车门后, 必须将窗玻璃摇下, 使用完后, 将窗玻璃关好。

3.6 制冷剂贮罐应竖直向上放置, 不得倾斜或倒置。

3.7 制冷剂贮罐应分类分区贮存, 标识明显清晰, 存放场地应保持阴凉、干燥、通风。

3.8 制冷剂贮罐的存放温度不应超过50℃。

4 总结

对汽车空调制冷剂加注工艺研究, 应用到教学实践中得到较好的效果。首先提高了学生的真实感, 大大提高了学生的学习兴趣和动手能力。并且能进行大班教学, 从而降低了教学成本。最重要的是实现了汽车维修实习教学与维修企业无逢接轨。以后我们将以这为基础, 继续研究汽车空调维修工艺, 充分发挥工艺化教学的作用

参考文献

[1]《汽车维修业汽车空调制冷剂回收-净化-加注工艺规范》[M].中华人民共和国交通行业标准, 2010.

[2]鲁值雄.《汽车空调故障诊断》[M].江苏科学技术出版社, 2001.

[3]美Jack Erjavec.《汽车维修基础知识和基本技能》[M].电子工业出版社, 2006.

空调制冷剂的选择 篇2

1.空气过滤网阻塞，导致制冷过慢，要及时清理过滤网。

2.温度调节开关所设温度不适当。

3.室外机前有障碍物，影响空调正常工作。清理掉或者将空调安装在无障碍物空旷地带。

4.房间门窗未关好，室内封闭没有做好。切忌不要频繁开关门窗，保持空调房间紧闭。

5.有强烈阳光直射进来，或照射在空调上。建议在房间安上窗帘，大太阳的时候拉上窗帘。

6.风量设于“低风”位置，空调低速运转，

资料

要达到制冷效果尽量加大风量。

7.屋内人员过多，导致热量过大而一时无法快速调温。空调房间不要太多人，这是常识。

8.室内面积太大，空调器的制冷量太小而无法达到实际的使用需要。这个问题在选购时就要注意，一定要根据房间面积选择合适的.空调。例如1匹空调对应12~15平方米。

9.屋内正在使用电热器具等发热体造成空调的功率不够以至于空调不制冷或制冷效果下降。尽量不要在同时使用大功率电器。

空调制冷剂的选择 篇3

关键词：环境危机；制冷剂的替代品；碳氢制冷剂HCR，-22应用分析

中图分类号：TB64文献标识码：A文章编号：1006-8937(2011)06-0011-03

随着全球经济的迅猛发展，人类的生存环境遭到了巨大的破坏，其结果是我们赖以生存的地球气温年年攀升。“节能与环保”这个现代社会永恒的话题，一直是人类为之奋斗的目标。所谓环保是指人类有意识地保护自然资源并使其得到合理的利用，防止自然环境受到污染和破坏；同时，对受到污染和破坏的环境则必须做好综合治理，以创造出适合于人类生活、工作的环境。环保为人类解决现实的或潜在的环境问题，协调人类与环境的关系，保障经济社会的可持续发展提供了一定的保障。为可持续发展选择适当的冷媒，使它即节能又能与环境相容，这也是各大空调用户最为关注的问题。文章所谈及的碳氢制冷剂HCR-22是一种适用于以前使用HCFC R22或CFC R502的空调系统与低温冷冻的天然有机溶液。

1碳氢制冷剂HCR－22节能环保的原理

在烈日炎炎的天气，一座大厦的空调要消耗巨大的能量，按空调厂家常规匹配220W/m²,对于2000m²的恒温恒湿类空调使用房，需配螺杆式水冷冷水机组120匹中央空调或配风冷式冷水机组150匹中央空调，以此类推。可见，每年各大企业仅用于空调类的能量损耗就很可观。

若更换为HCR-22碳氢制冷剂后，能显著减少能耗用于空调系统的磨损。文章随东莞常峰机电设备安装工程有限公司的人员在数家空调用户厂进行替换测试，得到了第一手HCR-22使用效果报告。从实测数据可了解这种新型制冷剂的真实性能，以便加快高新科技全新节能环保雪种的建设步伐，顺应现代化的发展。

①HCR-22雪种，系新型环保碳氢制冷剂，采用精制高纯度丙烷、丁烷等混合烷烃，通过一定重量比调和而得的，深度净化，精密配制，不损害臭氧层，无温室效应，完全环保。按重量计，HCR-22雪种的用量只是R22、R502的40％～55％，因此更为经济实惠。

②HCR-22是一种直接替代品，它不需要更新部件或设备，即不用更换压缩机，管道和冷冻油；充注了HCR-22的空调或制冷系统要比充注氟利昂制冷剂(即普通雪种R22，R502)节约多达10％。这是因为碳氢制冷剂具有更高的效率，它能在更短的时间内使室内温度达到设定的恒温值。HCR-22的单位制冷量大，凝固点低、汽化潜热值是普通雪种的1.84倍(详见表1)，因此制冷速度极快，空调会提前达到设定温度而停机，单位制冷量完全能满足且更优于普通制冷剂。

③碳氢制冷剂HCR-22的压缩比小，分子量是R22的45％，流动性快，所以等熵压缩比功小，这样就减轻了压缩机负荷，使压缩机工作更轻松，延长压缩机的使用寿命，降低了压缩机的运行功率(详见表2)。

④对保护地球环境有利的冷媒应符合下列条件：向大气释放时不会对大气造成负面影响(ODP、GWP)；必须远远高于临界温度利用的温度条件；压力不能过高，最低压力必须在大气压力以上；相当于压缩机排气容积的制冷能力必须很大，压缩机排气温度必须低；化学稳定性高，无可燃性、无毒性，价格便宜。

从HCR-22碳氢制冷剂与R22／R502普通制冷剂的性能比较来看，前者更为符合。以下表3、表4列举了各制冷剂的性能，可以说明这一点。

⑤我们知道，对于一台空调，能效比越高，说明越节能。能效比(EER)等于名义制冷量(制热量)与压缩机运行功率之比。HCR-22名义制冷量大，压缩机运行功率小，因此能效比高，达到节能效果。经过大量的HCR-22更换数据表明：普通空调更换HCR-22之后，节能率在10％～20％之间。

由图1可知中央空调耗电主要在压缩机组及空调箱，所以在单位制冷量不变的前提下，减轻了压缩机组的负荷，就能达到节能的目的。

诚然，一种良好的空调制冷剂替代品，必须从其环保性、节能性、可靠性以及替代现有制冷剂的方便性等多种角度去考虑。因此，我们作了以下的替换测试。

2碳氢制冷剂HCR-22替换测试效果

2.1概述

测试具体配制设备及材料如表5所示。大金CUWD5Y120冷水机组为双压缩机、双回路系统，在此，我们作一项对比测试，即将1#压缩机使用HCR-22冷媒，2#压缩机使用原R22冷媒。本项测试的目的是通过制冷剂的替代，测试空调机组在正常使用工况下的节电效果。测试仪器主要有：三相电表(互感器为30倍150；5)钳表、万用表、红外线电子测温仪等。注意：替换过程对原系统设备未做任何改变。

2.2数据记录与分析

1#、2#机组对比测试各项参数值如表6所示，本次测试是在现场同等负荷条件及同等环境下，分别对使用HCR-22制冷剂的1#压缩机和使用R22制冷剂的2#压缩机在同一台机组的两个回路系统进行比对测试。根据比对测试得到的运行参数计算节电效果。即从两种不同的机组运行负荷工况下，可以看出：机组运行负荷工况越饱满，节电效果越好。

3替换碳氢制冷剂I-ICR-22与替换普通环保雪种优势比较

①目前，已经投入商业化量产的是R410a，尽管在许多性能方面，尤其是环保方面，它都是取代R22的最佳替代品，但由表7可以看出，它需要更换压缩机及冷冻油，并进行局部调整，节能方面却无优势可言。

②机组使用HCR-22碳氢制冷剂油混率高，它与所有常用冷冻润滑油(矿物润滑油，合成润滑油)兼容，无毒，对金属和橡胶均无腐蚀性。而许多制冷剂需要专门配套的制冷剂润滑油，如使用不当，就会出现问题。使用碳氢制冷剂可防止出现制冷剂和制冷剂润滑油不兼容造成的问题。目前市场上使用较多的R134a制冷剂具有腐蚀性，对制冷系统的橡胶材料要求极高，与常用润滑油不兼容。因此，原灌注R12制冷剂汽车空调换用P134a制冷剂时必须进行改装，否则压缩机会受到损害，而且花费昂贵。而在大多数情况下，不论什么类型的汽车空调或其他制冷设备，换用HCR-22雪种，无需进行改装。

③HCR-22碳氢制冷剂可降低压缩机运行负荷，对压缩机百益而无一害，即可降低设备维修率，延长压缩机的使用寿命。这主要是得益于该制冷剂分子量小，流动性好，输送压力更低。

发展问题已是当今时代的主题，而科技进步却是经济发展的决定因素。二十一世纪环保与节能将成为经济发展和社会进步的重要课题，必须大力倡导和推广绿色产业、节能产品和高科技产品的发展。“制冷剂”这个在空调中起着举足轻重作用的空调血液，备受人们的关注。虽然在实际测试中，HCR-22还有许多不尽人意的地方，然而，环保的潮流是不可逆的，在环保的迫切需求下，新冷媒中央空调对臭氧层起到的保护作用将具备更加深远的意义。尽管人们在不断地试图寻找一种既具有良好的热力性质，又对环境不造成威胁，还要高度安全的物质来作为制冷剂，但经过多年的努力，至今仍未找到这种理想的制冷剂，我们期待着冷媒替代技术的研发得到进一步的深入发展。

参考文献：

[1]余中海，为可持续发展选择适当的冷媒[J]，制冷,2008,(12).

[2]马一太，碳氢制冷剂应用的可行性分析[J]，暖通空调,2005，(10).

家用空调器制冷剂泄漏的自行检测 篇4

制冷剂泄漏的

家用空调器内灌注的制冷剂是一种渗透性强又极易泄漏的液体物质, 制冷剂泄漏是空调器使用中存在的一种常见故障。空调器若在正常温度调节控制的制冷运行范围内, 出现制冷效果差, 或者根本不制冷的情况, 可自行检查空调器是否已存在制冷剂泄漏。检测前, 先让空调器压缩机连续运行约半小时左右, 然后通过以下几种简易方法判断。

(1) 打开空调器室内机的机壳面板, 拆下空气过滤网栅, 观察蒸发器的结霜面积。如果发现蒸发器表面只有小部分区域产生积霜, 说明机内制冷剂不足或已产生局部泄漏。

(2) 将空调器设定的制冷温度比室内温度低5℃左右, 正常运行20 min左右后, 如果室内机液压铜管表面出现有白色的结霜物, 则说明制冷剂液已产生泄漏故障。

(3) 将家用室内温度计的水银感温头紧贴在空调冷风口处, 数分钟后观察温度计显示温度是否比室温约低4~8℃, 如果实测温度高于上述温度值, 或者与室内温度基本相同, 则可以肯定该机内的制冷剂已泄漏。

(4) 空调器正常运行时, 将手掌心置于室外机排风口处, 如果排风口无明显热气排出, 则说明空调制冷剂巳泄漏。

(5) 空调器内灌注的制冷剂和冷冻油间会产生一定的互溶性。当制冷剂泄漏时, 管路中铜管连接头、室外机的气液阀门、阀芯等处均会出现污渍, 检查时上述部位出现有污渍, 则是制冷剂的泄漏点。

(6) 利用钳形电流表测量空调器运行时的工作电流。当制冷剂泄漏, 压缩机的工作负荷会明显减轻, 运行时的工作电流也会明显减小。对照空调器标注的额定工作电流值, 将空调器温度调至最低并开大风速量, 如果测出的工作电流明显低于标准的额定电流值, 则说明存在制冷剂泄漏的故障。

变制冷剂流量空调系统列车论文 篇5

0前言

我国经济的持续高速发展，客观上对交通和运输提出了更高的要求。铁路作为交通运输市场的传统主导，近年来却面临着高速公路和民航运输的巨大挑战。近期国家不仅规划建设跨省铁路项目沿海铁路(上海—宁波—深圳—香港快速铁路)，以实现全国范围“四横四纵”铁路快速客运通道构想，而且正在积极筹建中巴铁路，实现我国新疆与巴基斯坦的陆上交通，以及建设中缅铁路—西南出海铁路大通道，架设南亚大陆桥以加快我国西部大开发。中国铁路网将在全球战略定位的基础上，具有新的战略意义。对于铁路客运市场来说，实现客车的高速化、舒适化显得尤为迫切。面对新的更高的要求，我国列车客车空调通风系统一方面需要有条件的吸收引进世界最新科技成果，一方面需要加强自主创新。

目前我国现有使用的列车空调大部分采用单元式空调机组，这种列车空调的控制系统简单,仅能通过控制机组的开停对机组进行安全保护和对客车车厢内进行温度控制,难以满足极不稳定的列车空调运行工况,不能满足乘客对舒适性的要求。又由于空调通风机始终满负荷运转状态,不能根据热、湿负荷变化而调节,造成严重的能耗浪费。[2]

变冷媒流量空调系统(VRF)，自1982年日本Dakin公司首先推出以来，二十几年中得到迅速发展和推广，已经在民用建筑上被广泛应用。VRF系统的特点可以有效解决现有列车单元式空调机组的不足。

1VRF系统的特点

(1)VRF系统根据系统负荷情况，通过变频控制器自动调整压缩机转速(变频范围50%~130%)，使系统内冷媒的循环流量得以改变，进而对制冷量进行自动控制以符合使用要求，从而能保证在负荷变化范围内，压缩机以较高的效率运行。VRF空调系统在部分负荷时的能效比相当高，当部分负荷率在40%～60%之间变化时，VRF空调系统的能效比相对最高[4]。可见，列车在多变的气候条件下，大部分时间空调处于低负荷工况，VRF空调系统在低负荷状态下运行时能耗小，能效比更高，故可有效地节约能源。

(2)VRF空调系统拥有一套方便、专用的微电子系统，能提供控制、检测、管理包括能量消耗等项目的各项功能，可以实现优越的控制功能：a.成组控制，通过遥控器连接机组;b.区域控制，将几组作为一个区域，通过集中遥控器上的操作按钮对其进行控制;c.组块控制，用集中检测面板控制整个系统，监控数据通过数据站、主站传送到集中检测面板上。灵活的控制系统尤其适用于列车卧铺车厢，可以分别独立的对各包厢单元进行调温、除湿、控制风速多功能控制，从而保证各卧铺包厢的舒适性。

(3)VRF系统由一台室外机和数台室内机组成，因而又称为多联机空调系统。多台不同种类的室内机由一个冷媒管路连接，每一台室内机可以根据控制单元的要求，进行独立的制冷或制热的运转。目前变制冷剂流量最先进的空调技术，室内机数量可多达16台，并可进行独立的控制;由于VRF技术解决了回油运转问题，使室外机与室内机之间的冷媒管长度延至l00m，室内机与室外机之间的高低差增加至50m，各室内机之间高差可允许15m。

2软卧车厢的立面特点和负荷特点

(1)软卧车厢车体长25米，每节有10个包厢，依次排列相连接。各包厢尺寸相同、方位一致，包厢外是公共通道，没有可供休息桌椅，乘客主要在包厢内休息;

(2)包厢尺寸：2.05×2×2.54(长×宽×高：米)，每个包厢分上、下铺共4个铺位，包厢内立面空间小，乘客只能在铺位坐立和躺卧，其它活动区域很小;

(3)整节车厢呈狭长形，车内定员为41人(包括1名乘务员)。车体6个表面均为散热面，车厢冷、热负荷大，各包厢冷、热负荷基本相同;

(4)车厢内温度冬季应不低于22℃，夏季不高于26℃，应保持空气新鲜;(“铁标”规定)

软卧车厢相对硬座、硬卧车厢车内人员少，新风负荷和新风量较小;包厢内舒适性要求高，各铺位空间温度场和微风速场应尽可能均匀稳定。根据软卧车厢的立面特点和负荷特点，VRF空调系统的多联机方式符合列车软卧紧凑包厢分隔的立面形式,适用于软卧车厢狭长空间的冷量输送。本文提出采用变冷媒流量空调通风系统替代单元式空调机组的新思路，对列车软卧车厢使用VRF空调系统做管路设计。

3列车软卧车厢VRF空调系统管路设计

3.1新风管路

列车软卧车厢采用VRF空调送风系统,外部空气通过车体一侧新风口、新风吸入箱，经过滤网过滤后进入全热交换器，与车厢内排风热湿交换后，新风由新风管道送至每个卧铺包厢吊顶内的静压箱。新风与室内机处理后的回风在其中充分混合后送至各个软卧包厢中。

3.2回风管路

软卧包厢顶部送风在室内循环后，沿包厢底部的出风格栅排出到包厢外的行人走廊。如图2，在每个卧铺间吊顶上分别安装一台室内机组，室内机连接回风口设置在卧铺间对面车窗以上，回风经由走廊侧壁吸入回风口，再由回风管引入室内机处理。这种送回风方式，不同于列车单元空调机组仅在车厢走道门外吊顶处设置一个的集中回风口，防止集中回风混杂的烟气在负压作用下又诱引入车厢卧铺间，从而有效避免空气二次污染。

3.3排风系统

VRF空调系统的排风一部分由全热交换器与新风热量交换后排出。设计时，室内排风可以从车厢内卧铺包厢吊顶上接小段风管直接吸入，经过换热机热交换后连接由排风管引至车厢底部排出。另外部分废排气由废排风机通过车底的横向风道与软卧车厢包厢外走廊侧壁的风道相连，吸入废排气至车体外，为保证车厢内正压，废排风机与压力保护阀连接。

3.4冷凝水管管路设计

VRF空调系统的每台室内机都引出一条冷凝水管，并由一条总冷凝管道顺次的按照1%的坡度连接，一起排到列车洗漱间或卫生间。冷凝水管直接从室内机的凝水盘底部引出，凝水盘不存水，可以减少滋生细菌现象发生。

3.5冷媒管路设计

VRF空调系统室外机与室内机冷媒配管连接方式有三种：线性分流方式、端管分流方式和组合方式。制冷压缩机吸气管路过长会引起制冷系统的制冷能力降低和单位制冷量耗电量的增加，所以必须综合考虑配管与节能两方面的`因素。软卧车厢上选用的是线性分流方式，如图3所示。通过冷媒分歧管和管道接头将各室内机顺次连接在一起，这种配管方式特别适用于列车车厢这种纵深较长的空间。因每间包厢外形尺寸相当，空调负荷也相当，室内机选择同一型号，并且安装在各包厢吊顶同一标高上，所以冷媒管路设计简单，不需要分区。目前冷媒配管采用同径化管道系统技术，只需冷媒主管道管径相同就可以应用。由于采用统一管径，管道施工和管径选择大量简化，系统运行稳定并且易于维护。

根据车厢尺寸和室内、外机的布置，设计配管长度为60m。VRF系统室内机以冷媒R22作为传热介质，其传送的冷量几乎是以等流量水的10倍、空气的20倍，所以列车车厢空调的冷媒配管管径很小，(以10HP的室外机为例，对应冷媒管管径φ28.6mm，外加不足10mm厚的高效的橡塑保温材料。)无需如传统的空调系统那样占据大量的管道空间。系统采用冷媒直接蒸发式供冷，省去了水系统换热的能量传递环节，从而减少了输送耗能及冷媒输送中的能量损失。

4结论

变制冷剂通风空调系统既能体现车厢内各包厢的立面和负荷一致性，又可以满足各包厢空调的独立性控制和舒适性调节要求,同时实现列车低负荷条件下的节能。通过管路设计,说明软卧车厢使用VRF空调系统的可行性。列车采用VRF空调系统的舒适性和安全性需要进一步研究和实验分析。

参考文献

1.彦启森.论多联式空调机组.暖通空调,,32(5):2～4

2.刘希女.变频技术在列车空调系统中应用的思考.制冷与空调,,3(4):51～53

3.陈焕新,杨培志.铁路空调客车硬座车厢空气品质的主观评价.制冷与空调,2003,3(4):57～59

空调制冷剂的选择 篇6

【关键词】汽车空调；制冷系统；故障和维修

随着外界环境的变化，而且在夏季，空调的使用比较频繁，容易导致汽车空调制冷系统发生故障，在传统的维修方法中是增加制冷剂，但是这种方法并不能从根本上解决汽车空调制冷系统的故障。当汽车空调制冷系统发生故障后，一般故障发生的位置在发动机、排气系统等，因此，当空调系统发生故障后，应该找出故障发生的范围，排除故障，确保空调制冷系统可以正常的运转。

一、汽车空调制冷系统的构成

汽车空调制冷系统主要是由冷凝器、压缩机、蒸发器等构成的，各个零部件是通过电路联系在一起的，分成高压和低压两侧，压缩机输入端、冷凝器构成高压的一端，蒸发器和低压管构成低压的一端。

二、汽车空调制冷系统的运行原理

汽车空调的压缩机在运行的过程中可以将蒸发器出口处的气态的制冷剂输入到气缸中，然后通过压缩的方式，使其压力增大，在高温环境下形成高压制冷剂，然后通过高压软管的输送，将高压制冷剂输入到冷凝器中，在冷凝风扇的转动下，制冷剂吸收的热量就会散发到外界，在汽车的内部形成高压的制冷剂，制冷剂分成液态制冷剂和气态制冷剂。液态的制冷剂在通过膨胀阀时，由于受到热胀冷缩的效果，其会产生膨胀，制冷剂的温度会降低，低压的液体在进入到蒸发器中后，在低压中，热量会被吸收，这样确保制冷系统将汽车的气温降低，实现循环降温的效果。

三、汽车制冷系统故障的分析和维修

（1）汽车空调制冷系统的堵塞。汽车空调制冷系统在运行中，常常会出现管道堵塞的情况，当一些元件的管道出现了堵塞，则会导致循环装置不能顺利的运行，制冷剂不能在制冷系统中循环，导致制冷效果不明显。这类故障产生主要原因在于高压装置的压力过低，而且低压已经呈现负值，这类问题一般是发生在干燥器和膨胀阀装置中，可以采用氮气的充入方法，将氮气充入干燥器或者膨胀阀中，朝着出口吹气，如果出口处还是不通气则会堵塞的情况，可以通过更换新的干燥器和膨胀阀的方式使制冷系统正常的运行。

（2）冷凝器、水箱的堵塞。在对汽车空调制冷系统的检查中，常常会出现冷凝器和水箱被堵塞的问题，这时应该先检查冷凝器和水箱中是否是出现了异物，如果发现异物应该及时取出，并进行消毒。如果冷凝器和水箱中没有发现污染物，对冷媒进行检查，如果冷媒的含量符合标准，故障一般是发生在液体的流动问题上，如果液体在流动中没有产生任何的气泡，可以确定冷媒的含量过多，应该将冷媒抽出，重新加入适当的量。

（3）制冷剂泄露。当制冷剂出现泄露的问题后，常常是由于空调的压缩机出现问题的，制冷系统的冷气不能正常的吹出，或者没有冷气吹出，导致这一问题的产生多是因为制冷系统中制冷剂缺失，或者是制冷剂发生了泄露的问题，在对压缩机进行润滑的过程中，会导致制冷剂泄露的问题，导致制冷剂和润滑油的浪费，使压缩机不能正常的运转，制冷剂发生泄露后应该对其泄露的原因进行分析，在此基础上，增加制冷剂并确保其不泄露。

（4）输出制冷剂的量不足。当输出制冷剂的量过少，不能达到要求时，应该从以下几个方面考虑，其一，制冷剂过少，当制冷系统的循环制冷功能不能达标时，会导致高压和低压的要求都不能满足，这时应该可以看到有气泡冒出，在处理这类问题中，可以分析系统是否出现了泄露的问题，然后增加适当的制冷剂。其二是制冷剂过量，如果在制冷系统中制冷剂的量多，导致高压和低压过高，人们在对高压管触摸时能够感受到烫感，应该立刻将空调的电源切断，然后过一分钟后，观察是否有带泡沫的制冷剂流过，在低压侧可以将制冷剂放出一部分，确保排气的压力和温度是合适的。其三是散热出现问题，当冷凝器的散热片长时间使用后容易产生变形，或者冷凝器表面上有大量的灰尘和污渍，散热风扇的转速过慢，这些因素都会导致制冷量的不足，在用手触摸高压管后，发现高压管的温度比较高，应该及时对冷凝器的散热片进行处理。其四是膨胀阀出现问题，如果系统的高压比较低，但是低压却比正常值高，而且从政法及出现了低压管的温度高，一般都是膨胀阀的问题，在处理这类问题中，应该分析蒸发器出口的情况，应该做好蒸发器出口的包扎工作。其五是制冷系统出现空气，当制冷系统中出现了空气，就会导致制冷剂的泄露问题，而且会导致外界大大量空气进入循环系统内部。当空气进入到制冷系统后，就会导致压缩机的排气压力上升，导致系统内的温度升高的问题，导致制冷量的不足。

（5）压缩机部件损坏。当压缩机的缸垫窜气或者排气阀的损坏，会导致压缩机出现故障，应该对压缩机的压力进行检测，提高发动机的转速，如果压力值仍然没有明显的变化，应该对压缩机上的进气管和排气管进行分析，对二者的温度差进行分析，如果压缩机表面的温度比较高，可以确定为压缩机缸垫的窜气。

（6）高压管过热。在对高压管过热的问题进行处理的过程中，应该对空调压缩机进行清理工作，防止有大量的油渍在压缩机的下方，如果在压缩机的下方出现了大量的污渍，会导致限压阀的损坏，应该及时的将压缩机更换，如果在对空调管的温度触摸中，发现高压管的温度低，而低压管的温度高，应该及时更换压缩机。

四、案例分析

当汽车的空调开关开启后，冷凝器的风扇是正常转动的，但是压缩机的离合器不能吸合，这个故障时压缩机的线圈出现的问题，运用直流电压表进行测量，分析是否有电压，如果存在电压，应该对两端的插线之间是否是导通的进行分析，如果是导通的，说明故障没有出现在恒温开关上。在运用相同的方法对低压的一侧开关进行检查，如果低压开关的插接线出现短路，说明低压的开关出现了故障，然后再对压缩机的离合器线圈进行分析，如果离合器出现了吸合的问题，说明离合器出现了故障。

在对外部环境温度比较高的情况下，汽车的空调使用的时间比较长，很容易发生压缩机的故障，将空调的电源切断，过几分钟后再连接电源，如果压缩机可以正常的运转，并且制冷系统是正常的，可以通过改变压缩机排量的方法。如果节气门是开启的，制冷剂的量过多，压缩机会停止运转。在汽车行驶的过程中，空调的压缩机离合器应该是处于闭合的状态的，在确定故障发生的位置中，应该将空调开启，压缩机停止运行，在压缩机运行1小时候停止，对压缩机的线路进行分析，找出接触不良的线路。

五、结语

汽车的空调制冷系统是非常重要的，在对空调制冷系统的故障进行诊断中，应该采用科学的方法，不能直接将零部件拆卸，应该对空调系统的堵塞问题、冷凝器、水箱的堵塞、制冷剂泄露、输出制冷剂的量不足、压缩机部件损坏、高压管过热等问题分别进行分析，对制冷剂的量进行分析，过多的和过少的量都会影响制冷效果。找到故障的原因和故障的部位，才能采取有针对性的措施排除故障，确保汽车空调制冷设备的正常使用，为人们的出行提供更加舒适的环境。

参考文献：

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[2]陈守平.汽车空调系统的常见故障诊断方法及排除[J].江苏技术师范学院学报，2011，12：148-150.

空调制冷剂的选择 篇7

1 空调制冷原理及冷凝、蒸发温度对制冷循环的影响

1.1 空调制冷原理

空调制冷原理主要通过一套完善的制冷系统来直观展示, 其中压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器是构成空调制冷系统的主要部件, 依次通过管道连接成一套密封的系统, 而后在系统中充灌适量的制冷剂, 通过这四大部件依次完成循环制冷工作, 最终达到空调制冷效果。压缩机主要负责绝热压缩过程;冷凝器主要完成等压冷凝任务;节流阀 (如毛细管、膨胀阀等) 主要负责等焓节流过程。而蒸发器是空调制冷系统中的核心部件, 主要负责等压蒸发过程, 通过蒸发器排除低温低压的制冷剂蒸汽, 由压缩机将制冷剂蒸汽吸入并快速压缩高温高压的过热蒸汽, 再由冷凝器接手后续工作, 最终形成压缩式蒸汽制冷循环。

1.2 冷凝、蒸发温度对制冷循环的影响

当空调制冷系统中的制冷剂开始运行之后, 该过程中产生的冷凝温度、蒸发温度对制冷循环有一定影响。其中, 环境温度、冷凝器的冷却水温是影响冷凝温度的主要原因, 而所设定的温度会影响蒸发温度。

1.2.1冷凝温度对制冷循环的影响

1.2.2蒸发温度对制冷循环的影响

2 制冷剂泄漏对空调的影响

制冷剂泄漏无论对那种类型的空调器 (柜式空调、挂壁式空调) 都会造成严重的影响, 通常普遍出现的问题有:运行电流下降;压缩比增大;吸气压力下降;吸气、排气、电机、润滑油温度升高, 进而引发各种压缩机 (转子式压缩机、涡旋式压缩机) 出现故障, 但不同类型的压缩机会产生不同的故障现象。

当转子式压缩机遭遇制冷剂泄漏时, 会引起电机漆包线整体起泡、润滑油碳化的现象, 造成汽缸磨损卡死。电机是高温排气的主要通道, 制冷剂泄漏会影响高温排气的正常工作, 导致排气温度持续升高, 如此压缩机电机会因制冷质量流量的降低而影响散热, 造成电机温度的逐渐升高。随之绕组漆包线漆膜因电机温度的升高而加速老化, 最终造成匝间短路, 甚至是压缩机因整体过热而被烧毁。而当涡旋式压缩机遭遇制冷剂泄漏时, 电机温度会因低压腔涡旋式压缩机吸气温度的逐渐升高而无法冷却, 进而造成压缩比的增大, 高于200℃温度的涡旋盘中心极易造成电机烧毁问题。又因涡旋盘中心下方正对着动涡旋盘轴承, 动涡旋盘轴承因吸入大量涡旋盘中心的热量而提高自身温度, 进而造成该位置润滑油黏度下降, 动涡旋盘轴承会产生严重磨损, 最终造成涡旋式压缩机被卡死。

3 制冷剂泄漏的探测

通过使用专用探测器 (主要有电子式漏气探测器、火焰式漏气探测器两种) 可以检查出空调制冷系统中制冷剂泄漏的现象。其中, 电子式漏气探测器使用最为广泛, 它由控制放大器、探头构成, 需要接通电源在无可燃气体的环境下才能使用。在使用过程中, 首先接通电源预热探头感应电极, 使温度达到稳定状态, 对控制放大器进行调整与校验以确保其灵敏性。确保探测环境无可燃气体, 在空调器管路中使用探头的进气口进行探测, 一旦安装了蜂鸣器的控制放大器发出鸣响声就可断定该处有制冷剂泄漏。除此之外, 使用肥皂水也能进行制冷剂泄漏的检测, 兑制70%的肥皂水溶液, 使用毛刷将其涂抹在制冷系统中的管路接口处, 以及泄漏疑点处, 若不断出现肥皂气泡就可断定有泄漏, 需要采取措施防止泄漏。

4 空调压缩机应对制冷剂泄漏的措施

为了防止因制冷剂泄漏而造成空调压缩机的故障, 技术员对转子式与涡旋式两种压缩机进行了改良, 加强了各自的自身保护措施。通过更改过载保护器的位置来提高转子式压缩机的保护灵敏度;通过更改过载保护器的参数来提高涡旋式压缩机的自身保护, 将其过载保护器的位置更改在绕组上, 并安装温度传感器在压缩机的排气管上, 以适时监控压缩机的排气温度。

4.1 更改过载保护器位置

如图1过载保护器安装方式所示, 通常过载保护器的位置安排主要有三种, 即外置式、内插式、内绑式。为双重保护转子式压缩机的过热与过流, 过载保护器需要对温度、电流进行控制, 压缩机主要通过这三种过载保护器运行电流, 因过载保护器所放置的位置不同, 转子式压缩机所承受的温度也有区分, 而压缩机保护灵敏度的高低与温度成正比关系, 所以三者的关系是内绑式最高、内插式第二, 而外置式最低。如此, 为提高转子式压缩机的保护灵敏度, 将过载保护器更改为内置式放置位置即可。

4.2更改过载保护器参数

对于涡旋式压缩机来说, 要提高自身的保护灵敏度不仅需要将过载保护器的位置更改在由合成绝缘材料包裹的电机绕组上之外, 而且还需要更改过载保护器的参数。根据制冷剂泄漏试验的结果, 技术员制定了压缩机绕组的温度, 温度标准是·140℃, 这样的电机绕组温度能够承受最大运行制冷情况下一定比例充注量制冷剂的释放。此外, 根据试验要求, 必须降低过载保护器的OPEN温度与UT特性值, 如此才能确保涡旋式压缩机中过载保护器的正常运作。

5 结语

通过上述分析可知, 空调器制冷剂泄漏会造成诸多故障问题的出现, 而通过多次试验总结出了制冷剂泄漏所导致的空调器故障规律, 即压缩机内部温度因制冷剂泄漏而持续升高, 导致高温烧毁压缩机的电机绕组, 或是造成润滑油黏度降低而磨损压缩机的机械部件, 最终导致空调器压缩机的罢工, 甚至造成环境污染问题的产生。在清楚制冷剂泄漏对空调所造成的各种影响后, 更改压缩机过载保护器设计、制定制冷剂泄漏新的试验标准、整改空调系统保护设置等积极有效的措施来降低因制冷剂泄漏而造成的空调故障, 并加强空调压缩机的售后故障服务, 以此来保障空调使用过程中的安全性。

参考文献

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[5]刘杰, 赵宇, 祁照岗, 陈江平.制冷剂充注量对新型换热器汽车空调的影响[J].制冷学报, 2011, 32 (1) .

空调制冷剂的选择 篇8

1 典型制冷剂物性参数

制冷剂在常温下通常以气体的形式存在, 因此爆炸极限是衡量其火灾危险性的最重要参数之一。对于可燃气体, 自燃温度、燃烧热、燃烧速度、最小静电点火能也是衡量其火灾危险性的重要参数。典型可燃制冷剂与R134a部分物性参数的比较, 见表1所示。

2 碳氢制剂的火灾危险性研究

碳氢制冷剂是石油化工的副产品, 有着丰富的资源、低廉的成本。而且, 碳氢制冷剂一般都有较大的汽化潜热、较低的沸点和临界温度比值, 使得碳氢制冷剂一般都有非常好的制冷性能。相关研究结果表明, 在冰箱等小型制冷装置上用R290、R600或R290/R600a混合物替代R134a或R12, 可以实现制冷装置效率的提高。R290替代R22在小型热泵装置上应用, 也可得到比R22高的效率。但由于碳氢制冷剂的可燃性, 人们对在汽车空调中是否可以使用心存疑虑。

2.1 汽车空调中碳氢制冷剂的充注量

在美国和澳大利亚已有几百万辆汽车空调中使用碳氢制冷剂。目前, 澳大利亚的Hychill公司已经推出了碳氢制冷剂的产品HR12, HR12制冷剂由50%丙烷 (R290) 和50%的异丁烷 (R600a) 组成。有关研究表明, HR12应用于汽车空调系统时, 无需对空调系统做任何的改动。与HFCs类制冷剂相比, HR12的导热效率更高, 制冷效果更好。由于碳氢制冷剂密度小, HR12密度为0.5kg/L, R134a密度为1.01kg/L。因此, 在汽车空调中, 碳氢制冷剂的充注量要小于R134a。Hychill公司的研究人员通过计算给出了一些车型中充注HR12的理论充注量, 如表2所示。从表2可以看出, 充注量一般都小于500g。

2.2 碳氢制冷剂火灾后果研究

对于消费者来说, 碳氢制冷剂的缺点是它和空气混合后具有可燃性。汽车空调中使用碳氢制冷剂发生着火有两种情况:一是维修时;二是汽车正常运行时。在维修时的火灾危险性与使用液化天然气作燃料的情况相同, 而且碳氢制冷剂的量要比作为燃料的天然气少得多。

对于行驶的汽车来说, 制冷剂发生泄漏进入车厢内的情况有两种:一种是管路连接处松动;一种是管路发生疲劳断裂。泄漏后制冷剂在车厢内和空气混合形成混合物。有相关研究得出碳氢制冷剂泄漏后, 其体积分数保持在爆炸下限以上的时间不超过60s, 这说明车厢内可燃物燃烧爆炸的基本条件保持时间很短。

1993年12月, 新南威尔士大学的I L Maclainecross将R290 (丙烷) 与R600a (异丁烷) 按60∶40的比例混合后作为汽车空调制冷剂, 研究了这种制冷剂的火灾危险性。该项目组研究人员做了4个实验, 分别为:碳氢制冷剂泄漏后被汽车发动机引燃、汽车车厢内的引燃实验、制冷剂喷射实验、空调压缩机破裂实验。结果表明, 最能使碳氢制冷剂着火的引火源是火花塞产生的电弧。但汽车发动机的火花塞被密闭在发动机气缸内, 正常情况下, 火花塞与外部隔绝得非常好。在汽车空调中, 蒸发器在车厢内部仪表盘下面, 制冷剂从管路的泄漏处喷射出来的气流不足以构成持续燃烧的条件。此外, 研究人员将汽车密封后, 加入150g碳氢制冷剂, 点燃的烟头也不足以使其燃烧爆炸。

2.3 碳氢制冷剂发生火灾概率的研究

由于碳氢制冷剂充注量比R134a少, 通常情况下低于500g。从1993年开始, 美国爱达荷州的部分汽车空调开始使用R290/R600a (60∶40) 的混合物作为制冷剂。截止到2002年底, 美国约有470万辆汽车空调使用这种制冷剂。从1995年开始, 澳大利亚部分汽车空调开始使用R290/R600a (60∶40) 的混合物作为制冷剂。截止到2 013年, 澳大利亚约有8%的载客汽车和轻型商用汽车的空调系统使用碳氢制冷剂, 数量达到120万辆。通过近10年的统计数据表明, 并未发生由于这种制冷剂泄漏而引起相关的伤害事故, 其发生概率低于3.2×10-7次/ (车·年) 。

1995年, Arthur D Little对于汽车空调器中使用碳氢制冷剂做了非常详细的风险评估研究。研究结果表明, 由于碳氢制冷剂爆炸形成的超压对车内的人员造成严重的人身伤害的概率为4.16×10-10次/a。

1995年, Maclaine-cross等人对汽车空调蒸发器发生泄漏的情况下, 测定了汽车车厢内的浓度情况。在车内布置了两个浓度传感器, 泄漏大约2min后, 达到了最大体积分数, 为碳氢制冷剂爆炸下限的62%。

1996年, Maclaine-cross等人测定了在澳大利亚销量较大的10种车型的车厢内的体积及新空气的流速。结果表明, 在正常情况下车厢和发动机舱内均不会出现能引燃碳氢制冷剂的引火源。研究结果表明, 在澳大利亚较流行的车型中基本不会出现超压对人造成伤害的事故, 发生这种事故的概率低于8×10-10次/a。在这些评估中, 假定每辆车制冷剂管路破裂概率为1×10-6次/a, 且假定一多半的制冷剂在1s内大量泄漏。假定的引火源为车厢内的乘客使用火柴或打火机点烟。

研究结果表明, 采取相关措施可减小制冷剂在车厢泄漏的可能性, 从而大大提高安全性。这些措施包括:减少软管连接, 在车厢内尽可能不用接头;将热力膨胀阀装在发动机室;汽车带新风装置;保证碳氢充注量不超过400g等。

3 R1234yf的火灾危险性研究

R1234yf是由霍尼韦尔公司和杜邦公司共同研制的用于替代R134a的一种制冷剂, 分子式为CF3CF=CH2。R1234yf也是一种可燃制冷剂, 其爆炸极限为6.5%~12.3%。

3.1 火灾危险性后果的研究

对于汽车空调, 人们主要关注发动机和乘客车厢内部发生火灾的风险, 如制冷剂在发动机侧发生泄漏, 发动机的高温部位可能会点燃泄漏的R1234yf。制冷剂在乘客车厢内发生泄漏, 此时乘客如果恰好使用明火 (如打火机) , 就可能导致车厢内R1234yf的燃烧。

为了验证这两项风险的大小, 霍尼韦尔公司的科研人员设计了钢板实验及车厢内明火点燃实验。将钢板加热至一定温度, 观察R1234yf是否出现可燃现象。结果表明, 在550℃及800℃的钢板实验情况下, 均未出现燃烧现象。在900℃情况下, 如果泄漏的R1234yf伴随有压缩机润滑油, 它是可燃的。这一点与R134a的实验结果一样。实验结果见表3所示, 结果证明R1234yf在发动机侧的着火风险与R134a是相同的。

对于R1234yf泄漏到车厢内可能引发着火的情况, 霍尼韦尔公司也做了大量的实验。实验中, 将丁烷火机、电火花作为引火源放置在车厢内的不同位置, 当R1234yf制冷剂泄漏后, 进行引燃, 观察是否发生着火现象。实验证实, 在R1234yf泄漏过程中, 持续点火时, 火焰长度发生了很小的增长, 但车厢内的其他可燃物并未被引燃。

3.2 发生燃爆事故后果的研究

为了研究R1234yf泄漏后发生火灾的风险, 国际汽车工程师学会 (SAE) 在2006-2009年间开展了针对R1234yf的安全风险评估项目。众多的汽车生产商也参与了该项目的研究工作, 这些汽车生产商共有13家, 包括福特、通用、本田、捷豹、丰田等。该风险评估项目使用事故树分析的方法, 研究了使用R1234yf后汽车发生火灾风险的概率。研究结果表明, 由于R1234yf泄漏引发火灾事故的概率低于普通公众可接受的风险水平。根据这一研究结果, 美国环保署 (EPA) 批准了在美国销售的汽车上使用R1234yf作为制冷剂。

2012年9月, 戴姆勒-奔驰汽车有限公司提出在严重的撞车事故中, 空调制冷剂管道可能发生断裂, 使用R1234yf制冷剂会增加引发火灾的可能性。SAE邀请上述13家汽车生产商开展了新一期的针对R1234yf的风险评估项目 (CRP1234-4) 。2013年6月, SAE公布了评估结果, 使用R1234yf作为汽车制冷剂而引发的火灾风险概率为3×10-12次/ (车·小时) 。这一概率远低于汽车发生火灾的概率1×10-6次/ (车·小时) 。

CRP1234-4小组的研究人员还评估了R1234yf制冷剂燃烧后生产的氟化氢 (HF) 对人员的伤害作用, 研究表明, 车厢内的乘客暴露在HF允许体积分数之上的概率非常低 (低于5×10-12) , 其风险并未比使用R134a制冷剂的概率高很多。

在2012年9月17日的研究报告会上, 德国汽车工业协会成员 (VDA包括奔驰、奥迪、宝马、欧宝的汽车生产商) 表示, 由于热分解所生产的HF不会在车内或车附近形成超过允许值体积分数的HF。同样在制冷剂发生火灾时, HF的体积分数也不会对车内人员造成不可逆的伤害。因此, VDA的成员得出结论:HF不会对车内乘客、医疗救护人员、消防人员造成不可逆的伤害。

4 R152a火灾危险性研究

R152a的化学名称为二氟乙烷, 也是一种可燃制冷剂。R152a和R134a一样, 都属于HFCs类制冷剂, 但其环保性能有差异。R152a的GWP值只有120左右。与R134a相比, R152a的制冷效率更高, 充注量更小。对于普通家用轿车的空调系统, 充注量约为450g。

由于R152a的可燃性, 2003年德尔福公司的研究人员首先提出了二次回路法, 通过间接制冷的方式来冷却车厢。对于R152a制冷剂的可燃性, 相关研究人员使用蜡烛引燃喷射出来的R152a气流, 结果并未发生火焰的增长或回燃现象。

天津大学的田贯三等人将不同比例的不可燃的制冷剂R125、R134a、R227ea分别与R152a混合, 研究了混合后的R152a的爆炸极限。结果表明, 随着不燃制冷剂含量的增加, R152a的爆炸下限逐渐升高, 爆炸上限逐渐减小。当R125的含量超过1.5%时, 其与R152a的混合物不再发生燃爆。当R134a的含量超过3.3%时, 其与R152a的混合物不再发生燃爆。当R227ea的含量超过1.9%时, 其与R152a的混合物不再发生燃爆。

2008年6月12日, 美国环保署替代制冷剂计划 (SNAP) 公布R152a入选汽车空调替代制冷剂名单。美国环保署要求使用R152a的汽车空调系统要张贴明显的警示标签, “该空调系统含有可燃制冷剂R152a, 只准专业资格人员操作”。

5 结论

随着环保的要求越来越高, R134a的替代越来越迫切。替代制冷剂均具有一定的可燃性, 因此研究这些替代制冷剂在汽车中使用的火灾风险显得尤为重要, 这些研究也对避免由于可燃制冷剂泄漏导致的汽车火灾非常必要。目前, 国外已经开展了汽车空调器中使用可燃制冷剂火灾风险的研究, 但国内相关研究尚属于起步阶段。对于汽车空调使用可燃制冷剂的火灾风险研究, 可从以下方面开展。

(1) 家用冰箱中已广泛使用R600a (异丁烷) 作为制冷剂。碳氢制冷剂由于良好的环保、制冷性能等特点受到了广泛关注, 可着重研究汽车空调中使用碳氢制冷剂的火灾风险。

(2) 评估可燃制冷剂的火灾风险需要大量的基础数据, 如制冷剂泄漏概率、点火源概率等, 相关汽车厂商、压缩机厂商等可着力积累相关数据。

(3) 开展可燃制冷剂发生泄漏引发着火的防治技术的研究。

参考文献

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空调制冷剂的选择 篇9

R290制冷剂即为丙烷, 它是一种无色无臭的气体, 其熔点为-186.7℃, 沸点为-42.1℃, 分子量为44.10, 其相对密度为0.58。丙烷微溶于水, 易溶于乙醇等有机溶剂。丙烷对人的身体有一定的危害作用, 过量的丙烷可以致人窒息, 医学中丙烷可以用来麻醉;浓度较低的丙烷可以使人头晕, 随着浓度的增高可以致人麻醉, 浓度极高时可以使人窒息死亡。丙烷可燃, 高浓度的丙烷安静燃烧, 丙烷浓度较低, 与空气混合时可以形成爆炸性质的混合物, 遇明火或者热源产生强烈爆炸, 丙烷可以与氧化物剧烈反应。丙烷分子量大于空气, 扩散以后聚集于空气的下方, 遇明火燃烧或产生爆炸。

2 阻燃性设计要点

采用R290制冷剂的空调的安装方式与常规的空调连接安装方式有所不同, 主要采用的快速连接头的连接方式, 优点在于, 在空调等制冷设备的安装过程中不需要向空气中排放制冷剂。由于在安装过程中制冷剂不存在向外泄漏的情况, 在安装阶段就不需要进行阻燃设计, 很明显, 其阻燃性设计的重点在于在空调的使用过程中制冷剂的泄漏以及泄漏以后与电火花接触的情况。

2.1 电器的防火设计

为了降低制冷剂的燃烧爆炸, 空调中的元件采用的设计为灭弧设计, 利用两个屏蔽层:绝热层以及绝缘层, 此举可以减轻空调在运行过程中R290制冷剂的潜在危险。这种设计利用的原理是减少R290制冷剂与空气的接触, 使R290制冷剂与空气隔离, 即使制冷剂发生了部分泄漏, 在不与空气接触, 缺氧的条件下无法燃烧爆炸, 提升了空调器的安全性能。环境温度对于R290制冷剂的可燃性也有很大的影响, R290制冷剂的燃点为450℃, 所以隔离高温热源是进行阻燃性设计的重点。空调中的元件采用灭弧设计以后可以有效地使R290制冷剂与高温热源隔离, 使其无法达到燃点, 从外部条件上进行阻燃, 达到设计效果。

2.2 空调运行过程中的阻燃性设计

空调运行过程中的阻燃性设计是设计的重点, 传感器的制作中, 首先需要选择与R290制冷剂反应较为明显的材料, 利用不同浓度的R290制冷剂使材料的导电率产生不同程度的影响制作成为专用的较高精度的空气传感器。在空调的运行过程中发生机械故障以及空调使用时间过长, 其中部件发生损伤使R290制冷剂发生泄漏时, 能够在第一时间报警, 设计者可以进一步设计, 当制冷剂发生泄漏时在报警过后自动切断电源, 防止电火花引燃制冷剂。如果空调在待机的情况下发生泄漏, 通过设计可以在制冷剂发生泄漏的情况下使空调自动进入排风状态, 与此同时, 空调的室内风机自动高速运转, 把室内较高浓度的R290制冷剂排出室内, 最大程度上降低丙烷的浓度, 到达阻燃的效果, 确保制冷剂不在室内聚集。

2.3 制冷系统中的阻燃性设计

整个制冷系统中进行阻燃设计的重点在于制冷系统的充注, R290制冷剂的压力以及制冷剂的温度。根据以上这些设计的要点, 在进行制冷剂的充注过程中, 既要保证空调的工作能效, 又要在最大程度上减少R290制冷剂的充注量。所以, 采用R290制冷剂的空调在进行换热器的设计时, 不应该再使用管径为φ9.52mm和φ7.00mm的原有铜管的设计方案, 应该在此基础之上使铜管的管径减小, 设计为φ5.00mm管径。两种管径相对比而言, φ5.00mm管径比φ7.00mm管径的换热器R290制冷剂的充注量减少了1/5, 减少了制冷剂的使用量。

周围环境对于空调系统运行的温度影响很大, 如果空调系统所处的环境不佳, 处在高温高压的环境中, 很容易引发R290制冷剂的泄漏, 甚至会引发空调器的爆炸, 因此, 在运行环境方面也要进行一定的阻燃性设计。针对此种情形, 最为常用的设计方法是在空调系统的高压端安装一个泄压阀, 如果空调系统在运行过程中由于温度的变化产生压力过大, 泄压阀将会进行自行泄压。泄压阀由两种不同熔点的金属组成, 结构用料为高熔点金属, 低熔点金属作为密封材料, 当空调系统的温度压力超过设定值的时候, 密封材料自行溶解, 将部分的R290制冷剂释放到空气中, 保证空调系统的运行安全。

2.4 充注和焊接过程中的阻燃设计

在空调的生产过程中, 采用R290制冷剂的空调设备的生产工艺与常规的R22制冷剂也有所不同, 针对于封口工艺而言, 不能在使用以往的钎焊技术, 应该改用先进的挤接封堵技术替代原有的技术, 新的封口工艺的设备包括夹紧环、制冷剂充注管以及密封胶圈、芯柱等, 在夹紧环上有两道凹槽, 凹槽间距离根据实际的需要进行设定, 这两道凹槽是气动圆嘴封口钳的加紧结构。挤接封堵部件中的堵帽的开口直径应该与封口的直径紧密嵌合, 其直径略小于后者即可。挤接封堵中的其他构件比如密封橡胶圈、芯柱以及堵帽、夹紧环等部件需要根据实际情况选用, 应该与充注管的内径相匹配, 进而进行合适的设计加工。充注与封口的工作是整个加工工艺的重点环节, 一旦出现问题, 后果严重, 因此, 需要对充注封口的过程进行严格的管理, 设置监督管理的工作室。另外, 在进行充注与封口的工作车间需要保持良好的通风, 采用上部进风, 下部排风的设计, 杜绝火源, 既保证空气中R290制冷剂的含量达标, 又保证没有外部引燃因素。

3 结语

R290制冷剂是一种纯天然的制冷剂, 清洁无污染, 制冷效果良好, 得到了越来越广泛的使用, 但是R290制冷剂是一种可燃性的制冷剂, 与空气混合还会产生爆炸。在使用R290制冷剂的空调设计阶段要注重其阻燃性的设计, 根据R290制冷剂的物化性质, 对空调系统的电子元件, 空调运行过程中的不安全因素以及生产过程中的充注和封口进行有针对性的设计, 从防止R290制冷剂泄漏和泄漏以后的措施两方面进行阻燃, 最大程度保证空调安全的运行。

摘要：R290制冷剂属于碳氢化合物的一种, 它是一种纯天然的制冷剂, 与传统的R22制冷剂相比, 它有诸多的优点:对臭氧层的破坏程度几乎可以忽略;全球变暖的系数非常低。但是R290制冷剂是一种可燃的制冷剂, 如果使用不当可引发燃烧甚至爆炸。R290制冷剂可以与矿物油相溶, 一些原来使用R22制冷剂的空调可以直接采用R290制冷剂进行替换, 其技术加工的手段也相同, 但是R290制冷剂具有可燃性, 所以使用R290制冷剂的技术重点在于阻燃性设计。

关键词：R290制冷剂,阻燃性,设计

参考文献

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汽车空调制冷剂应用及发展 篇10

制冷剂对大气环境的影响

制冷剂是制冷过程中完成制冷循环的工作物质。空调制冷中主要是采用卤代烃制冷剂, 其中不含氢原子的称为氯氟烃 (CFC) , 含氢原子的称为氢氯氟烃 (HCFC) , 不含氯原子的称为氢氟烃 (HFC) 。空调制冷剂对大气环境的影响主要有两个方面, 一是对大气臭氧层的破坏, 另一方面是使全球气候变暖的温室效应。

在卤代烃中, 随着氯原子数的增加, 其对大气臭氧层的破坏就愈严重, 因此, CFC对大气臭氧层的破坏最严重, HCFC对大气臭氧层的破坏程度相对较小, HFC不破坏臭氧层。制冷剂对臭氧层的破坏程度用破坏臭氧层潜值 (Ozone deple-tion potential, 简称ODP) 表示。

制冷剂的排放会产生全球气候变暖的温室效应, 其影响程度用全球变暖潜值 (Global warming potential, 简称GWP) 表示。

制冷剂CFC-12的淘汰和替代

在蒙特利尔协议书签订以前, 汽车空调系统多数使用CFCl2作为制冷剂。CFCl2是非常理想的制冷剂, 它的沸点和摩尔质量分别是:-29.79℃和120.93kg/kmol, 但它的ODP值较高, 根据蒙特利尔协议书, CFC12是一级被禁制冷剂。

为了寻找新的冷媒来代替CFC类物质, 空调行业已经作了广泛的研究, 做了大量的努力去寻找ODP值为零的新工质。在这些研究中, 由杜邦公司开发的制冷剂HFC134a被成功的应用到制冷行业里。制冷剂HFC134a的主要特点是:不含氯原子;具有良好的安全性能;物理性能与CFCl2比较接近, 所以制冷系统的改型比较容易;传热性能比CFCl2好, 制冷剂的用量可大大减少。HFC134a和CFCl2有相近的蒸发压力并且ODP值为零, GWP值仅1300, 且无毒性。

HFC134a与现有矿物质的冷冻机油不溶合, 因此不得不为之寻找新的压缩机油。通过反复试验与筛选, 现已开发出两种与HFC134a溶合的油, 它们的代号为PAG及POE, 而PAG油应用较为普遍。但仍存在如下问题:具有高吸湿能力, 易使制冷系统的节流元件 (毛细管或膨胀阀) 发生冰阻, 因此需要加大系统中干燥剂的装入量或提高其吸湿能力;高温下与HFC134a的溶合性降低, 甚至不可溶。因此要特别注意改善系统的冷凝条件, 勿使冷凝温度过高;润滑性比矿物油稍差;对制冷系统现用的橡胶密封件有渗透或腐蚀作用, 不仅涉及到橡胶密封件, 还牵连到制冷剂的输送软管;价格较现在冷冻机油贵4-5倍。针对上述问题, 应对汽车空调制冷系统的设计作如下的改变:制冷压缩机排量不变, 可维持原机型, 但所有橡胶密封件都必须换成氢化丁氰胶 (HNBR) 材质;冷凝器 (含储液干燥器) 需修改设计, 以提高散热能力及吸附制冷剂与油中水份的能力;蒸发器可维持原结构不变;热力膨胀阀必须加大原有节流元件的阻尼值, 故应减少其节流孔, 还要更换密封件的材质, 并用型号表明是用HFC134a的;制冷剂管路 (含软管及接头) 方面, 需更换接头内密封件的材质, 软管采用多层复合结构、在抗PAG油的橡胶内衬中夹一层尼龙, 以提高抗渗透能力。

目前HFC134a已商品化, 广泛地应用于制冷空调中, 尤其是成功地用于汽车空调。这是因为一是由于HFC134a特性使然, 二是通过选择单一的冷媒, 可以避免制冷剂经过胶皮软管时组成发生变化, 目前全球生产的HFC134a制冷剂中50%用于汽车空调, 由于汽车空调的特殊工况, 一般情况下每两年就要加注一次制冷剂。

2009年我国汽车生产得到了迅猛发展, 生产汽车1379.1万辆, 乘用车生产1038.38万辆, 商用车生产340.72万辆。新车HFC134a用量约为7046吨, 去年我国维修用量约3780吨, 合计10826吨, 同比增长35%, 约占HFC134a消费总量的58%。由此可见中国汽车空调市场是巨大的, 对制冷剂的需求也是巨大的。

制冷剂HFC134a的替代

根据欧盟已通过的含氟温室气体控制法规的要求, 自2017年1月1日起, 欧盟将禁止新生产的汽车空调使用GWP值大于150的制冷剂, 由于现在使用的HFC134a的GWP值为1300, 故将被禁用;在2011年1月1日至2017年1月1日的6年间, 在用汽车空调将按比例逐步淘汰GWP值大于150的制冷剂;自2017年1月1日起, 将禁止所有汽车空调使用GWP值大于150的制冷剂。因而, 汽车空调使用低GWP值的制冷剂成为趋势和必然, CO2、碳氢化合物、HFC152a以及一些可作为汽车空调制冷剂的混合物成为研究热点。

(1) 合成工质的制冷剂

美国霍尼韦尔 (Honeywell) 公司自2002年起开始研发HFC134a的混合物替代品, 开发出了由四氟丙烯 (CF3CF=CH2和三氟碘甲烷 (CF3l) 组成的二元混合物 (以四氟丙烯为主) , 并命名为Fluid H。据悉, 该混合物的GWP值小于10, 具有不可燃、滑移温度小、与原HFC134a系统兼容性能好等特性。但相同的系统制冷量会有轻微的下降, 通过下面方法解决。1) 改变或调整膨胀阀。2) 改变温度压力控制点或调整压缩机的吸气参数。3) 换热器的改进或优化 (特别是蒸发器制冷剂流动路径) 。初始的材料兼容性测试没有发现任何问题, 还需要进一步的测试。这种制冷剂是一个潜在的成本及性能跟优越于HFC134a的替代物。

美国德尔福 (Delphi) 、通用汽车 (General Motors) 等公司正在研发以HFC152a为制冷剂的汽车空调系统。据其研究和试验结果可知, 汽车空调系统使用HFC152a作制冷剂基本无需更改现有以HFC134a为制冷剂的汽车空调系统的管路部件及生产线, 与目前的HFC134a系统相比, 可提供相当甚至更优的制冷效果, 且性能系数更高。ODP值为零, GWP值为140且不溶于水。

2003年, 在美国亚利桑那州凤凰城举行的美国汽车工程师协会 (SAE) 新型制冷剂研讨会上, 使用HFC152a的测试车受到好评。

另外, 美国杜邦 (Dupont) 公司、英国英力士 (lneos) 公司也对外宣布其正在研发符合欧盟要求的汽车空调制冷剂HFC134a的替代品。 (下转131页) (上接139页)

在国内, 山东东岳化工有限公司积极跟踪国内外发展态势, 依据欧盟要求, 相应研发了汽车空调制冷剂HFC134a的替代品DYR1, 其ODP值为零, GWP值为115, 与现有以HFC134a为制冷剂的汽车空调系统兼容, 且能效更优。目前正在进行应用性试验、系统测试等工作。

虽然上述各企业做了大量的汽车空调HFC134a替代品的研发和试验工作, 但这些替代品要规模化生产和应用, 仍有许多方面需要完善, 预计近期内汽车空调用HFC134a的替代品仍将是热门研究之一。

(2) 天然工质制冷剂的应用

碳氢化合物

目前作为制冷剂应用的碳氢化合物主要是丙烷 (R290) 、丁烷 (R600) 和异丁烷 (R600a) 等, 其中R600a已在欧洲和一些发展中国家广泛用于冰箱中, 并且它符合《京都议定书》的要求, ODP=0, GWP=15, 环保性能好, 成本低, 运行压力低, 噪声小, 但其易燃, 易爆。此外R290和R600a组成的混合制冷剂也有一定的发展使用。

氨 (R717)

氨已被使用达120年之久而至今仍在使用。其ODP=0、GWP=0, 具有优良的热力性质, 价格低廉且容易检漏。不过氨有毒性而且可燃, 应当引起注意, 虽然一百多年的使用记录表明, 氨的事故率很低。今后必须找到更好的安全办法, 如减少氨的充灌量, 采用螺杆式压缩机, 引入板式换热器等等。然而, 其油溶性、与某些材料不容性、高的排气温度等问题也需合理解决。

二氧化碳 (R744)

CO2是自然界天然存在的物质, ODP=0, GWP=1。来源广泛、成本低廉, 且安全无毒, 不可燃, 适应各种润滑油常用机械零部件材料, 即便在高温下也不分解产生有害气体。CO2的蒸发潜热较大, 单位容积制冷量相当高, 故压缩机及部件尺寸较小;绝热指数较高K=1.30, 压缩机压比约为2.5-3.0, 比其它制冷系统低, 容积效率相对较大, 接近于最佳经济水平, 有很大的发展潜力。

天然工质在车用空调里面的使用主要是CO2制冷剂。CO2的制冷性能已经得到了认可。然而它的稳定性却受到质疑, 在CO2系统中不允许泄露到车内影响到乘客。CO2系统能耗比较高, 配件价格也很高, 不适合用在经济型轿车中。该类系统的噪声和振动也是亟需解决的技术难题, 而且不易于维护。

发展趋势

虽然现在国际社会对HFC134a的替代呼声很高, 但实际对国内市场影响不大。HFC134a在中国正处于发展时期, 即使在欧美国家, 它的替代也刚刚起步。这是因为, 一种制冷剂从研发到正式应用有一段很长的时间, 国内在制冷剂方面一直受制于国外大公司, 只有做到自主研发, 才能在市场中立于不败之地。

空调制冷剂的选择 篇11

关键词：空调制冷系统；设计；关键问题

经济环境与人们生活水平的不断提高，对空调制冷系统也提出了更高的要求。这也就给广大的空调设计与安装人员提出了更高的要求，不止局限于对系统与设备的了解，还要设计出更加稳定、高效的空调制冷系统。编者结合自身多年工作经验，分析空调制冷系统设计中的几个关键问题，为空调制冷系统技术设计的更新与发展提供理论基础。

1 室外低温环境下冷却系统运行设计方案

在众多的农业、工业项目中，常常需要设计冷水系统作为项目生产运行的辅助系统，这种制冷系统使用周期较长，不分季节与气候的使用，且具有变化波动较小的负荷侧制冷负荷，相关的主要设备具有低故障率与备用性能的特点。因此，空调制冷系统设计人员要注重制冷系统的节能、环境适用性与系统应急与备用等方面，设计出更加高效的制冷系统。编者从水冷系统中必须要有的冷水塔为例进行分析。某工业项目位于东北地区，年均气温为5℃，其制冷系统的设置安装主要用于产品的冷藏保鲜，即使室外温度达到零下30℃以下时，其制冷系统仍需要满负荷运行使用。但是在对在制冷系统进行设计与安装时，没有进行系统科学的环境考虑，致使空调系统的室外冷却塔在低温环境下出现冰冻现象，设置系统中的冷却水温都在冰点左右，远远偏离了起初设计计算的范围，制冷系统的机组进入了保护状态，并报警停止运行。上述这种必须全年投入使用的制冷系统，通常要使用Drycooler装置，这对于我国北方地区，尤其是东北地区的气候来说，在保证制冷效果的基础上，可以实现系统的节能高效运行。首先，这一装置是一个水气换热器，其通过高效密闭系统，实现水气换热，完成冷却载冷剂的工作。通常采用乙二醇水溶液作为载冷剂，避免低温条件下设备出现冰冻现象。其次，该装置使用的是高效密闭循环系统，与以往的冷却系统相比，降低了补水损耗的同时也保持系统水循环的清洁，有效的避免了因水循环硬化而出现的危险。然后，气温在接近或低于零度时，乙二醇溶液也不会结冰，所以系统的管路也不会出现冰冻现象。这个装置能够与常规的制冷系统进行并联，在具体的运行中保证了制冷系统稳定、高效的运行。总之，制冷系统的设计与安装人员必须熟悉系统的工作环境，并将其考虑到设计之中，只有这样才能保证空调制冷系统的正常使用，避免给生产经营造成不必要的损失。

2 设置旁通清洗回路

根据空调制冷系统设计与安装的相关规定表明，制冷系统中的冷却水及冷热水系统必须要进行冲洗排污工作，检测合格后再循环运行两个小时且保证系统中水质正常后，才可投入正常使用。但在实际的设计与安装施工中，仍有一些项目中的制冷系统的管道与换热器中存在焊渣或其他异物，影响着系统的正常使用。编者在对这类项目中的问题进行分析时发现，这些系统中水循环系统缺少必要的旁通清洗回路装置，这很可能也是系统也是系统安装人员无法有有效的完成冲洗排污工作的一大原因。在进入制冷系统的水管前加设旁路清洗回路装置，可以有效的实现清洁施工时进入系统的异物，同时还能实现对系统的定期维护与保养，提高系统的制冷效果使用寿命。

3 空调机组的安装场所受到IP等级限制

IP（IngressProtection）等级是防护电气设备外壳被异物侵入的等级，并由两个数字来表示，第一个数字为防尘等级，第二个数字为防水等级。数字越大表明相应的防护等级越高、防护效果也好。对于常规制冷系统中的风冷式与冷水式冷水机组，要根据具体的安装场所，取用不同的IP等级进行制造。通常标准的风冷式冷水机组的IP等级为54或43，水冷式机组的IP等级为30。具有特殊IP等级要求的冷水机组，要进行特殊的设计与安装。如果项目受到建筑条件的限制，冷水机组无法放置于室内时，作为空调制冷系统的设计与安装人员来说，就不仅要满足机组的IP防护等级了，还要做好设备的保温防护设施，以免低温或大温差对机组造成伤害。总之，只有制冷系统设备的制造厂家提供出符合防护等级与质量要求的设备时，才能保证设备的有效运行，满足厂家或用户的实际需求。

4 以最大电流值为标准的冷风机组配电容量的设计

当前我国的各类电气设备配电设计中，尤其额定电流来确定到设备的最大线径与运行电流值。所以，设计与安装人员在进行设计时，电气工程人员只可能得到作为电气设备选择性型号的标准情况下的额定量流量。对于空调制冷系统中的水冷系统来说，其设备基本不受温度变化的影响，在实际运行中的电流值与标准情况下差距很小，系统的供电容量变差较小，进而带来的故障也相对较小；而对于制冷系统中的风冷系统来说，其设备受到的环境影响较大，机组设备的耗电量会随着室外温度的变化而出现波动变化。例如，某种冷风机组设备会随着室外温度的升高而出现耗电量增大的现象，反之，则下降。如果空调制冷机组采用的是空气或冷却水系统，则都会有非标准情况下的运行环境。所以，虽然很多制冷设备的厂商没有在提供非标准情况在的最大电流量的数据资料，但根据制冷设备的运行原理来看，在一定的环境条件下，设备的实际运行过程中的电流值都超过额定电流值。空调制冷系统的设计与安装人员以额定电流为标准，配置变压器、开关与电缆，但是如果当地的气温环境远大于额定情况，就会导致电缆升温，缩短其使用寿命；或开关跳闸；甚至出现变压器超负荷运行而导致设备跳闸停运的情况。这些都会严重影响空调制冷系统的有效运行与制冷效果。

因此，在进行系统设计前期，设计人员应充分了解当地的氣温波动与极端环境气温的数值，以及进购的设备在室外运行时的冷水出口、最高温度限值等条件，并由这些实际数据要求厂家提供实际情况下的最大电流量，然后电气工程人员以此数据为依据，进行电气设备其他部件的材料选择与安装。如果无法得到完整的数据资料，可以根据实际经验进行最大电流量的计算，通常计算的最大电流值为额定情况下的1.2～1.25倍。

5 总 结

随着社会经济的不断进步，用户对空调制冷系统的要求也越来越多，系统的设计也变得却来越复杂。对技术设计人员来说，应在掌握项目建设的环境条件的情况下，充分与设备生产厂家进行交流沟通，了解系统设备的性能，并在实际的安装运行后最大程度的发挥空调制冷系统的作用。

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空调制冷剂的选择 篇12

关键词：汽车空调,合理,维护,制冷,内外循环

汽车空调制冷系统常见的故障为空调不制冷、制冷效果不良及间歇性制冷, 而这些故障部分原因是由于机械原因的, 也有由于电路控制原因, 而除此之外, 还有与制冷剂有关系。制冷剂的泄漏导致制冷剂量的不足会引发制冷效果不良, 严重时会不制冷。不仅如此, 泄漏出的制冷剂, 目前虽然规定使用的都是R134a, 此类媒介不会破坏臭氧层, 但达到一定程度时也会产生温室效应, 影响环境。因些, 汽车空调制冷剂的泄漏预防控制是一项艰巨而漫长的重大工程, 对节能环保有着重要的促进作用。

1. 汽车空调制冷系统的基本组成及原理

汽车空调的主要作用是调节车内空气的温度、湿度、空气流通速度和洁净度。而汽车空调制冷系统的制冷剂在管内的循环流动是实现车内空气降温的主要途径。制冷系统主要由空调压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、储液干燥装置、管路和制冷剂等组成, 如图1所示。

制冷剂在制冷系统管路里循环流动时, 在蒸发器里发生沸腾气化变化, 吸收蒸发器周围空气的热量, 把其周围空气温度降低, 变成冷空气, 然后鼓风机把它吹入车厢内, 这样车内温度便不断地可以得到冷空气而调整车内温度。而蒸发器里的制冷剂又流入压缩机, 进行反复地循环流动, 从而循环制冷。制冷剂在管路系统里的循环流动主要由蒸发器表面的温度、车内温度及系统里压力等要素来控制。当制系统内制冷剂的压力达到规定值或蒸发器表面温度达到一定数值时, 压缩机便停止运转, 停止制冷循环流动。

2. 制冷剂泄漏预防控制技术现状

汽车在运行的过程中, 由于路面及车辆本身的振动, 可能会使制冷管路系统内的连接处松动发生泄漏, 或部件的表面发生裂纹等原因也会使制冷剂泄漏。其实制冷系统的任何部位都可能发生泄漏, 从而导致制冷剂排入大气, 使汽车空调制冷系统发生故障。自汽车空调投入使用开始, 设计者便一直在制冷剂的泄漏控制方面采取泄漏控制措施, 使控制技术不断进步。

2.1 高质量密封材料

制冷剂在制冷系统管路里部分是以液态形式, 另一部分以气态形式运行而存在的。气体分子是可以穿过橡胶分子之间的缝隙向外渗透的, 就像气球、轮胎一样, 放置一段时间后会出现瘪小的渗漏现象。由于R-134a制冷剂的分子量比R12还要小, 所以对于橡胶件的要求更高。如果一辆车的空调系统在两年内由于冷媒的丧失而导致空调无法使用或是性能下降, 则表明已经出现异常的微漏, 而不是正常的“分子渗透”了。

汽车空调制冷系统是一个完全封闭的密封系统, 如存在严重的泄漏, 则会让系统无法正常工作。特别是在管路连接处, 必需要有高质量的密封圈等密封材料, 这种材料必须要密封性好, 而且要能经久耐用, 有的还需耐高温高压等。许多厂家注意到这点, 采用进口高质量的密封材料, 让制冷系统的质量得到了一定的保障。而一些维修企业不注重这些, 采用一些质量一般的密封材料, 从而导致使用不久空调出现问题, 泄漏不是非常明显, 这便给之后的维修工作人员带来了检测难题, 也浪费了人力, 物力和财力, 泄漏的制冷剂也污染了大气。

2.2 高、低压保护防泄漏

在制冷系统管路里, 设计制造厂家一般都设置有高压或低压等保护开关装置进行预防制冷剂进一步泄漏控制保护。当制冷剂由于某种原因泄漏到一定程度时, 低压控制开关断开空调制冷系统控制电路, 停止压缩机运转, 防止制冷剂进一步泄漏, 这主要目的更是为了保护制冷系统的零部件免受损坏。制冷系统压力不能太高, 压力越高, 制冷剂在渗漏处泄漏的更多, 车辆空调系统在系统运行压力太高时也会断开控制电路, 停止压缩机运转, 防止制冷系统压力进一步升高。

2.3 示踪剂警告泄漏

一些制造厂家在汽车出厂时, 便给制冷系统里加入了示踪剂与制冷剂在系统里一并运行, 当制冷系统的制冷剂泄漏量达到一定程度时, 示踪剂也会跟着泄漏出来附在管或部件表面上, 当空调还能运行时, 维护保养工作人员在保养时会发现这种警报, 得知汽车空调系统存在较严重地泄漏, 从而可采取回收, 检查、补漏处理等主动维护技术, 以减少泄漏量对大气的影响和降低零部件的损坏程度, 从而能较早的发现问题, 解决问题。

3. 泄漏预防控制新技术探讨

3.1 汽车空调堵漏剂

汽车空调制冷剂的泄漏是汽车维修业界最担心的问题, 汽车空调的极大部分故障大都由于制冷剂的泄漏引起的, 如果能真正把泄漏问题解决, 则能大大降低汽空调的故障概率。目前也有国外的研究工作近乎解决此类难题, 他们发明了一种新的防泄漏产品——汽车空调堵漏剂, 如图2所示。据称, 此产品主要含有金属堵漏剂、非金属堵漏剂和干燥剂, 3种成分混合于一体, 遇氧便会结晶凝固, 从而起到堵蒸发箱和空调管路泄漏处的作用。另外还含有橡胶复活剂, 从而起到密封胶圈和垫片的作用。空调系统堵漏剂的堵漏原理是当系统管路出现微漏时, 堵漏剂会随着制冷剂和冷冻油在泄漏处与空气中的氧结合凝结堵漏。当然, 此类产品, 它的优势很明显, 可也存在一定的缺陷。因堵漏剂最怕两种成分和一种污染, 两种成分是氧气和水分, 一种污染就是系统管路中日积月累形成的杂质污染物 (包含变质的冷冻油、磨料、干燥器脱落物等) 。当空调系统内存在空气和湿气时便会产生凝结物, 这样可能就会堵住管路系统。但如果系统内没有空气、湿气 (水分) 、制冷剂为纯正134A、纯正配套适量冷冻油就不会导致堵漏剂凝结。此外, 在正常情况下, 空调制冷系统应该是一个密闭的空间, 其内部应该是有空气的。所以, 在真空的状态下, 始终是保持原状, 化学效能不变, 从而它不会对空调系统造成副作用。

可是, 汽车空调堵漏剂作为汽车空调系统泄漏预防微漏修复养护产品进入中国以来, 可能是由于其国外品牌的身份 (美国) , 在国内是空调维修作业中的新产品, 推广经销商不能有效地提供其技术支持和正确的使用操作方法, 导致一部分国内汽车维修市场技术人员担心其使用会带来的新的危害, 导致堵漏剂不能得以快速推广应用, 也许就像荧光检漏剂一样在进入中国近十年之后才开始被广大汽车维修企业和维修技术人员认可。人们还对其功能持怀疑态度, 担心加入此产品的副作用等因素。因此, 此类产品达到大众的认可还需要一个较长的过程。

3.2 加装电磁阀预防控制

汽车空调制冷系统在节流装置的前后形成高低压部分, 在压缩机的前后端亦分成高低压部分, 可在此四处加装电磁阀进行控制。当制冷系统停止运行并静置一段时间后, 管路系统内的高低压的压力会达到一致。制冷系统的压力传感器感受系统压力, 如系统存在较为严重的泄漏, 系统压力会降低。当降低到设定值时, 影响到系统正常运行时或泄漏较为严重时, 便由ECU发出指令控制关闭电磁阀, 以防止系统制冷剂更为严重的泄漏, 并发出警报。当驾驶员发现警报时, 可到维修部门由维修人员对制冷剂进行回收、维修检漏作业, 检查故障, 排除泄漏点后, 再加入适量的制冷剂以恢复其原工作状态。这样可以减少对大气的排放, 也能更好的保护制冷系统管路部件, 延长汽车空调的使用寿命, 如图3所示。

结论

汽车空调制冷剂的泄漏需要从几个方面才能有效地做到, 首先要有质量过关的制冷系统的组成零部件, 特别是高质量的密封性特别良好的密封圈等密封材料做保障;其次, 则需要加入纯正的制冷剂和高质量的冷冻机油, 加注的制冷剂的量要适当。再者, 可以熟识一些技术熟练的新防泄漏产品, 加注汽车空调堵漏剂, 虽然其存在一定的缺陷, 还是可以考究的;或者采用加装泄漏预防控制装置, 这需要企业的研究投入与试用。这些新技术的应用都还需要一个较长的过程, 但对环境与经济发展有极大的促进作用, 其实现的前景也较为广阔。

参考文献

[1]李雷锋.汽车空调常见故障与故障诊断方法[J].科技论坛, 2015 (7) :8.

[2]李鹏翅.汽车空调常见故障的诊断方法[J].科技创新, 2016 (1) :130.