新型制冷剂

2024-08-08

新型制冷剂（精选八篇）

新型制冷剂篇1

在寻找HFC-134a的替代物过程中,1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze) 、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)和自然工质CO2(R744)受到了广泛的关注,但由于R744的使用条件较为苛刻,需对现有的设备进行较大程度的改进;而HFO-1234ze因为存在顺反异构体,两者沸点相差28℃,不能单独作为制冷工质使用;因此HFO-1234yf作为制冷剂就脱颖而出。在2008年,由克莱斯勒、菲亚特、福特、通用、捷豹、路虎、现代、标志雪铁龙、雷诺和丰田等全球主要汽车OEM资助,SAE国际合作研究项目[2]发布了对HFO-1234yf的行业评价结果, 报告中确认了HFO-1234yf在汽车空调中的使用是安全的,并且在所有的备选的替代品中,HFO-1234yf也表现出显著的环境效益。报告推定HFO-1234yf为满足环境和消费者需求提供了最大可能性。

杜邦和霍尼韦尔公司从上世纪90年代起就着手这方面的研究工作,并发表了大量的专利、文献。但在国内,几乎未见这方面的研究报道。本文就HFO-1234yf的各种性能以及国内外的研究进展作一简要介绍,以期能对国内ODS替代物的发展提供参考。

1 HFO-1234yf的性质

1.1 HFO-1234yf的物化性质

HFO-1234yf,分子式CF3CF=CH2,分子量114, 沸点-29℃,无毒,不燃, ODP为零,GWP = 4 (GWP134a = 1300), 大气停留时间只有11天,化学性能稳定[3](见表1)。

从表1可看出,HFO-1234yf的GWP值只有4,在所有替代物中最小,对全球温室效应的影响最小。而且其在大气中的停留时间只有11天,对气候的影响也最小。

1.2 制冷效率

COP(性能系数)是衡量制冷剂的一项重要性能指标,在制冷过程中,它实际就是热泵系统所能实现的制冷量(制热量)和输入功率的比值。在相同的工况下,其比值越大说明这个热泵系统的效率越高越节能。HFC-134a作为现在最重要的制冷剂,其出口温度为79.5℃,基于其COP值为1.00,将HFO-1225ye、HFO-1234ze和HFO-1234yf相对于HFC-134a的制冷性能比较[4], 如表2所示。

* HFO-1225ye 分子式为CF3CF=CHF, 名称1,2,3,3,3-五氟丙烯

从表2可看出, Z-HFO-1234ze、E-HFO-1234ze与HFC-134a比较具有较好的能量效果(1.04, 1.13与1.00比较),而HFO-1234yf的能量效果则稍低HFC-134a。根据压缩机的出口温度比较,可以看出HFO-1225ye 、HFO-1234ze和HFO-1234yf相对于HFC-134a都具有较低的出口温度(75.6℃、73.9℃、68.3℃ 和79.5℃比较),这样能大大降低设备的损耗,减少设备的维修问题。

1.3 可燃性与毒性

HFO-1234yf虽然具有可燃性,通过SAE International实验室(全球权威独立实验室)测试表明,HFO-1234yf反复接触,具有低急性毒性。允许浓度400ppm(10-6)与HFC-134a水平相当[5]。而杜邦与霍尼韦尔联合实验室,从急性致死、心敏、13周吸入量、发育、致突变性、致癌性、环境影响七个方面的毒性检测结果来看,其各项指标都优于HFC-134a,所以,其认为HFO-1234yf替代HFC-134a的潜力最大[6]。

1.4 材料相容性

制冷剂是否和制冷回路中的其他物质起反应,在实际应用时是非常重要的,关系到设备能否长久稳定地运行。

从重量变化、物理变化两个方面对塑料类在100℃下测定14天,测试结果表明, HFO-1234yf与聚酰亚胺的相容性较好,与聚氨酯、尼龙、环氧类物质相容性一般。

从线性膨胀率、重量变化、硬度变化三个方面对橡胶弹性体类在100℃下测定14天,结果表明HFO-1234yf与氯丁橡胶、氢化丁腈橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶的相容性都较好,但与硅橡胶类相容性一般。

将铜和钢浸渍在HFO-1234yf含量分别为10000ppm(10-6)、20000ppm、30000ppm的溶剂中,-175℃保存14天,结果表明铜和钢片没有什么变化。

将电机轴承、垫片、垫圈在2000r/min,高温下与HFO-1234yf工作400h,测试结果表明制冷剂HFO-1234yf与润滑油等物质都没有变化,电机、垫圈等的变化与HFC-134a的变化水平相当[3]。

2 HFO-1234yf的应用

HFO-1234yf在20世纪50年代开始主要用作氟树脂和氟橡胶的聚合单体和共聚单体。从20世纪80年代开始,大金公司对其进行了深化,也主要是用作聚合单体[7]。2002年后,杜邦和霍尼韦尔开始了寻找HFC-134a的替代品研究,并把HFO-1234yf当作制冷剂对其进行了深入研究。2007年杜邦、霍尼韦尔和杜邦霍尼韦尔新化学品公司联合推出了HFO-1234yf作为HFC-134a的替代品。同时,杜邦将四氟丙烯与五氟丙烯混合,组成混合工质,宣布各项性能指标可以用作汽车空调和热泵体系、固定空调和制冷系统的制冷剂、发泡剂、推进剂和灭菌剂等[8,9]。

3 HFO-1234yf的制备进展

在20世纪60年代Marquis David M[10]通过一氯甲烷和四氟乙烯为原料制备HFO-1234yf,此过程反应温度高达700~950℃,而转化率只有14.8%。大金公司[11]曾分别以2,3,3,3-四氟丙酸-1-氯甲酯、2,2,3,3-四氟丙醇为原料制备过HFO-1234yf,转化率可达25%,选择性达到70%。21世纪后杜邦与霍尼韦尔公司探索用其代替HFC-134a,加快了对其研发过程,并取得了巨大的进步。杜邦的Nappa等开发了以CX3C Cl =C ClY为原料,经过氟化、氢化还原和脱氟化氢三步联产制备HFO-1234yf和HFO-1234ze的过程。

随后,杜邦公司又研究了以HFC-236ea和HFC-245cb为原料脱氟化氢制备HFO-1234yf的过程,此过程在惰性气体中反应。杜邦公司在2008年又发表了以1-氯-2,2,3,3,3-五氟丙烷(HFC-235cb)[12]、1,1-二氯-2,2,3,3,3-五氟丙烷(HCFC-225ca)[13]、1,1,1-三氯-2,2,3,3,3-五氟丙烷(CFC-215cb)[14]为原料制备HFO-1234yf的系列过程,这几个反应的第一步都是在催化剂Pd的存在下加氢生成1,1,1,2,2-五氟丙烷(HFC-245cb),然后HFC-245cb在惰性气体氛围中高温脱去一份子氟化氢,得到HFO-1234yf。而霍尼韦尔则研究了以CCl2=CClCH2Cl[15]、CF3CF2CHCl2[16]为原料,制备HFO-1234yf的过程,其中以CCl2=CCl CH2Cl的制备过程具有较大的商业价值,该过程为CCl2=CClCH2Cl先与HF生成CF3CCl=CH2,然后其在Cr2O3、FeCl3/C催化剂存在下与HF加成生成CF3CFClCH3 (HCFC-244),最后HCFC-244脱一分子HCl生成HFO-1234yf,经过蒸馏后,HFO-1234yf纯度可达95%。另外,Banks R Eric等[17]甚至介绍了一种用CF3COCH2COMe和SF4在HF存在下制备HFO-1234yf,该过程因为使用的原料CF3COCH2COMe价格昂贵,意义不大。另外,霍尼韦尔公司的Ma Jing Ji等[18]还提出了以CCl2=CFCH2Cl为原料,通过Cr2O3催化剂一步反应可以得到HFO-1234yf。但在该过程中,其只是在实验室得到了一个初步的结果,并未给出转化率与收率的数据。

杜邦公司和霍尼韦尔两大巨头在2008年同时发表了一系列采用共沸物提纯HFO-1234yf的过程[19,20],其基本思路为将HF、HFO-1234yf和未反应完的原料如HFC-245cb等引入蒸馏塔,HF和HFO-1234yf可以共沸从塔顶采出,采出的混合物再经过一个精馏分离塔,变压蒸馏即可从塔顶得到HFO-1234yf。

4 展望

自从2006年欧盟推出F-gas法规后,国外在寻找HFC-134a的取代工作一直发展得较快,其中以HFO-1234ze、HFO-1234yf和R744(CO2)最受关注。但因为HFO-1234ze存在Z、E构型,两者沸点相差较大(Z型-19℃,E型9℃),作为制冷剂存在较大的局限性。而如果以R744作为替代HFC-134a的物质,则对现有的设备改动较大(需要高压设备),而且在用量较大的热带地区容易产生泄露。以HFO-1234yf替代HFC-134a,可以单独作为制冷剂使用,也可以混配成混合工质,例如杜邦的DP-1等等,另外,其温室效应值也最小。在杜邦和霍尼韦尔公司的积极推荐下,经过SAE International实验室的测试,HFO-1234yf基本得到了欧洲主要汽车厂家的认可[5]。所以,HFO-1234yf将首先会在欧洲作为取代HFO-1234yf的物质使用。

如何选用制冷剂篇2

关键词：制冷剂选择分析

0 引言

由于家用冰箱、空调及冷柜都用到氟里昂制冷剂，为人们普遍认知。因而制冷空调行业成了破坏臭氧层和制造温室效应的众矢之的。但人们很少知道，氟里昂大部分排放是由于化工工业生产过程造成的，空调制冷剂的泄漏只是一小部分。工业上如灭火、发泡等是一次性使用，大量的氟里昂物质排放到大气中，而空调制冷剂是密封在机组的循环系统中，只是存在机组泄漏的可能。

1 常用制冷剂

首先了解氟里昂的定义，氟里昂是饱和烃类（碳氢化合物）的卤族衍生物的总称，是本世纪三十年代随着化学工业的发展而出现的一类制冷剂，它的出现解决了制冷空调界对制冷剂的寻求。从氟里昂的定义可以看出，现在人们所说的非氟里昂的R134a、R410A及R407C等其实都是氟里昂。

氟里昂能够破坏臭氧层是因为制冷剂中有CL元素的存在，而且随着CL原子数量的增加，对臭氧层破坏能力增加，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。根据氟里昂制冷剂的分子结构，大致可以分为以下3类：

1.1 氯氟烃类：简称CFC，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于对臭氧层的破坏作用以及最大，被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。此类物质目前已禁止使用，在制造聚氨酯海绵的过程中，R11已由R141b作为过渡性替代品。

1.2 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，目前HCFC类物质被视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年，发展中国家可以推迟10年。

1.3 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很高。在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期限，在《联合国气候变化框架公约》京都议定书中定性为温室气体。

2 常用制冷剂性能比较

目前，在空调制冷行业中，除了汽车空调行业外，其他领域的制冷设备如：家用冰箱、空调、食品冷冻冷藏柜、运输冷藏设备、速冻机、中央空调等基本上还是以过渡性冷媒R22为主要的产品。评价一种制冷剂的好坏，我认为应当综合考虑下列因素：

2.1 臭氧层破坏潜能值（Ozeme Depletion Potential），简称ODP值；

2.2 全球变暖潜能值（Global Warming Potential），简称GWP值；

2.3 理想循环状况下的制冷系数（Coefficient of Performance），简称COP值；

2.4 经济性。下面列举几种制冷剂的物理性质的对比。

几种制冷剂的物理性质

制冷剂R22R123R134aR407CR410A

分子量86.48152.91102.0386.272.56

大气压下沸点(℃) -40.827.6-26.1-36.6-52.7

临界温度(℃)96.0184101.187.372.5等

应用广泛应用于家庭、商业、工业空调、冷冻离心式冷水机组螺杆式、离心式冷水机组理论上同R22但许多实际技术尚未解决家用空调、冰箱。

从上表不难看出，虽然R134a、R407C及R410A对臭氧层破坏力为0，但其温室效应指数却是R123的十几倍；从其寿命上看，R22及R134a比R123的寿命长十倍，寿命越长，大气中积存的R22、R134a越多，温室效应隐患越来越大，长时间的积累就形成“消化不良”的病态。

目前空调制冷行业普遍R22，其主要原因是R22在空调温区内具有优越的物理特性和制冷性能，而且性能稳定，技术成熟，价格低廉。HFC类物质由于对臭氧层无破坏作用，被认为是将来替代HCFC的首选物质。用来替代R22的主要物质有R134a、R407C及R410A，但是这些HFC类物质由于物理特性的限制，很多技术问题尚悬而未决，均不是R22最理想的替代物。

2.4.1 R22与R123的比较：①R22与R123同属氢氯氟烃，但R22的臭氧层破坏力是R123的2.5倍，温室效应指数是R123的17倍。②R123是低压制冷剂，工作时蒸发器为负压，冷凝器为0.04Mpa，停机时机内为－0.004Mpa，因此，即便机组泄漏也只存在外界空气进入机组的可能。③R22临界压力比R123高1300kPa，机组内部提高，泄漏几率提高。

2.4.2 R22与R134a的比较：①R134a的比容是R22的1.47倍，且蒸发潜热小，因此就同排气体积的压缩机而言，R134a机组的冷冻能力仅为R22机组的60%。②R134a的热传导率比R22下降10%，因此换热器的换热面积增大。③R134a的吸水性很强，是R22的20倍，因此对R134a机组系统中干燥器的要求较高，以避免系统的冰堵现象。④R134a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。⑤R134a对橡胶类物质的膨润作用较强，在实际使用过程中，冷媒泄漏率高。⑥R134a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。⑦目前，HFC类冷媒及其专用脂类油的价格高于R22，设备的运行成本将上升。

2.4.3 R22与R407C的比较 R407C在热工特性上与R22最为接近，除了在制冷性能、效率上略差以及上述HFC类物质所具有的技术问题之外，还由于这类物质属于非共沸混合物，其成分浓度随温度、压力的变化而变化，这对空调系统的生产、调试及维修都带来一定的困难，对系统热传导性能也会产生一定的影响。特别是当R407C泄漏时，系统制冷剂在一般情况下均需要全部置换，以保证各混合组分的比例，达到最佳制冷效果。

3 小结

3.1 制冷剂的选择与设备生产厂商的技术及设计思路密切相关。与采用的压缩机型式、热力循环效率、制冷工况、对材料的腐蚀性、与润滑油的相溶性、以及经济性、安全性等有很大关系，可以理解为厂商的“个性”。

3.2 有的制冷机组厂家声称采用无氟的制冷剂或如何环保的制冷剂，把冷水机组的销售变成制冷剂选用的无谓的“舌战”，给不太了解氟里昂制冷剂的用户造成困惑，恰恰忽劣了机组本身的性能。

3.3 有些制冷剂生产厂宣传自己生产的制冷剂是无氟的，据有关权威机构化验，其大部分组成成分为R22，这种做法说的利害一些是商业炒作行为。更有甚者有些媒体也宣称要告别“用氟时代”，其充当的脚色是为愚弄人者摇旗呐喊，更为这些现代的无知感到悲哀。

新型制冷剂篇3

选择替代制冷剂应该考虑以下几个方面: ODP和GWP为零或尽可能小;与原有制冷剂的热力性质相近或相似,不改变现有设备或只做很少改动;制冷性能好,具有较高的COP值;传热特性好,溶油性好;化学性质稳定,无毒,无刺激性气味;价格低廉,易于生产[1]。目前, R12的替代制冷剂有R134a、R600a及其混合物等; CO2也是一种重要的替代制冷剂。

另外由两种或者多种制冷剂按照一定的比例混合而形成的混合制冷剂也是替代现有制冷剂的重要方法。例如R22的替代制冷剂主要为混合制冷剂R407C和R410A。混合制冷机可以分为共沸制冷剂和非共沸制冷剂两种。大部分混合制冷剂是非共沸制冷剂,只有极少数制冷剂是共沸制冷剂。如果混合制冷剂的组分及比例选择适当可以直接替代现有的制冷剂,而不需要对现有设备做出较大的改变,故混合制冷剂是一个重要的发展方向。

本文研究了一种新型的用于汽车空调的混合制冷剂CMR-05。

1 CMR-05的组成及物性分析

CMR-05是由HFC-152a,HFC-227ea和HFC-125 3种成分按某比例混合而成。

根据CFCs的替代原则,组成混合工质的组元,其蒸气压曲线应位于被替代工质的蒸气压曲线两侧,这样所确定的工质与原工质热工性能接近,替代时不必对制冷系统和设备作较大调整,可以实现直接灌注式替代[2]。由图1、图2可以看出,HFC-152a、HFC-227ea、HFC-125分布于R134a和R12两侧,故只要这3种制冷剂按适当比例混合,即可得到与R12、R134a热工性质相近的制冷剂。

CMR-05是1种无色透明挥发性液体和蒸气(环境温度下为气体)[3],有乙醚清新气味(微弱的)。HFC-152a具有可燃性限制了它的使用,但由于HFC-227ea具有优秀的阻燃性,HFC-125是不燃的,因此相对于其它混合制冷剂,CMR-05属非易燃性物质。

CMR-05的3种组分的ODP值均为0(R11为1),不仅对于臭氧层没有破坏作用,而且CMR-05温室效应系数只有R134a的一半。表1是R12,R134a,CMR-05 3种制冷剂的物理属性的对比。图3、图4是CMR-05与R134a、CMR-05与R12的饱和蒸气压曲线的对比。CMR-05的数据来源于测试,R134a与R12的数据来源于相关文献[4]。CMR-05与R12、R134a的热力性质相似,CMR-05的饱和蒸气压略高。

CMR系列制冷剂分子极性类似于R12,同矿物油、烷基苯油、环烷基油、POE油(酯类油)具有良好的低温互溶性和高温润滑性。

2 CMR-05与R12、R134a的理论循环特性比较

当蒸发温度为-1.1℃,冷凝温度为62.8℃情况下,采用理想循环的计算结果见表2。

由表2的计算结果有:

(a)在相同蒸发温度和冷凝温度下,3种制冷剂的蒸发压力、冷凝压力差别很小,CMR-05具有与R12、R134a相似的压力性能。

(b)CMR-05单位质量制冷量比R12高64.6%,比R134a高33.6%。

(c)CMR-05理论循环COP值比R12提高2.9%,比R134a提高6.6%,性能系数提高。

(d)CMR-05吸气比容比R12和R134a高很多;单位容积制冷量有所提高,比R12高8.5%,比R134a高10.8%。

(e)CMR-05排气温度较高。

3 CMR-05与R134a的汽车空调实验对比

在实际的汽车空调测试中,采用压缩机型号为QK20-110HP6。测试工况:蒸发温度-1.1℃;冷凝温度62.8℃;吸气温度7.2℃;过冷温度57.8℃;环境温度65℃。

表3为CMR-05与R134a实际实验的结果。由表可知,CMR-05与R134a的制冷量几乎相等,但是由于CMR-05的单位质量制冷量远高于R134a,故只需要较少的制冷剂灌充量;实际COP值比R134a提高6.2%;用CMR-05代替R134a时,排气温度提高约5%,但对压缩机影响不大,可以忽略。

注:两种工质测试时采用同一套系统,使用相同的润滑油。

4 CMR-05存在的问题

(1)CMR-05由于各组成成分的沸点不一样,因而各个组分在气相和液相中的比例会发生变化。在两相区,易挥发组分在气相中的浓度高于不易挥发的组分的浓度。根据[5]在蒸发和冷凝过程中,气相和液相各组成成分浓度不断变化,相对于每个干度值都有一个对应的相平衡温度,平衡温度随干度的变化而变化,这就会产生温度滑移现象。CMR-05存在温度滑移现象,但CMR-05的最大温度滑移温度不超过4℃,故对性能的影响较小。

(2)根据文献[6],混合工质由于附加传质阻力的存在,造成汽液界面处的温度总是低于蒸气核心处的汽相饱和温度,因而导致混合工质的换热系数总是低于相同物性和相同工况下纯工质的换热系数。CMR-05的换热系数低于同物性同工况下的纯工质。

(3)泄漏问题,由于各个组分的气相浓度和液相浓度不一样,泄漏不仅会导致制冷剂量的减少,而且会使各个部分的比例发生变化,影响制冷性能。

5 结论

(1)CMR-05的ODP值为0,GWP值约为R134a的50%,对环境的危害小。物理性能与现有的汽车空调制冷剂R12、R134a相近。

(2)CMR-05的温度滑移值小(不超过4℃,平均温度滑移值小于3,符合汽车空调的要求),饱和蒸气压与R12、R134a非常接近。

(3)CMR-05的单位质量制冷量、单位容积制冷量均高于R12和R134a;在相同工况下CMR-05的COP值高于R12和R134a。

(4)在相同工况下,CMR-05的排气温度和排气压力均略高于R134a。

(5)CMR-05可以在原有的使用R134a的系统上直接使用,而不需要对系统做大的改变。

(6)在相同制冷量的情况下,CMR-05的充注量(质量)约为R134a的75%;在价格方面,CMR-05 3万元/t左右, R134a为3.2万元/t左右,故使用CMR-05的成本较低。

综上所述,CMR-05可以作为R12和R134a的替代制冷剂。

摘要：介绍了一种新型的用于汽车空调的混合制冷剂(CMR-05)。介绍了CMR-05的物理性质,分析了CMR-05作为汽车空调替代制冷剂的可能性。对CMR-05进行了理论循环计算,并与R12和R134ad的理论循环的计算结果进行了对比。通过汽车空调测试证明了CMR-05具有较好的制冷性能,分析了CMR-05存在的问题,得出CMR-05可以作为R12与R134a的替代制冷剂。

关键词：替代制冷剂,汽车空调,混合制冷剂

参考文献

[1]陆轶崟,张建君.汽车空调行业ODS替代品的新发展[J].浙江化工,2004,06:24.

[2]刘志刚,傅秦生,焦平坤,等.CFCs替代工质筛选的热力学原则[C].全国高等学校工程热物理第四届学术会议论文集.杭州:浙江大学出版社,1992.73-76.

[3]CMR-05安全技术说明书.佛山市凉友科技有限公司.

[4]吴业正.制冷原理及设备[M].西安:西安交通大学出版社,1997.

[5]陈九法.非共沸环保制冷剂的特点[J].制冷技术.2004,4:5-6.

新型制冷剂篇4

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).

新型制冷剂篇5

随着电子集成技术的快速发展, 电子器件也朝着小型化、轻量化、智能化方向迈进。然而, 集成电子器件的小型化在增加功率密度的同时其散热量也越来越大, 传统的冷却技术已很难满足其冷却要求, 所以研究高热流密度的电子元件散热尤为重要。本文提出一种风冷散热方法, 即在半导体制冷技术的基础上, 结合泡沫金属散热器, 设计制冷系统并通过实验模型对其制冷效果进行测试。

1 理论基础与实验装置

半导体制冷片是一个热传递工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时, 两端之间就会产生热量转移, 从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻, 当电流经过时会产生热量, 影响热传递。两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差, 两种热传递的量相等时, 正逆向热传递相互抵消, 此时冷热端的温度就不会继续发生变化。因此为了达到更低的温度, 可采取散热等方式降低热端温度。

泡沫金属是孔隙度达到90%以上, 具有一定强度和刚度的多孔金属材料。这类金属材料透气性高, 孔隙表面积大, 材料容重小。当气流穿过时拥有较大接触面积, 利于换热。

制冷由半导体制冷片实现, 考虑到半导体制冷片冷面与散热对象不能直接接触, 且冷面的冷量向空气的自然对流传热效果不显著, 故将其贴于泡沫金属表面, 增加换热面积, 达到强化冷量交换效果。制冷半导体和泡沫金属之间由硅脂粘结, 减小接触热阻。部分气流带走冷量, 形成冷风并对目标散热, 热面也同样由气流带走热量排入环境。

实验用交叉连接双风道, 其中一个用于导出冷风, 一个用于导出热风。在冷热风道入口各对接风机以提供气流, 并在加工风道时留下必要的测量空、安装孔等。

制冷半导体通电时产生温差, 经过冷面的空气流被冷却成为冷风, 经过热面的空气流对其降温并由热风道排出。热面温度越低, 冷面温度则越低, 冷却效果越好。冷风道出口处布有4个对称温度测点 (实验中记为T5, T6, T7, T8, 单位℃) , 4个风温计对称布置测出口风温, 而进口风温由环境温度确定。安置风速仪进行出口处风速测量。另外与半导体冷面接触的泡沫金属表面布置中心对称的4个测点, 将4个热电偶点焊在铜板上, 用于测量泡沫金属底面所焊铜板温度, 通过吉士利数据采集系统进行采集, 采集100次, 并分别取平均 (实验中记为T1, T2, T3, T4, 单位℃) , 用于计算制冷的相对换热系数。

此模型的冷风道温度场数值模拟结果:环境温度为298K (25℃) , 其中在400mm*100mm*40mm的模拟冷风道内, 半导体制冷片工作在12V, 6A的额定条件下, 泡沫金属材料为铜, 尺寸为100mm*100mm*40mm, 且为5个ppi。从结果中可以肯定制冷的理论效果。

2 实验过程

2.1 实验器材

有机玻璃交叉风道1个, 全铜芯80W调速离心风机2个, 制冷半导体 (额定工作条件12V, 6A) 50mm*50mm个, 电子风速仪2个, 电子风温计4支, 玻璃温度计1支, 铜质泡沫金属若干, PC机, 铜康铜热电偶, 冰瓶, 吉士利2700数据采集系统, 数据采集卡, 线性稳压电源等。

2.2 实验装置图

冷风道示意图, 如图1。

2.3 实验步骤

按设计搭建试验台, 读取室温Ts (℃) , 为26.5℃。

风机由220V电源带动, 制冷半导体由线性稳压电源供电, 风速仪分别位于冷、热风道出风口处, 测得风速V1 (m/s) , V2 (m/s) 。

保持热风道风机风速V2不变, 调节制冷半导体的工作电压U或电流I, 调节冷风道风机风速V1, 依次读取T1~T8;再改变V2, 调节制冷半导体的工作电压或电流, 调节冷风道风机风速V1, 依次读取T1~T8;如上重复, 其中V2分别为0.5m/s, 1.0m/s, 2.0m/s, 3.0m/s, 4.0m/s, V1分别为0.5m/s, 1.0m/s, 1.5m/s, 2.0m/s, 2.5m/s, 3.0m/s, 3.5m/s, 4.0m/s, (U, I) 分别为 (1.4V, 1.0A) , (3.1V, 2.0A) , (4.6V, 3.0A) , (6.3V, 4.0A) , (8.2V, 5.0A) ..

冷风道出口平均温度Tb= (T5+T6+T7+T8) /4, 半导体冷面接触的泡沫金属底面铜板平均温度Ta= (T1+T2+T3+T4) /4;由公式h*ΔTa*S=Q=Cp* (m/t) *ΔTb, 计算制冷功率Q及相对换热系数h, 其中等式左边为冷面换热功率, 右边为由空气冷却算出的制冷功率。S–泡沫金属底面面积, ΔTa=Ts-Ta, h为以S为换热面积的实际换热系数, Cp为空气室温下比热, 取1.004KJ/ (kg·K) , ΔTb=Ts-Tb, 质量流量在冷风道处处相等q=m/t=ρ*V1*A, ρ为空气室温下密度, 取1.29kg/, A为冷风道横截面积。

3 实验数据分析

根据实验数据得知, 当冷热风道风速V2分别为1.0m/s, 2.0m/s, 3.0m/s时, 冷风道出口温平均值Tb与V1的关系如图2~图4所示。

从图2~图4中得出, 随着冷风道风速越低, 出口风温越低, 冷却效果越好。制冷片功率的越高, 冷风道出口风温越低, 但当功率达到实验最大时冷风道出口风温又会升高, 因为热面的散热条件有限, 温度升高, 冷面的温度也相应回升。

由于实验受仪器、环境等影响, 曲线虽有一定波动, 但总体结论为随热风道风速V2的上升, 冷风道出口风温Tb下降, 冷却效果好。

经过实验数据计算, 可得到以S为换热面积的冷面实际换热系数h, 制冷功率Q, 制冷半导体功率W。对数据分析得知, 当仅改变冷风道出口风速流量, 即q增大, 则出口风温上升, 制冷功率Q上升;当仅改变冷半导体功率, 即W增大, 则出口风温下降, 制冷功率Q上升;当仅改变热风道风速, 即V2增大, 则出口风温下降, 制冷功率Q上升。以S为换热面积的冷面实际换热系数h, h随V1增大而增大, 随V2增大而增大;但当制冷半导体功率W增大, h逐渐减小。

实验中制冷功率Q最高值是在V2=3m/s, U=6.3V, I=4A, V1=4m/s状态下测得, 证明制冷功率需综合考虑散热条件是否满足所对应功率、气流质量流量大小、散热风速等各种因素。

4 结论

本文设计了运用泡沫金属半导体制冷系统的实验原型, 根据实验效果, 统计分析数据, 得出如下结论:

(1) 相同情况下, 冷风风速越低, 出口风温越低;制冷半导体电功率越高, 出口风温越低;热风道风速上升, 冷风道出口风温下降。

(2) 相同情况下, 冷风道出口风速增大, 出口风温上升, 制冷功率Q上升;冷半导体功率W增大, 出口风温下降, 制冷功率上升;热风道风速增大, 出口风温下降, 制冷功率上升。

(3) 以S为换热面积的冷面实际换热系数h随V1增大而增大, 随V2增大而增大;制冷半导体功率增大, h逐渐减小。

(4) 对于较低制冷功率, 可选择较低的冷风风速, 较高的热风风速和电功率;对于较高制冷功率, 则选择较高的冷风风速及热风速, 较高电功率。

参考文献

[1]杨建敏.冷散热半导体制冷系统性能分析及实验研究[D].南昌:南昌大学, 2009.

[2]唐应茂.泡沫金属矩形通道中对流换热的实验和模拟[J].中国电机工程学报, 2010, 30 (14) .

[3]刘晓丹, 冯妍卉, 杨雪飞, 张欣欣.泡沫金属矩形通道中对流换热的实验和模拟[J].中国电机工程学报, 2010, (14) .

[4]李爱博.单级半导体制冷器制冷特性分析及研究[D].武汉:华中科技大学, 2011.

新型制冷剂篇6

本文介绍了应用全空气空调系统的意义, 分析了全空气空调系统中全新风运行方式所带来的节能与净化的两大问题;认为全空气空调系统是较好的空调系统, 将蒸发 (除湿) 冷却技术、热回收技术、变风量控制技术相结合的蒸发冷却新风空调集成系统具有广阔的应用前景。

在直接蒸发冷却技术上, 杜鹃对直接蒸发冷却空调系统的传热传质过程进行了理论与实验研究及数值模拟[1]。在间接蒸发冷却技术上, 江亿, 谢晓云等人通过间接蒸发冷却技术制备冷水, 解决了常规间接蒸发冷却系统风道占用空间大、风机耗电高的问题, 这是在干燥地区推广应用蒸发冷却技术的关键[2]。蒸发制冷全新风节能空调器适用于宾馆、办公室、公共场所、家庭及石油、地质野外勘探等领域[3,4]。

1 蒸发制冷全新风家用空调技术

1.1 新风换气机工作原理

新风换气机工作原理:新风换气机是根据在密闭的室内一侧送风另一侧引风, 则在室内会形成“新风流动场”的原理进行设计研制的。它依靠机械送风、引风, 强迫在系统内形成新风流动场。是一种时刻保持室内空气洁净清新的新型环保电器。这种独立的室内空气置换、净化循环系统, 能在排除室内的污染空气的同时, 输入自然新鲜空气, 将输入室内的新风先经过滤、杀菌、加热、增氧等多项处理[3]。

研究表明, 在水的饱和蒸气压与空气中水蒸气的分压差在70 Pa~3 300 Pa范围内, 水的自由表面与自然对流的空气间水蒸发量有如下的统计关系[6]:

其中, Q为水蒸发量, g/ (m2·h·Pa) ;ΔP为分压差, Pa。

1.2 蒸发制冷设备空调系统结构

空调器各个重要部分的结构图如图1所示, 上回风系统图如图2所示。

改强排 (回) 风为溢风, 既减小了排风对系统的干扰, 又又节节省省了电耗。经改造调整后的空调, 室内温湿度正常, 也没有因风量的减少而使室内温度升高。压差地回风, 上下回风系统减少了排风机, 节约电能30 k W~45 k W。同时地回风、上回风 (上排风) 余热利用减少了加热器, 节汽100%[3,4]。

注:101—送风机;102—挡水板;103—喷淋管;111—送风室;112—喷淋室;113—回风室

注:1—空调室;3—上回风管;5—风机;6—截止阀;7—排风阀

通过不同的蒸发冷却方式, 不断降低机组送风温度, 提高单位风量的冷量。分级调节和控制的设定主要研究系统配套测温、控制和执行装置, 以控制风机风速、水泵流量以及新风、回风量。根据可调整的设定值, 自动控制系统送风量和机组制冷段的启停, 在最大程度实现节能目标的同时达到空调机组预定的最佳制冷效果[7,8,9]。

2 数据分析

据调查, 8月份乌鲁木齐的室外中午平均干球温度达到35℃;15:00时刻室内干球温度为28℃, 湿球温度为19.1℃;之后每隔10 min测试一次, 15:10室内干球温度降低到26.5℃, 湿球温度降低到18.3℃;15:20室内干球温度变为25.4℃, 湿球温度变为17.5℃;15:30室内干球温度变为25℃逐渐趋于稳定, 直到17:00, 室内温度始终保持在25℃, 而湿球温度在15:30降低至17.1℃之后也趋于平衡不变。

参见图3, 测出的几个数据点绘制成二维图。

由图3可得该空调的制冷增湿效果响应速度很快, 室内干温度随时间越来越低, 最终趋于25℃保持稳定;室内湿球温度由19.1℃逐渐降低到17.1℃而趋于稳定。在此过程中, 干湿球温差逐渐减少趋于平衡, 空气湿度增大并达到温度湿度的一个最佳组合, 保障了室内的热舒适环境。

新型环保节能蒸发制冷全新风家用空调技术耗水量少、电能耗低、室内温湿度适中, 并且能够自动调节达到温湿度动态平衡的直接蒸发制冷的温湿交换全新风空调器[10]。

与传统空调器对比新系统的优势。传统空调器不仅耗水耗电量大, 维修维护费用高, 而且不能满足某些生产工艺要求, 针对以上不足研发各方面性能均优于传统空调器的“新型环保、降膜节能蒸发制冷全新风空调器”, 其具有如下优势:

1) 环保。

无氟利昂 (CFCS) 排放, 不用燃油或燃气, 仅消耗少量电能。

2) 经济。

无冷冻站, 省去了冷水机、冷却塔、循环泵等复杂庞大的制冷系统, 节省出相应建筑空间, 减少了配电设备, 降低了维护费用。

3) 应用范围广。

可广泛应用于各类工业、民用建筑中, 能满足工业和人们舒适生活对室内空气环境的要求。

4) 舒适程度高。

使用两级、三级高效蒸发冷却机组, 可以保证西北大多数地区室内最终温、湿度达到一级舒适标准。

5) 可选择性强。

有适应不同环境状况要求的各类蒸发冷却机组:立式、卧式、吊顶式新风冷热交换机组;室外机型、室内机型。产品规格齐全, 风量范围从2 000 m3/h~120 000 m3/h。

6) 安全可靠。

新空调是金属机芯, 无燃烧隐患, 耐久性强;系统结构简单, 运动部件少, 振动噪声小, 运行可靠, 管理方便容易。

3 结语

本文通过对比传统空调器的性能, 提出了一种蒸发制冷全新风节能空调的概念进行设计, 并进行了实验测试, 得出该空调系统可有效降低能耗, 更好地满足集经济、社会及生态三位一体的可持续发展的要求。

新型环保节能蒸发制冷全新风家用空调技术无论从性能、应用范围、技术指标、所营造的室内空气环境质量以及运行结构方面, 均不同于国内外其他同类产品, 其更加适应于新疆本土及中亚地区的气候环境和经济发展水平, 也符合国家可持续发展和节能减排的战略要求。

参考文献

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[9]陈则韶, 戚学贵, 程文龙, 等.压缩制冷空调装置动态仿真研究[J].低温工程, 2000, 118 (6) :35-36.

新型制冷剂篇7

目前, 在空调系统中多采用多压缩机并联系统, 回油问题一直是制约其发展的关键因素之一。为此我们设计了一款新型的气液分离器, 在此之前需要就润滑油对制冷系统的影响进行阐述。

1.1 润滑油对压缩机的影响

润滑油的基本作用是其润滑的作用, 以减少运动部件间的摩擦损耗。在压缩机中润滑油具有润滑、冷却和密封的三重功效, 是制约压缩机性能的关键因素。

据统计, 当压缩机中的含油量小于7%时, 随着压缩机含油量的增加其容积效率也逐渐升高。这是因为在压缩机中含油量较少时, 油量增加则意味着压缩机密封性的提高, 在气阀处的流动阻力增加, 实际吸气压力降低, 压缩机的吸气比容增加;但是当其含油量大于9.1%时则相反, 这是因为此时压缩机中的润滑油占据了一定的容积, 其吸气容积减少, 摩擦力增加, 摩擦损失增加, 进而导致容积效率的降低。为此必须保证压缩机中的含油量在7%~9.1%, 以使其获得最佳的工作性能[1]。

压缩机内轴功率也跟其内的含油量有关, 当含油量低于6%时, 压缩机面临着泄露的问题;当含油量大于10.7%时, 吸气容积减少, 排气流动阻力增大, 使得压缩机的功耗增加。对于压缩机来说其功率损失的增加是由于排气流动损失和相对运动部件间摩擦造成的[2]。

1.2 润滑油对管路的影响

在制冷系统中润滑油在管路中有气体变为液体, 在制冷系统中的管路中进行循环。润滑油跟制冷剂分离后可以通过加设气液分离器来解决, 当二者互溶时需要考虑润滑油在垂直管路中的流动, 因为润滑油在向上流动时受重力和粘度的双重影响。在设计管道时就要以润滑油的粘度和管道倾斜角度为依据, 确定管径及馆内气体的流速[3]。

2 制冷/制热循环中制冷剂的状态和回油情况

在制冷模式下, 制冷剂在压缩机和冷凝器间是高温高压气体, 润滑油呈雾状, 且大部分跟制冷剂混合在一起, 具有较大的流动速度, 回油比较顺利。当气体进入冷凝器后, 制冷剂和润滑油均被冷凝成液体, 二者一起以液体形式进入蒸发器。在蒸发器中制冷剂逐渐蒸发, 重新以气体形式存在, 润滑油仍然保持其液体, 从而实现了气液的分离。在蒸发器的过热区和气液分离器之间, 润滑油的流动阻力较小, 会发生大量积存。因此在制冷循环中解决这一区域的回油问题是系统正常运行的保证[4,5]。在制热模式下, 由于蒸发器过热区和压缩机进口间的管路较短, 可以不考虑回油[6]。

3 气液分离器的原理

气液分离器是制冷系统中非常重要的一部分, 负责保护压缩机的正常运转。一般情况下, 气液分离器安装在蒸发器出口和压缩机的入口处, 当蒸发器中的制冷剂没有完全蒸发, 就会以液体状态进入压缩机内部, 对压缩机产生液击现象, 从而引起压缩机的损坏。气液分离装置的作用就是将制冷机气体和制冷剂液体进行分离, 使气态制冷剂和润滑油重新返回压缩机。本公司所使用的气液分离器的结构如下如图1所示, 其过滤部件上钻了一个小孔, 作为回油孔。该回油孔也可以直接钻在U型管上。其分离原理是利用制冷剂气态和液态密度不同, 使气液混合状态流体流经进口管进入直径较大的分离器时利用突然扩大通道面积而使其流速降低, 同时改变其流动方向, 使液滴下沉气体上浮。气体经U形管的进口部位进入, 气体流经过滤部件上的回油孔时就会产生一定的负压, 吸取部分润滑油, 并经过U形管进入压缩机。其具体的路径是:

从蒸发器出来的气液混合态制冷剂由进口管进入分离器内, 气态制冷剂进入筒体后气流扩散, 由于没有汽化的液态制冷剂本身比气体重, 会直接落入筒体底部, 汽化的制冷剂则上浮经导气管从出口管进入压缩机内, 从而防止了压缩机吸入液态制冷剂造成液击。同时, 压缩机的长期运转, 其内部会有一定的润滑机油随汽化的制冷剂排出, 通过进口管进入筒体内, 在压缩机的吸力作用下, 这些润滑机油经过滤网的过滤后, 经回油孔从出气管进入压缩机内, 这样对压缩机又起到润滑保护作用。

气体流经过滤部件产生的负压直接影响系统吸取润滑油的量, 当回油孔d、出气管直径D一定时, 随着Sn/S0 (S0表示U形管原材料内部空间的截面积, Sn表示设定后的U形管内部空间的界面积) 值的增加, 负压值逐渐减小。当Sn/S0<50%的时候, 系统会有明显噪音, 且流体压力降增大, 试验结果表明Sn/S0取50%~90%范围是合适的。在实际应用中可根据不同系统回油能力的要求, 在50%~90%范围内进行调整以达到最佳状态。故本公司设计的气液分离器只需通过对气管在回油孔处内部空间的有效截面积的设定, 就能够得到合适的回油压力, 并且零件的通用性较好, 能够满足不同规格制冷循环系统的要求。

4 结论

气液分离器是制冷系统中非常重要的器件, 其性能的优劣直接影响着压缩机的性能。在制冷系统中不仅能够起到气液分离防止压缩机液击的影响, 还起到了过滤和回油的作用。本文设计的用于制冷系统的气液分离器大大提高了系统回油的可靠性, 延长了制冷系统用储液分离器的使用寿命。

摘要：目前很多行业中已经应用了气液分离技术, 但是在制冷领域的研究还相对较少。本文主要就润滑油对制冷系统性能的影响, 以及制冷和制热循环中的回油状况进行了分析, 根据分析的结果设计了一款新型的气液分离器, 对制冷系统中气液分离理论的研究有很重要的现实意义。

关键词：气液分离器,制冷系统,回油

参考文献

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新型制冷剂篇8

【关键词】任务驱动教学法；汽车空调制冷剂压力传感器；故障解析

【中图分类号】G64.23【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2016）13-00-01

任务驱动教学法通常包括五个环节：设计任务、确定任务、任务分析、合作交流完成任务、效果评价。适用于学习操作类的知识和技能，尤其在《汽车故障诊断与排除》教学过程中，任务驱动式教学方法通过某一故障为桥梁，引导学生独立探索，完成任务，对学生进行实践训练，使其拥有学习主动权。下面结合维修手册浅谈使用任务驱动教学法对科鲁兹轿车空调制冷剂压力传感器故障解析的实施过程及教学反思：

一、设计任务，构建教学布局

一辆科鲁兹轿车，配备手动空调，行驶里程为2万公里，根据车主反应，按下A/C开关时，空调压缩机不转，鼓风机有风送出，但没有冷气。

二、确定任务，明确教学目的

通过设置三项任务，明确相关教学目的要求，任务一是查教材，小组内互相讨论，明确此故障存在的各方面的原因。总结汽车空调压缩机不工作原因有一下几点：制冷系统内没有制冷剂；压缩机的内部出现了严重的磨损；压缩机电路系统故障；空调制冷剂压力传感器本身或者其电路系统故障。下面依次排除以上原因。任务二是通过仪器检测数据及维修手册标准数据，初步排除部分故障原因。连接AC350汽车空调制冷剂加注机，观察制冷系统压力，记录系统压力值，与维修手册中标准值比较，在标准范围内，排除制冷系统内没有制冷剂的原因。

连接V-30故障诊断仪，读取故障码，清楚原始故障码，再次读取故障码，记录故障码，查看数据流，启动空调压缩机动作测试，压缩机能够运行，排除压缩机内部出现磨损，及压缩机电路系统故障。任务三是根据维修手册，确定故障点。查看维修手册，查找当前故障码， DTC P0530 07：空调（A/C）制冷剂压力传感器电路电压过高，确认故障点在空调制冷剂压力传感器或者其电路系统故障。

故障诊断码说明

DTC P0530 03：空调（A/C）制冷剂压力传感器电路电压过低

DTC P0530 07：空调（A/C）制冷剂压力传感器电路电压过高

三、分析任务

通过分析电路图，逐步查找故障点。

四、自主协作完成任务

学生分组，根据任务要求，结合教师提供教材、PPT、维修手册等，通过自主合作交流、讨论等方式，制定出排除故障方案及步骤。

1.将点火开关置于OFF（关闭）位置，断开B1“空调制冷剂压力传感器”的线束连接器。

2.将点火开关置于ON（打开）位置，测试5伏参考电路端子2和搭铁之间是否为4.8-5.2伏。

使用万用表20V电压档测量5伏参考电路端子2和搭铁之间电压值，电压值为5伏，在4.8-5.2伏之间。

3.测试5伏参考电压电路端子2和低电平参考电压电路端子1之间的电压是否为4.8-5.2伏。

使用万用表20V电压档测量5伏参考电路端子2和搭铁之间电压值，电压值为4.9伏，在4.8-5.2伏之间。