空调制冷剂

空调制冷剂（精选12篇）

空调制冷剂 篇1

当前环境变暖引起的气候变化, 臭氧层空洞等已成为全球性的环境问题, 如果任其发展下去将对人类的生存和发展构成严峻的挑战。因此在汽车空调制冷剂的替代研究过程中应该加强对生态环境的保护意识, 不能只看到眼前利益, 而同时要注重生态环境与人类的协调和可持续的发展。

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。

综上所述, 在当前环保和节能双重压力下, 发展绿色制冷剂是大势所趋。由于当前国际上已商品化批量生产的 (替代) 制冷剂还不够理想, 国内外科研工作者还在作不懈的探索, 并在某些领域取得了一定的成果和突破, 但对新产品不断研究和开发的工作仍需继续下去。H

空调制冷剂 篇2

空调系统已逐渐成为轿车的标准设备。现有汽车使用的空调器种类较多，其结构大同小异。维护间隔一般应为一年一次或视需进行。在使用中如发现其制冷效果不佳时，应进行检查，故障一般多为制冷剂泄漏所致。可以通过以下步骤进行检查修理。

1.查找泄漏部位

目前车辆上使用的空调系统一般为单冷开启式，制冷剂多采用氟里昂(R12或氟里昂的替代产品134a)。在使用中，制冷剂易从各连接接头、油封处泄漏，制冷剂泄漏将会导致制冷效果差或不制冷等现象。

(1)检查漏油痕迹。在空调制冷循环系统中，冷却油是用来润滑密封轴承以及压缩机内其他运动部件的，少量的润滑油将会与制冷剂一起进入制冷循环系统中。如果制冷循环系统发生泄漏，泄漏处就会出现油渍，所以在检查中，发现管路及接头处有油渍，就可以确定该处有泄漏故障，应进行修理。

(2)观察检视窗，判定制冷剂泄漏情况。起动发动机(约1000r/min)，打开制冷控制开关(A/C)，将温度开关控制杆置于COLD(冷)位置，风扇开关开到最大的位置，可以从检查窗处观察到制冷剂的流动状态，来判断制冷循环系统中有无泄漏，制冷剂流动正常：制冷剂大体上透明，此时出风口的风是冷的。制冷系统的状态正常。制冷剂不足：制冷剂不足时，就会经常看到气泡流动，制冷剂呈乳白色，这时制冷效果不佳。

没有制冷剂：如果制冷系统严重泄漏，观察玻璃窗内就什么也看不到，此时空调系统不会制冷。富康轿车的储液罐上有A、B两个检视窗。检视窗A可以判断储液罐中干燥剂的水分含量是否饱和。若呈蓝色，表示正常;若呈红色，表示水分已呈饱和状态。应缓慢的排尽空调系统中的制冷剂，更换储液罐中的干燥剂，然后重新加注制冷剂。B检视窗的作用和前面介绍的内容相同，主要用于观察制冷剂的情况。

在检查时，所有连接部位或冷凝器表面一旦发现油渍，一般都说明此处有制冷剂泄漏。发现有泄漏现象时，应及时进行排除泄漏故障，补充制冷剂和润滑油，以防泄漏润滑油，损坏空调系统。

2.检查空调系统的工作情况

检查时将汽车停放在通风良好的场地上，保持发动机中等转速，将空调机风速开到最大挡，使车内空气内循环。

(1)从各部的温度判断空调状态。用手触摸空调系统及各部件，检查表面温度。正常情况下，低压管路呈低温状态，高压管路呈高温状态。

高压管路：压缩机出口冷凝器储液罐膨胀阀进口处。这些部件应该先暖后热，手摸时应特别小心，避免被烫伤。如果在其中某一点发现有特别热的部位，则说明此处有问题，散热不好。如果某一点特别凉或结霜，也说明此处有问题，可能有堵塞。干燥储液器进出口之间若有明显温差，说明此处有堵塞。

低压管路：膨胀阀出口蒸发器压缩机进口，这些表面应该由凉到冷，但膨胀阀处不应发生霜冻现象。

压缩机高低侧之间应该有明显的温差，若没有明显温差，则说明空调系统内没有制冷剂，系统有明显的泄漏。

(2)清理空调装置上的杂物。检查蒸发器通道及冷凝器表面，以及冷凝器与发动机水箱之间(停机检查)是否有杂物、污泥，要注意清理，仔细清洗。冷凝器可用毛刷轻轻刷洗，注意不能用蒸气冲洗。

节能空调制冷系统分析 篇3

关键词：节能 环保 制冷 节能空调

随着我国科学发展观的提出，低碳环保节能减排越来越成为我国经济发展和产业结构调整的目标和方向。而空调制冷行业作为国家节能减排事业的重要组成之一，其环保责任重大。要想实现空调制冷行业的节能环保目标就必须不断更新节能空调制冷系统，大力推进行业技术改革，引导其朝着节能、环保、安全方向发展。本文以蒸汽压缩式制冷系统为例，就其在运行与管理环节中所出现的问题进行了相关研究，并找出了影响系统制冷效果的几个因素，为今后的研究提供了一定的指导和借鉴。

1 节能空调制冷系统的构成及工作原理

空调节能制冷系统主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及膨胀阀几部分，它通过压缩机完成了制冷剂的压缩，将制冷剂压缩成液态后输送至蒸发器内，经过与冷冻水的一系列热交换，完成冷冻水制冷过程，最后再由风机将冷冻水吹送出去，实现降温制冷目的。空调制冷系统利用热力学基本理论，通过制冷机的运作完成了热量的相互转化，将低温热量排放至高温环境中。其工作原理为：节能空调制冷系统在压力温度环境下，制冷剂在达到一定压力温度时便会吸热沸腾，从而使其温度低于被冷却物体或者流体的温度值，产生冷热温差。而压缩机通过抽取和压缩蒸发器中产生的源源不断的蒸汽，使其最终达到冷凝所需要的压力范围内，最后经由冷凝器将蒸汽等压冷却为液体，在冷却时释放出的热量会传递给冷却介质，此时空调制冷系统的冷凝温度一定要比冷却介质的温度高，以保证其制冷效果，冷凝后的液体最终会由膨胀阀或其他空调节流元件流入蒸发器，从而实现空气降温的目的。

在整个空调制冷循环系统中，压缩机作为其中最重要的功能部件之一，被称为制冷系统的心脏，是空调系统进行节能技术革新的关键环节，它通过改变气体的容积量来实现气体的压缩和传输，并降低蒸发器的压力值，提高冷凝器中的压力值，而在此过程中需要消耗大量的能源动力。目前，在节能空调制冷系统中所采用的压缩机种类多样，常见的有叶片式压缩机、曲轴连杆式压缩机、斜盘式压缩机、涡旋式压缩机等。另外，按压缩机的排量变化情况，还可以将压缩机分为定排量压缩机和变排量压缩机两种类型。其中，变排量压缩机有效地减少了空调系统的运行负担，它可以根据实际制冷负荷改变其排量，实现了压缩机排量的自动化控制，更为经济环保，符合现代空调系统的设计理念。

冷凝器是空调制冷系统的热交换器，它将从压缩机运送而来的气态制冷剂，通过降温降压转变为液态的制冷剂，并负责将制冷剂吸收的热量散发至大气当中，通过散热改变了其状态，从而起到降温的作用。冷凝器一般通过风扇进行冷却散热，它主要由管路和散热片两部分组成。

与冷凝器相似，蒸发器也是一个热交换器，它对由膨胀阀内喷出的雾状的制冷剂进行了一系列蒸发处理，并吸收了大量热量，降低了蒸发器温度，逐步实现制冷目的。同时，在降温时，一些溶解在空气中的水分也会在低温的情况下凝结而出，并及时将其排除。蒸发器也包括管路和散热片两部分，同时蒸发器的下端还附有排水管和接水盘。

膨胀阀，又称热力膨胀阀，是空调制冷装备的重要部件，它实现了对冷凝压力至蒸发压力的有效节流，同时还对制冷剂流量进行实时控制，其工作完成的质量直接决定着整个空调系统的运行质量。因此，在空调系统的日常运行过程中，技术人员必须密切关注膨胀阀的实际工作状况，重视对其的保养和维修，通过定期检查和调整，从而有效地提高空调系统的使用寿命，降低能源消耗，减少运行成本。

目前，就我国空调制冷系统的实际能耗现状来看，当前各生产部门在实际生产中对空调制冷系统的管理仍有待进一步的提高，管理效率低下，环保意识不强，能源浪费现象屡见不鲜。因此，应加强对空调制冷系统的日常管理与维护，加大科技创新力度，推动空调制冷系统优化升级，降低能源消耗，最终达到节能减排的目标。

2 影响空调制冷效果的因素

在组成空调制冷系统的四大系统构件中，由于压缩机的工作效率主要由其投资成本决定，受具体技术因素影响度较小。因此，从总体来看，影响空调制冷系统制冷效果的因素主要有以下三方面：

2.1 制冷系统的蒸发温度

蒸发器作为制冷系统的主要吸热装置，负责调节制冷剂的蒸发温度，以保证整个制冷循环过程的顺利进行，实现其制冷功效。一般情况下，蒸发器内的制冷剂蒸发温度应低于空气温度，只有这样才能及时将空气中的热量传递给制冷剂，使制冷剂在吸热的情况下蒸发，由固态变为气态，再随压缩机传输至冷凝器，保证蒸发器的压力值在蒸发后仍保持在一个较为平稳的水平上，避免出现因蒸发气体含量过高而造成蒸发温度上升的情况，有效地保证了其制冷效果和质量。而蒸发器内制冷剂蒸发温度和空气温度二者的温度差一般为一个固定值，是空调设计人员在综合分析空调运行成本以及制冷能耗成本的基础上得出的。目前，机房空调系统所使用的蒸发器一般为直接式蒸发器，其制冷剂蒸发温度与空气温度的固定差在理论上处于12-14℃之间。但在实际运行过程中，受各种内在和外在因素的影响，其温差值往往不稳定，有时甚至可以达到20℃以上，这就大大增加了空调制冷系统的能耗量，不符合节能减排的设计理念和主题。据相关实验数据表明，对蒸发器而言，在冷凝温度保持固定不变的情况下，其蒸发温度值越高，压缩机的制冷效果就随之下降，废物排放量升高，耗电量增加。因此，技术设计人员必须严格控制空调制冷系统的差值，以保证制冷效果，从而起到降低能耗的目的。一般情况下，影响蒸发器温度变化的原因主要有以下几个方面：

①蒸发器管路结油，影响制冷效果。在蒸发器正常工作时，润滑油和氟利昂在相互溶解的过程中，不会在换热器的表面形成一层油膜，因此也不会产生油膜热阻，从而影响制冷效果。但蒸发器一旦出现管路结油的情况，必然会影响系统的换热效果。因此，在追加润滑油时一定要选择与原润滑油标号及性能相同的润滑油，以有效地避免油膜的产生。另外，出现油膜后，技术人员可使用一些化学溶剂进行冲洗，以有效地消除油膜。endprint

②空气过滤网出现堵塞。空气过滤网堵塞后，会严重影响热量的传递效果，进而导致系统的制冷循环过程难以顺利实现。因此，在实际使用中，技术人员一定要注意定期保养和更换过滤网，以保证空调制冷系统的循环风量处在一个较适宜的范围内，增强过滤效果。

③干燥过滤器发生堵塞。干燥过滤器发生堵塞时，其制冷剂的正常循环过程难以保证，造成系统供液出现问题，制冷效果大大降低。因此，在实际使用过程中，空调技术人员要定期清理干燥过滤器，使其保持干燥和清洁，并及时清除杂质和污垢。

④制冷系统中制冷剂含量不足。吸气压和排气压数值过低，导致蒸发器的蒸发量降低，制冷效果难以保证。因此，技术人员要及时补充制冷剂，使制冷系统恢复正常工作。

2.2 胀阀开启度

作为制冷系统中的重要组成部件，热力膨胀阀能够在保证压缩机回气过热度稳定的基础上，适时适量地为蒸发器提供制冷剂，从而增强制冷效果。在制冷设备运行的初始阶段，热力膨胀阀无需调整即可正常工作。而随着设备使用年限的增长，热力膨胀阀的内部结构也会受到不同程度的磨损，导致其开启度偏大或偏小，影响其工作质量。因此，技术人员必须定期测量和调整膨胀阀的开启度，使其处于最佳匹配点。在调整膨胀开启度时，先将系统停机，再将数字温度表探头插入回气口处的保温层，得出其回气温度值，再在测量出对应出口处的温度值后开机，使压缩机连续运行15min以上，当其系统压力和温度值均保持恒定不变时，进行高压测量，若测得压力值为18kg/cm2，且高压开关始终闭合，则说明系统运行正常。反之，则需要调整。

2.3 制冷系统的冷凝压力

所谓制冷系统的冷凝压力，就是指冷凝器中气体在分子运动的过程中因碰撞容器壁而产生的压力，它是容器壁单位面积上所承受的压力。冷凝压力是空调制冷系统的制冷剂在冷凝器中所承受的工作压力，影响冷凝压力的主要因素为分子的运动速度，分子运动越快，其冷凝压力就越大。一般情况下，空调制冷系统多采用风冷式冷凝器，它内部包含多个组盘管，盘管外还另加肋片，从而有效地增加了其传热面积，降温效果更佳。同时，冷凝器还采用了风机加快空气流动。但由于风机的叶片距较小，长期工作容易使叶片上粘黏一些杂质和尘埃，导致空气流通不畅，严重影响了制冷系统的制冷效果，不仅冷凝效果不佳，还会导致耗电量增大，不符合空调制冷系统的节能环保理念。因此，技术人员要定期清洗空调外机，保证其清洁度和干燥度。另外，一旦发现冷凝器的配置出现问题，要及时更换冷凝器，避免故障而影响整个系统的正常运行。

另外，空调系统在抽真空和加液时一旦处理不当，就容易使系统内混入大量空气或残余水分，从而影响制冷剂蒸汽的正常冷凝和放热循环过程，导致冷凝器压力升高，超出正常范围，最终增加排气压力和温度，从而导致耗电量增加。因此，在抽真空和加液的过程中一定要将高压系统内的空气和残余水分及时排除出去，以免造成不良影响。在操作时，技术人员必须先将系统关闭，以保证整个操作是在停机的情况下进行的，再从系统的排气口或冷凝器的丝堵处进行放气，直至排完为止。

3 结论

制冷剂冲注过多，冷凝压力也会升高。由于多余的制冷剂会占据冷凝器的面积，造成冷凝面积减少，使冷凝效果变差。通过上述手段，可以保证空调工作在最佳状况，不仅降低了空调的故障率，而且单台空调在夏季可以节约10～20%的能量。因此，加强空调维护，对空调的制冷效果、空调寿命，尤其是节约能源具有重要的意义。

4 结束语

随着我国经济发展水平的不断提高，空调制冷设备的使用也越来越普及，在空调制冷设备功能逐渐完善的同时，其性能也趋于优良。与此同时，随着经济全球化趋势的进一步增强，在全球范围内常规能源的消耗量持续增加，其储量也不断降低，导致能源结构失衡，能源价格居高不下。为解决这一问题，各国必须积极调整能源使用结构，提高能源利用率，积极推动节能减排目标的实现。而空调能耗作为全球能源消耗的重要构成之一，在总能源消耗结构中所占比例较高。因此，积极推动节能空调制冷系统更新换代，不断提高其能源利用率，降低能耗和废物排放量，对于提高空调产品的节能效率，顺利完成节能指标意义重大。

参考文献：

[1]王起霄，刘淑静，汝长海.变频空调的性能研究[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2001（030）.

[2]马娟丽.中央空调系统的最优化运行[D].西安科技大学，2006.

[3]柏晨.空调变水量系统控制方法的研究[D].天津大学，2004.

[4]孔繁丽.节能空调制冷系统分析[J].门窗，2013（09）.

[5]盛学章.广东欧科空调制冷有限公司国家认可实验室揭牌[J].机电信息，2011（22）.

[6]江春阳，狄育慧.节能空调模式在粮仓中的应用初探[J].粮食储藏，2012（05）.

作者简介：

汽车空调制冷剂加注工艺的研究 篇4

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.

空调制冷原理 篇5

空调制冷运行原理（以家用空调为例）

空调在作制冷运行时，低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体在室外换热器中放热（通过冷凝器冷凝）变成中温高压的液体（热量通过室外循环风机吹走），中温高压的液体再经过节流部件节流降压后变为低温低压的液体，低温低压的液体制冷剂在室内换热器中吸热蒸发后变为低温低压的气体（室内空气经过换热器表面被冷却降温，达到使室内温度下降的目的），低温低压的制冷剂气体再被压缩机吸入，如此循环。

汽车空调制冷系统常见故障检修 篇6

关键词：汽车空调 制冷系统 故障检修

一、背景

随着汽车工业及现代汽车技术的迅猛发展，汽车空调作为汽车现代化的标志物之一，为驾驶员和乘坐人员提供了舒适的车内环境，能有效降低驾驶员的疲劳感，对提高人们生活质量、保证行车安全有着重要的现实意义。进入夏季，汽车空调制冷系统发生故障的几率将大大提升，因其结构的封闭性与复杂性，使许多故障现象与故障原因之间的关系极其隐秘，不易被发现，容易导致维修人员的误诊。

二、汽车空调制冷系统的组成与工作原理

1.汽车空调制冷系统的组成

汽车空调制冷系统等一个封闭的循环系统，主要由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀（节流阀）、鼓风机和蒸发器等部件构成。各部件之间通过铜管（或铝管）和高压橡胶管连接，同时以部件压缩机为界分成系统的高压侧和低压侧。系统的高压侧由压缩机输出端、冷凝器、贮液干燥器和高压管构成，压缩机输入端、蒸发器和低压管组成系统的低压侧，如图1所示。

2.汽车空调制冷系统的工作原理

制冷系统在工作时，制冷介质（制冷剂）以气态或液态的形式在封闭的系统内循环流动，每一个循环又包含有吸气压缩、冷凝放热、节流膨胀和吸热蒸发四个基本过程。这四个过程周而复始，不断循环，便可达到降低车厢空气温度的目的，过程如图2所示。

（1）吸气压缩过程。制冷系统工作时，压缩机运转，低温低压的气态制冷剂被吸入并压缩成高温高压的气态制冷剂。

（2）冷凝放热过程。制冷剂进入冷凝器后，在冷凝风扇的作用下，散发出大量的热量，制冷剂转变为中温高压液体，送入贮液干燥器过滤杂质和水分。

（3）节流膨胀过程。制冷剂流经膨胀阀时，因膨胀阀具有节流作用，变成低温低压的液态制冷剂，并以细小的雾状形式排出膨胀阀。

（4）吸热蒸发过程。进入蒸发器内的液态雾状制冷剂，因其沸点远远低于蒸发器周围的温度，为此雾状制冷剂吸热蒸发成气体，将流经蒸发器外表面的热空气转变为冷空气，在鼓风机作用下将冷空气送入车厢，使车厢内的温度降低；而后低温低压的气态制冷剂又被吸进压缩机，开始下一轮循环。

三、汽车空调制冷系统常见故障检修

根据以往的维修经验，常见故障归结起来有三大类：机械故障、冷媒和冷冻机油故障及电气电路故障。

1.汽车空调制冷系统常见机械故障检修

制冷系统常见的机械故障主要发生在压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、风扇、贮液干燥器和鼓风机等部件，对系统的运行和制冷的效果将产生直接的影响。

（1）压缩机故障。传动皮带故障主要表现有老化、裂痕、太松或太紧。传动皮带如太松将导致皮带打滑产生尖锐的响声，检修时可用拇指在两个皮带轮中央垂直加10N的压力，如挠度大于10 mm时需及时更换。压缩机内部零部件主要表现有进气阀或排气阀损坏、缸垫窜气等。检修时，可测量压缩机工作时的进气和排气压力值，如两者相差不大，提高发动机转速，两者变化仍然不明显；此时用手触摸进气管和排气管，如两者温度相近，一般情况下为进排气阀损坏；如用手触摸时感觉非常烫手，此种情况一般为缸垫窜气故障，应及时拆检压缩机，更换损坏的零部件。

（2）冷凝器故障。主要有冷凝器散热片变形、尘土和飞虫等异物堵塞等，使高温高压的制冷剂气体散热效果变差。检修时，如发现散热片变形，需及时对散热片进行修复矫正或更换；如遇异物堵塞，可用软毛刷和自来水对其表面进行清洗，如发现散热片倒伏，应及时加以修复矫正。

（3）蒸发器故障。常见故障有蒸发器表面结霜、灰尘封堵、裂纹、渗漏和刮伤变形等。蒸发器表面结霜，应进一步检查彭胀阀开度是否过大、感温包包扎是否紧密或外面隔热胶带是否松脱；表面灰尘封堵，可对蒸发器进行清洗；如蒸发器表面有裂纹、渗漏和刮伤变形处，可用肥皂水、卤素灯、电子检漏仪等检漏方法进一步确认渗漏部位，加以修复或更换。

（4）膨胀阀故障。常见故障有膨胀阀阀口张开过大或过小、阀口堵塞等。若阀口开度过大，流入蒸发器的制冷剂量大，使膨胀阀表面温度过低而结霜，导致制冷剂循环不畅。检修时，测量制冷系统高、低压侧压力值，可发现高压侧偏低，而低压侧偏高；再测量蒸发器表面和出口处温度，可发现表面温度却高于出口处的温度。针对此现象，应检查感温包包扎是否紧密或外面隔热胶带是否松脱，并及时修复或更换。如阀口开度过小，流入的制冷剂量小，导致制冷不足，此时应观察膨胀阀感温包与蒸发器出口的包扎情况，做好检修工作。如阀口堵塞，使制冷剂失去循环流动的功能，导致系统不制冷。测量制冷系统高、低压侧压力值时，高压侧低于正常值，低压侧成真空状态。处理时可用氮气对着膨胀阀的进、出口吹气，若不通气则判定其已堵死，需更换。

（5）风扇故障。这里的风扇指冷凝器散热风扇，常见故障有风扇不运转、转速不正常、运转时有异响等。检修时，主要看风扇马达是否烧毁、马达轴承是否磨损过度或缺少润滑油、风扇叶片是否碰到其他物体等，再针对造成故障的具体原因进行修复或更换。

（6）贮液干燥器故障。主要表现为干燥剂失效、滤网或管道堵塞等。干燥剂是用来吸收制冷剂水分的，防止造成冰堵。检修时，透过贮液干燥器的检视窗，如看到的干燥剂为蓝色，此时说明干燥剂为正常状态；若看到的干燥剂为红色或粉红色，此时说明干燥剂已失效，需及时更换。干燥器内置的滤网或其管道内因杂质过多造成堵塞，将导致系统内制冷剂流动不通畅，影响制冷效果。检修时，若滤网堵塞，可用清水清洗，若滤网损坏或堵塞极其严重应及时予以更换。

（7）鼓风机故障。常见的故障有鼓风机电机磨损过度或损坏、马达轴承磨损过度松旷或缺少润滑油等，引起送风气流不足或无风。检修时应看鼓风机运转情况，如电机磨损过度或损坏，应进行更换；若马达轴承运转时有异响，应根据鼓风机运转时的振动情况，对鼓风机轴承进行润滑或检修更换。

2.汽车空调制冷系统常见冷媒及冷冻机油故障检修

制冷剂过多或不足、制冷系统中渗入水分或有空气进入而引起制冷不足，制冷剂与冷冻机油内含杂质过多，造成微堵而影响制冷效果等均属于常见的冷媒及冷冻机油故障。

（1）制冷剂过多。检修时，用手触摸系统高压管会有烫手的感觉，测量系统高压侧及低压侧压力值，通常会高于正常值，断开空调开关约一分钟后，观察视液镜，仍看不到有泡沫状制冷剂流过。针对此问题，应打开系统低压侧维修口，缓慢放掉适量的制冷剂，使排气压力和温度达到正常的标准值。

（2）制冷剂不足。检修时，测量系统的高、低压侧压力值均比正常时低；同时，空调正常运转后，在膨胀阀不结霜的情况下，从贮液干燥器的视液镜中观察到，如不断地、缓慢地有气泡流过，说明系统中缺少量的制冷剂；如出现有大量气泡翻转的现象，则说明系统中制冷剂严重不足。针对此现象，在查明系统无泄漏后，应及时补足制冷剂。

（3）制冷系统中有水分。检修时，从贮液干燥器的视液镜中可观察到气泡时而出现，且伴有膨胀阀结霜现象；同时，断开空调开关，停止运转一段时间，待膨胀阀节流孔的冰逐渐熔化后再打开空调开关，如制冷系统又恢复到正常状态，则说明制冷系统中含有水分，此时需缓慢放掉制冷剂，重新抽真空排出系统内的水分后，再加注制冷剂。

（4）制冷系统中有空气。汽车空调制冷循环系统如存在制冷剂泄漏、管路抽真空不彻底等问题，将造成循环系统成真空状态进而吸入外部的空气，因空气不易被压缩，使压缩机的排气压力增大，温度升高，导致制冷量的输出减少。检修时，从贮液干燥器的视液镜中可看到有大量泡沫状的制冷剂流过，同时膨胀阀没结霜现象，则说明系统中进入了空气。此时需查明原因，确定系统不泄漏后，重新抽真空，再加注制冷剂。

（5）制冷剂与冷冻机油内含杂质过多。压缩机在长期运转中因机械磨损产生的杂质及系统内冷冻机油变质等，会使制冷剂与冷冻机油内含杂质过多而引起“脏堵”。检修时，从贮液干燥器视液镜玻璃上可观察到留下的油渍呈黑色或有其他杂物，此时应对系统的贮液干燥器滤网、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和高低压管路进行清洗，确保制冷剂循环畅通。

3.汽车空调制冷系统常见电气电路故障检修

空调制冷系统常见的电气电路包括各温控器、传感器、电磁离合器、高低压保护开关及各接头、接口、插件、保险和线束等，其正常工作与否，也将影响空调系统的工作情况和制冷效果。检修时，应仔细检查以上与空调系统相关的电气元件及电路有无破损、烧焦，插接器表面有无发热，线路连接有无断路、短接和松脱之处；如不正常应及时修复或更换。

参考文献：

[1]吐尔尼沙·尼亚孜.汽车空调的结构原理与检修[J].内江科技，2011（5）.

[2]张俊霞.汽车空调制冷系统常见故障及诊断方法[J].石家庄职业技术学院学报，2009（21）.

[3]任春晖.基于故障树分析的汽车空调系统故障诊断研究[J].中国农机化学报，2013（34）.

[4]熊安胜，胡望波，刘成.浅析汽车空调常见故障及检修方法[J].生物技术世界，2012（7）.

[5]魏青.汽车空调的维护及常见故障分析[J].机械工程与自动化，2013（3）.

家用空调器制冷剂泄漏的检测方法 篇7

空调器在正常温度调节控制的制冷运行中出现制冷效果差, 或根本不制冷的情况, 可先检查空调器是否存在制冷剂泄漏的问题。检查时, 先将空调器压缩机连续运行半小时左右, 然后通过观察机体及部件部位出现的异常特征, 从而判断出制冷剂泄漏的故障点。

(1) 打开运行中空调器的室内机机壳面板, 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, 说明空调器内制冷剂已严重不足或已产生泄漏故障。这是因为, 当管路内循环的制冷剂不足时, 蒸发器表面产生的积霜面积会大幅度地减小。

(2) 将空调器设定在制冷运行状态, 设定的温度比室内温度低约5℃, 待压缩机运行20 min后, 观查室内机液压铜管, 如果铜管表面出现有结霜, 说明已产生制冷剂泄漏故障。

(3) 将一支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的显示温度是否比室温要低4—8℃。如果降温不明显或者与室内温度基本相同, 则可以肯定已产生制冷剂泄漏故障。

(4) 检查室外机排风口。空调器运行时, 将手掌心置于排风口处, 正常情况下, 排风口应排出热气。如果排风口无明显热气排出, 则说明制冷剂已泄漏。

(5) 空调器内灌注的制冷剂液和冷冻油会产生互溶性, 管路中铜管连接头、铜管喇叭口、室外机的气液阀门、阀芯等处如有泄漏点, 泄漏点处会出现油污。检查时上述部位出现有油污现象, 则说明该处就是制冷剂的泄漏点。

(6) 窗式空调器制冷剂不足或泄漏, 最简单的检测方法是, 在制冷状态下, 将手掌心放在空调器后面的冷凝百叶窗外, 如果风扇带出的空气热量不高, 或微热, 或根本没有热风排出, 则说明机内制冷剂已不足或已产生泄漏故障。

空调制冷剂 篇8

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

[1]钱长华, 于林.空调系统中制冷剂泄漏浅析[J].暖通空调, 2008, 38 (3) :122-124.

[2]晏刚, 马贞俊, 吴业正, 吴建华, 李晓明, 代德朋.空调用滚动转子式压缩机内制冷剂泄漏的研究[J].制冷学报, 2003, 24 (3) :55-58.

[3]钱长华, 于林.空调系统中制冷剂泄漏浅析[J].暖通空调, 2008, 38 (3) :122-124.

[4]黄刚, 顾斌.汽车空调制冷剂泄漏的六种简易检测方法[J].轿车情报, 2005 (6) :106.

[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 篇9

1) 根据建筑物室内要求的干、湿球温度以及夏季空调室内外设计干球温度, 建筑物每个房间的围护结构的具体情况, 按逐时冷负荷计算方法计算出建筑物内每个房间的逐时冷负荷。

2) 室内机的额定制冷量是在标准空调工况时的制冷量。由于夏季空调系统的设计条件与标准空调工况是不一样的, 因此, 空调室内机的实际制冷量与额定制冷量也是不同的。根据室内要求的干、湿球温度以及室外计算干球温度, 根据相应室内机制冷容量表中, 选出最接近或大于房间冷负荷的室内机。

3) 在系统组成时, 需要考虑以下几个原则:

(1) 初步估算所连接室内机实际总容量对应的室外机额定制冷量;

(2) 考虑室外机放置位置;

(3) 考虑系统中配管布置要求;

(4) 配管系统尽可能优化。系统配管越长, 室外机能力衰减也会相应增加;

(5) 尽量把经常使用的房间和不经常使用的房间搭配在一起, 以控制系统同时使用率, 提高系统设备的利用率;

(6) 室内机数量不能超过室外机所能容许连接的室内机数量。

4) 室外机实际制冷容量计算:

(1) 室内机总计容量连接比为100%以下时, 求出室外机的最大制冷能力。室外机最大制冷能力=依据100%连接比的能力特性表求出该温度下的室外机制冷能力×至最远端室内机的配管长情况下的能力变化率。

(2) 室内机总计连接比超过100%时, 计算室外机的最大制冷能力。室外机最大制冷能力=依据相应连接比的能力特性表求出该温度下的室外机制冷能力×至最远端室内机的配管长情况下的能力变化率。

5) 系统中每个室内机的实际制冷容量为:

室内机实际制冷能力=室外机实际制冷×室内机容量/室内机总计容量

如果按照上式计算出的室内机的最终实际制冷量小于各该室内机所对应的房间负荷, 则应重新选择室内机, 再按2~5步骤进行计算, 直到满足要求为止。

以上按照制冷工况完成了系统配置设计, 以下对系统的实际制热能力进行校核。根据各个不同的区域负荷有所差异性, 首先在满足各个不同区域制冷量的情况下;其次需要对各个不同区域的制热量需要进行校核。

1) 根据建筑物室内要求的干球温度以及冬季空调室外设计的干、湿球温度, 计算出建筑物内每个房间的热负荷。

2) 根据设计的冬天室内干球温度以及室外干、湿球温度, 从室内机制热容量表中查出室内机修正的制热容量。

3) 室内机总计容量连接比为100%以下时, 求出室外机最大制热能力。室外机最大制热能力=依据100%连接比能力特性表求出该温度下的室外机制热能力×至最远端室内机的配管长情况下的能力变化率×结霜时的化霜修正率;室内机总计连接比超过100%时, 计算室外机的最大制热能力。室外机最大制热能力=依据相应连接比能力特性表求出该温度下的室外机制热能力×至最远端室内机的配管长情况下的能力变化率×结霜时的化霜修正率。

4) 系统中每个室内机的实际制热容量为:

室内机实际制热能力=室外机实际制热×室外机容量/室外机的总计容量

5) 如果按照上式计算出的室内机的实际制热量小于该室内机所对应的房间热负荷, 则重新选择室内、外机容量, 直到满足要求为止。

系统的最大空调容量可以采用室内机容量表中所得的总室内机容量或按照下述的室外机的最大空调容量来定。

室外机空调容量的计算:

1) 当室内机综合系数不超过100%时:

室外机最大空调容量=容量表中组合系数100%时的室外机空调容量×最远端室内机的配管长度修正率

2) 当室内机组合系数超过100%时:

室外机最大空调容量=容量表中该组合系数下的室外机空调容量×最远端室内机的配管长度修正率

冷媒管做为VRV空调系统重要组成部分, 承担着制冷剂的输送任务。冷媒管应根据室内机总容量指数来配制各管径的大小。各个产品配管长度超过一定数量时, 须增加主气管配管和主液管配管的直径。室内外机高差超过产品规定时, 也须增加主气配管和主液配管的直径。冷媒管径的选择应依据各产品的要求进行配置, 不同的产品会有一定差别。

总之, VRV空调系统设计前, 应充分了解产品性能, 因不同厂家生产的产品性能有一定区别, 然后再按照上述方法进行设计, 只有在设计阶段把握住设计要领, 规范设计, 待空调安装运行后, 才能很好的达到设计效果, 又能节约能源。希望各位同行共同努力, 响应国家节能减排的号召, 同时又能提高室内环境质量。

参考文献

[1]全国民用建筑工程设计技术措施 (2009) .暖通空调.动力.北京:中国计划出版社.

[2]大金空调设备设计用数据手册.

空调制冷剂 篇10

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

[1]汪训昌.HFO-1234yf与HFO-1234ze (E) 热物性参数测试结果综述[J].暖通空调, 2010, (7) :29-39.

[2]曹霞.HFO-1234yf——新一代汽车空调制冷剂[J].制冷与空调, 2008, (6) :55-61.

[3]刘杰, 陈江平.车用空调R134a的发展现状与替代情况[J].制冷技术, 2008, (1) :39-41.

[4]赵宇.R1234yf汽车空调系统性能研究[D].上海:上海交通大学, 2013.

[5]Maclaine-Cross I L.Usage and risk of hydrocarbon refrigerants in motor cars for Australia and the United States[J].International journal of Refrigeration, 2004, 27 (4) :339-345.

[6]Maclaine-cross I.Hydrocarbon refrigerant leaks into car passenger compartments[R].Report, School of Mechanical and Manufacturing Engineering, The University of New South Wales, Sydney, 1996.

[7]Maclaine-cross I L.Refrigerant concentrations in car passenger compartments[C].Conference Proceedings, International Conference on Ozone Protection Technologies, November, 1997.

[8]Joudi K A, Mohammed A S K, Aljanabi M K.Experimental and computer performance study of an automotive air conditioning system with alternative refrigerants[J].Energy conversion and Management, 2003, 44 (18) :2959-2976.

[9]Rinne F, Fluoroproducts D P.HFO-1234yf Technology UpdatePart I[C].VDA Winter Meeting, 2009.

空调制冷剂 篇11

调系统的设计，对加热通风空调机的系统构成、设备选型等问题进行了深入分析。

关键词：加热通风空调机系统构成 设备选型

1 系统构成

如图，制冷系统包括全封闭式压缩机、风冷翅片式冷凝器、贮液器、内平衡式热力膨胀阀、分液器和翅片式蒸发器等主要设备通过管路连接而成，使用R22制冷剂；为冬季供暖需要，在送风口之前设置翅片盘管式蒸汽加热器；空气循环系统包括带手动调节风阀的送风口和回风口，带自动调节风阀的新风口，离心送风机等组成。

■

2 设备选型

①压缩机选型。制冷系统工作的极限条件是室外温度+41.2℃，冷凝温度约55℃；室内温度18℃，设计总通风次数超过12次/h，此时送风温差2℃，即送风温度16℃，相应制冷剂在蒸发器内的蒸发温度7~10℃。选择谷轮CR系列或ZR系列压缩机。具体机型见表1。

②冷凝器选型。冷凝器负荷等于制冷量与压缩机耗功之和。冷凝器面积根据公式F=■=■计算，对空气冷却式冷凝器，传热系数K取24~28（W/m2K），热流密度q取240~290（W/m3），传热温差8~12℃。按前面选取的ZR系列压缩机为基准，计算冷凝器冷凝面积，按照平均传热温差8℃，计算风量。汇总见表2。

表2冷凝面积与风量

■

在此基础上按照某种冷凝器产品样本进行试选型（凯迪），结果如表3。

表3冷凝器试选型

■

其主要参数见表4。

表4换热器参数

■

③蒸发器选型

蒸发面积计算与冷凝面积计算基本相同，传热系数K取30~40（W/m2K），热流密度q取350~450（W/m3），传热温差12~14℃。实际计算中取10℃，30W/m2K，计算蒸发器传热面积。假设按照蒸发器翅片距2.2mm，翅片宽200mm，长500mm（即蒸发器高度）设计，可以大致确定蒸发器长度，汇总见表5。

表5蒸发器参数

■

按照全部显热换热在设计假设条件下计算风量汇总为风量1，按换热器表面风速2m/s估算汇总为风量2，两组数据局基本吻合，说明设计假设条件正确。

■

④空气加热器选型

冬季对分析间内加热使用空气加热器，使用125℃低压蒸汽。循环风量与夏季工况相同。计算结果汇总见表6。

3 其他

①与分析间连通的部分需要作保温处理，一般用10~15mm保温胶棉贴附即可。

②送风口尺寸由送风速度约3m/s确定，回风口和新风口尺寸比较灵活，也可以大致按2m/s进行确定。在回风口与新风口加装相同性能的过滤器，可以考虑在新风口加装风机以确保合理新风量。

③空调总体结构分为三层，每层高度由换热器高度决定，宽度由尺寸最大的换热器（冷凝器）的长度决定，深度由风机、冷凝器厚度和蒸发器厚度之和加适当余量决定。

参考文献：

[1]方立英.暖通节能技术分析[J].中国住宅设施，2011(03).

[2]江嘉春.暖通空调软件技术及其发展[J].科技创新导报，2011(07).

[3]吴用存.浅析电制冷机组取代溴化锂制冷机组的可行性[J].科技资讯，2010(05).

[4]丁纯.影响空调节能控制的关键因素和节能技术发展动向[J].科技资讯，2010(08).

endprint

摘要：本文主要介绍了BHVAC防爆加热通风空调机制冷与空

调系统的设计，对加热通风空调机的系统构成、设备选型等问题进行了深入分析。

关键词：加热通风空调机系统构成 设备选型

1 系统构成

如图，制冷系统包括全封闭式压缩机、风冷翅片式冷凝器、贮液器、内平衡式热力膨胀阀、分液器和翅片式蒸发器等主要设备通过管路连接而成，使用R22制冷剂；为冬季供暖需要，在送风口之前设置翅片盘管式蒸汽加热器；空气循环系统包括带手动调节风阀的送风口和回风口，带自动调节风阀的新风口，离心送风机等组成。

■

2 设备选型

①压缩机选型。制冷系统工作的极限条件是室外温度+41.2℃，冷凝温度约55℃；室内温度18℃，设计总通风次数超过12次/h，此时送风温差2℃，即送风温度16℃，相应制冷剂在蒸发器内的蒸发温度7~10℃。选择谷轮CR系列或ZR系列压缩机。具体机型见表1。

②冷凝器选型。冷凝器负荷等于制冷量与压缩机耗功之和。冷凝器面积根据公式F=■=■计算，对空气冷却式冷凝器，传热系数K取24~28（W/m2K），热流密度q取240~290（W/m3），传热温差8~12℃。按前面选取的ZR系列压缩机为基准，计算冷凝器冷凝面积，按照平均传热温差8℃，计算风量。汇总见表2。

表2冷凝面积与风量

■

在此基础上按照某种冷凝器产品样本进行试选型（凯迪），结果如表3。

表3冷凝器试选型

■

其主要参数见表4。

表4换热器参数

■

③蒸发器选型

蒸发面积计算与冷凝面积计算基本相同，传热系数K取30~40（W/m2K），热流密度q取350~450（W/m3），传热温差12~14℃。实际计算中取10℃，30W/m2K，计算蒸发器传热面积。假设按照蒸发器翅片距2.2mm，翅片宽200mm，长500mm（即蒸发器高度）设计，可以大致确定蒸发器长度，汇总见表5。

表5蒸发器参数

■

按照全部显热换热在设计假设条件下计算风量汇总为风量1，按换热器表面风速2m/s估算汇总为风量2，两组数据局基本吻合，说明设计假设条件正确。

■

④空气加热器选型

冬季对分析间内加热使用空气加热器，使用125℃低压蒸汽。循环风量与夏季工况相同。计算结果汇总见表6。

3 其他

①与分析间连通的部分需要作保温处理，一般用10~15mm保温胶棉贴附即可。

②送风口尺寸由送风速度约3m/s确定，回风口和新风口尺寸比较灵活，也可以大致按2m/s进行确定。在回风口与新风口加装相同性能的过滤器，可以考虑在新风口加装风机以确保合理新风量。

③空调总体结构分为三层，每层高度由换热器高度决定，宽度由尺寸最大的换热器（冷凝器）的长度决定，深度由风机、冷凝器厚度和蒸发器厚度之和加适当余量决定。

参考文献：

[1]方立英.暖通节能技术分析[J].中国住宅设施，2011(03).

[2]江嘉春.暖通空调软件技术及其发展[J].科技创新导报，2011(07).

[3]吴用存.浅析电制冷机组取代溴化锂制冷机组的可行性[J].科技资讯，2010(05).

[4]丁纯.影响空调节能控制的关键因素和节能技术发展动向[J].科技资讯，2010(08).

endprint

摘要：本文主要介绍了BHVAC防爆加热通风空调机制冷与空

调系统的设计，对加热通风空调机的系统构成、设备选型等问题进行了深入分析。

关键词：加热通风空调机系统构成 设备选型

1 系统构成

如图，制冷系统包括全封闭式压缩机、风冷翅片式冷凝器、贮液器、内平衡式热力膨胀阀、分液器和翅片式蒸发器等主要设备通过管路连接而成，使用R22制冷剂；为冬季供暖需要，在送风口之前设置翅片盘管式蒸汽加热器；空气循环系统包括带手动调节风阀的送风口和回风口，带自动调节风阀的新风口，离心送风机等组成。

■

2 设备选型

①压缩机选型。制冷系统工作的极限条件是室外温度+41.2℃，冷凝温度约55℃；室内温度18℃，设计总通风次数超过12次/h，此时送风温差2℃，即送风温度16℃，相应制冷剂在蒸发器内的蒸发温度7~10℃。选择谷轮CR系列或ZR系列压缩机。具体机型见表1。

②冷凝器选型。冷凝器负荷等于制冷量与压缩机耗功之和。冷凝器面积根据公式F=■=■计算，对空气冷却式冷凝器，传热系数K取24~28（W/m2K），热流密度q取240~290（W/m3），传热温差8~12℃。按前面选取的ZR系列压缩机为基准，计算冷凝器冷凝面积，按照平均传热温差8℃，计算风量。汇总见表2。

表2冷凝面积与风量

■

在此基础上按照某种冷凝器产品样本进行试选型（凯迪），结果如表3。

表3冷凝器试选型

■

其主要参数见表4。

表4换热器参数

■

③蒸发器选型

蒸发面积计算与冷凝面积计算基本相同，传热系数K取30~40（W/m2K），热流密度q取350~450（W/m3），传热温差12~14℃。实际计算中取10℃，30W/m2K，计算蒸发器传热面积。假设按照蒸发器翅片距2.2mm，翅片宽200mm，长500mm（即蒸发器高度）设计，可以大致确定蒸发器长度，汇总见表5。

表5蒸发器参数

■

按照全部显热换热在设计假设条件下计算风量汇总为风量1，按换热器表面风速2m/s估算汇总为风量2，两组数据局基本吻合，说明设计假设条件正确。

■

④空气加热器选型

冬季对分析间内加热使用空气加热器，使用125℃低压蒸汽。循环风量与夏季工况相同。计算结果汇总见表6。

3 其他

①与分析间连通的部分需要作保温处理，一般用10~15mm保温胶棉贴附即可。

②送风口尺寸由送风速度约3m/s确定，回风口和新风口尺寸比较灵活，也可以大致按2m/s进行确定。在回风口与新风口加装相同性能的过滤器，可以考虑在新风口加装风机以确保合理新风量。

③空调总体结构分为三层，每层高度由换热器高度决定，宽度由尺寸最大的换热器（冷凝器）的长度决定，深度由风机、冷凝器厚度和蒸发器厚度之和加适当余量决定。

参考文献：

[1]方立英.暖通节能技术分析[J].中国住宅设施，2011(03).

[2]江嘉春.暖通空调软件技术及其发展[J].科技创新导报，2011(07).

[3]吴用存.浅析电制冷机组取代溴化锂制冷机组的可行性[J].科技资讯，2010(05).

[4]丁纯.影响空调节能控制的关键因素和节能技术发展动向[J].科技资讯，2010(08).

空调制冷剂 篇12

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

[1]郑佳杰.整体式R290家用空调器泄漏安全性实验研究[J].家电科技, 2010, (12) .

[2]刘高.高能效比家用空调器制冷系统的优化设计[M].制冷与空调, 2011, 11 (2) .

[3]刘志祥.影响空调扇帘布式水气化制冷效果的分析和改进[J].家电科技, 2010, (11) .

[4]丁国良, 张春路, 赵力.制冷空调新工质[M].上海:上海交通大学出版社, 2003.