制冷系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保與安全問題的探討摘要隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，環(huán)境污染問題、能源緊張問題和食品安全問題越來越引起世界各國人民的關注。制冷空調(diào)行業(yè)發(fā)展的趨勢是節(jié)能、環(huán)保和安全。本文主要對蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)運行與管理中的節(jié)能、環(huán)保和安全問題進行探討隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，環(huán)境污染問題、能源緊張問題和食品安全問題越來越引起世界各國人民的關注。制冷空調(diào)行業(yè)發(fā)展的趨勢是節(jié)能、環(huán)保和安全。本文主要對蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)運行與管理中的節(jié)能、環(huán)保和安全問題進行探討。1制冷系統(tǒng)運行與管理中的節(jié)能問題現(xiàn)代工業(yè)社會的迅速發(fā)展,人類肆無忌憚的追求舒適生活的活動,大量地揮霍和浪費了各種自然資源和能源,造成自然資源和能源越來越緊張的局面。據(jù)有關資料報道，我國供熱制冷每年消耗40%的能源。因此，如何充分利用資源和節(jié)約能源，是制冷暖通空調(diào)行業(yè)值得研究的課題之一。1.1制冷機運行與管理中，應盡量降低冷凝溫度。蒸發(fā)溫度不變，冷凝溫度越高，制冷機的單位耗功越大，單位制冷量越小。在制冷機實際操作和管理中，可采用以下方法降低冷凝溫度：1..1.1增加冷凝器的冷卻水量，降低冷卻水的水溫；對于風冷式冷凝器，可增加冷卻風量；對于蒸發(fā)式冷凝器，可增加冷卻水量或增加冷卻風量。1.1.2冷凝器應定期清潔除垢，經(jīng)常放空氣、放油。因為不凝性氣體會占據(jù)一定的空間，減少冷凝器換熱面積，影響傳熱。水垢和油的導熱系數(shù)都較小，在傳熱表面形成熱阻，會使冷凝溫度升高。1.1.3冷凝器設計和安裝位置應有利于通風。冷凝器布水應均勻。冷卻塔布水亦應均勻。1.1.4風冷空調(diào)機的室外機周圍應有足夠的通風空間，安裝位置應盡量避免太陽直曬。1.1.5大型制冷機，若條件允許，可利用夜間開機。一方面，夜間環(huán)境溫度較低，有利于降低冷凝溫度；另一方面，可利用夜間低谷用電價格，不但降低制冷成本，而且能平衡電網(wǎng)負荷。有些單位開發(fā)的冬季供暖儲熱裝置和儲冷式制冷機都有利于節(jié)能，有推廣價值。1.1.6制冷系統(tǒng)的設計應合理，冷凝器的選擇應適當。1.2制冷機運行與管理中，應保持適當?shù)恼舭l(fā)溫度，防止制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度過低。在冷凝溫度一定的情況下，蒸發(fā)溫度越低，制冷機的單位制冷量越小，單位耗功越大。制冷機實際運行中，由于各種原因，導致制冷機在蒸發(fā)溫度過低的條件下運行，為了防止這種不利情況發(fā)生，可從以下方面改進：1.2.1合理匹配制冷機的制冷能力與制冷負荷。根據(jù)制冷負荷大小適當調(diào)整制冷壓縮機2的運行臺數(shù)。還可使用容量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)制冷壓縮機的制冷量，當蒸發(fā)溫度過低時，可適當減少制冷壓縮機的工作缸數(shù)。1.2.2經(jīng)常檢查節(jié)流閥開啟度是否適當，是否有堵塞現(xiàn)象，必要時進行調(diào)整和清洗。浮球閥的過濾器和氨泵供液系統(tǒng)的氨泵過濾器應定期清洗，氟利昂系統(tǒng)的干燥過濾器也應定期清洗。1.2.3保證蒸發(fā)器供液適量。應根據(jù)制冷負荷變化情況適度調(diào)節(jié)所需制冷房間蒸發(fā)器的供液量。若制冷系統(tǒng)制冷劑太少，應灌注制冷劑。1.2.4根據(jù)蒸發(fā)器結(jié)霜情況，選擇適當?shù)姆椒ㄟm時進行除霜，因為霜層太厚影響蒸發(fā)器的傳熱效果。1.2.5制冷系統(tǒng)的低壓蒸發(fā)器應定期放油、放空氣。氨制冷系統(tǒng)可采用熱氨沖霜的方法清除蒸發(fā)器中的油。低壓循環(huán)桶和排液桶也應定期放油。1.2.6轉(zhuǎn)變觀念，保持需要制冷或空調(diào)房間適度的溫度。一般情況下，蒸發(fā)溫度應比需要制冷房間的空氣溫度低8℃～10℃所需制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度就越低，耗功增加?？照{(diào)房間夏天不應使溫度過低，室溫保持在26℃～28過低，庫溫過低，一方面增加耗功，另一方面，降低制冷量。1.3制冷系統(tǒng)運行與管理中，應保持蒸發(fā)溫度、冷凝溫度和制冷負荷相適應。在制冷機的實際運行中，外界環(huán)境溫度是不斷變化的，熱負荷是不斷變化的，因此，冷凝溫度和蒸發(fā)溫度也是不斷變化的，制冷機的制冷量也是不斷變化的。制冷系數(shù)是制冷量與耗功的比值，是衡量制冷機運行經(jīng)濟合理性的主要經(jīng)濟指標。制冷系數(shù)越大，制冷機運行的經(jīng)濟性越好，節(jié)能效果越好。而制冷系數(shù)又是蒸發(fā)溫度與冷凝溫度的函數(shù)。因此，要想提高制冷系數(shù)，就必須合理調(diào)整制冷系統(tǒng)參數(shù)。1.3.1合理調(diào)整制冷機運行參數(shù)。蒸發(fā)溫度一般應比庫房溫度低8℃～10般應比冷卻介質(zhì)的溫度高3℃～5℃量，確定需投入運行的壓縮機臺數(shù)。實際操作中，一般根據(jù)絕對壓力比確定是采用單級壓縮還是雙級壓縮。絕對壓力比≥8，采用雙級壓縮；絕對壓力比＜8，采用單級壓縮。1.3.2合理調(diào)整中間壓力和中間溫度。中間壓力和中間溫度與冷凝溫度、蒸發(fā)溫度以及高低壓機的容積比有關。值得注意的是，在實際操作中，必須保持中間冷卻器的正常液面。這不僅有利于降低高壓機排氣溫度，防止積碳形成，而且有利于降低節(jié)流閥前制冷劑液體的溫度，提高單位制冷量，提高制冷系數(shù)。1.3.3氨制冷系統(tǒng)中，節(jié)流閥前液體再冷卻溫度一般比中間溫度高5℃～7單級壓縮機的吸氣溫度應比蒸發(fā)溫度高5℃～15℃1.3.4冷凝壓力應與冷凝溫度相適應。若冷凝壓力過高，應檢查高壓系統(tǒng)有關閥門是否開啟，進行放空氣、放油，加大冷卻水量和冷卻風量，降低冷卻水溫，減少熱負荷，合理配置冷凝器。1.3.5蒸發(fā)壓力應與蒸發(fā)溫度相適應。空調(diào)系統(tǒng)和中溫中壓制冷系統(tǒng)，蒸發(fā)壓力一般高于大氣壓，這有利于防止空氣進入制冷系統(tǒng)。對于需要低溫的場所，可根據(jù)實際情況選配多級壓縮制冷機、深冷制冷機或低溫制冷裝置。1.4制冷空調(diào)暖通工程中的水泵和風機應采用變頻、PLC新技術(shù)進行控制。這有利于實現(xiàn)系統(tǒng)自動化控制，有利于節(jié)約能源，降低運行成本。這種先進的控制技術(shù)，在小型家用空調(diào)和商用空調(diào)中應用得較多，大型制冷空調(diào)工程和采暖工程中推廣較慢，因設備投資較大。1.5制冷系統(tǒng)中，制冷壓縮機一般按最大功率工況選配電機，為了安全運行，這是正確的。但實際運行中，制冷工況是不斷變化的，配合式雙級壓縮機的低壓機的電機往往負荷較低，導致電機功率因數(shù)低，為了節(jié)能，可按實際工況計算低壓機電動機功率并考慮安全系數(shù)3選配電動機，以提高低壓機電機的功率因數(shù)。對于其他長期處于低負荷運行，功率因數(shù)較低的電機，可選配電機節(jié)電器提高功率因數(shù)。電機節(jié)電器采用微處理器數(shù)字控制技術(shù)，控制瞬變電壓和諧波電流，在不改變電機轉(zhuǎn)速的情況下，動態(tài)調(diào)整電機運行過程中的電壓和電流，減少電機鐵損和銅損，合理匹配輸出轉(zhuǎn)矩與負荷，減少溫升和噪音，并具有軟起動功能。1.6制冷空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水和空調(diào)暖通系統(tǒng)的冷熱水都應采取水處理措施。這對于防止系統(tǒng)中換熱器結(jié)垢，提高傳熱系數(shù)，降低冷凝溫度，提高制冷系數(shù)或能效比，延長設備使用壽命是有利的。近年來，全自動軟水器應用較多，軟化水效果較好并能實現(xiàn)自動控制。大型鍋爐水質(zhì)要求高，可根據(jù)實際情況采用微濾(MF)、軟化、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透應用場合的限制，氨在制冷舭有廣泛的發(fā)展前景，所戳本文從幾個方面分析了氨的特性。2氨的熱力學性能氨(R717)具有極為嶷好的熱力學{生穗，獲得攆囂懿玲薰，與羲里暴斃較蘸裁玲系統(tǒng)聰鹱選翊較小尺寸的聰縮機和換熱器，功率消耗也較小，覓表l。由上表可以看出，氨攝制冷工程的最恰當?shù)闹评鋭?，并且是在o～一50℃表l氨鬟絞輕HFe—13婦，HCFc一22慕綾性麓斃較瓤冷劑懿(R717)HFe—13缸HCFC一22飽和狀態(tài)的制冷■／kJkg叫1096149．3159．3撼kw冷■所需活塞理論排量／m8h叫116l881．16每kw凈量消耗璉臻機軸功率，kw0．1890．2290．203佳裁聚數(shù)／∞P5．2§4。374?！?排氣瀨度／C8951．567，S燕疑器的傳熱系數(shù)膜狀態(tài)沸臘548020901870W／m3·K總168011001200冷凝器懿黃蒸系數(shù)臻壤態(tài)冷凝?88010701780W／mo-K總2140700llOO系統(tǒng)制冷劑充注量100％180％170％(以氫的巍漣量為100“)啦稿日期：2000一Os一28萬方數(shù)據(jù)14低溫與特氣第18卷有eFc：s秘}leFe5及辯FC營代耪，不論是單囊還是混合物，對制冷過程均不如氨有效。因此，當我們需要環(huán)境溫度以下的溫艘時，我們應該苜先想到氨。3氨的物理性霞氨的物理特性覓表2。表2氨的物理特性凝周瀨靡／17—77．7蒸敖濺腐／e33．4女女漳戀：一33·4℃§．一一氣態(tài)：一33．4℃0．鯫／m5氣態(tài){O℃O．771閃點潞度／C651熱分辨濂痊／C450蠹跨靛簿瓣產(chǎn)耱羹在空氣巾堞炸極限ls一28(俸稅)分帶量17．032臨界瀨度／℃133臨界趣力／MPa11．42勇終，氮與菜些謄爭瓣豹耀互俸舞囂下。3．1水氨和水都是分子量較小的極性化合物，因此能夠很好地豆溶，且溶液穩(wěn)定，面CFcs，HCFcs系統(tǒng)殘蟹零努不褥超過100×lO_’。，鞋受節(jié)巍裝萋珠堵纛制冷捌分解成酸，腐皺蔫統(tǒng)材料，HCFCs系統(tǒng)，由于適用潤滑劑的吸水性極強，對系統(tǒng)殘留成分控制極為嚴格，系統(tǒng)中節(jié)流閥前要設有干燥過濾器及視渡鐃，卷干燥芯失效時受立邸更換。3，2漓囂備賽效油分離器，盡管拓就，餐有相當數(shù)爨鵲濾滑油進入管路和換熱器。因此，對氨系統(tǒng)更為迓用的潤滑劑仍在攆索中。3．3金屬純氨苓麓鍵往鼴金蓬，懿是鄆楚旯含鴦擻量度分，就強烈辯蝕銅、鋅及冀臺金(高銹磷謝錮除外)。所以氨襲統(tǒng)的管路，換熱器以及可能與氨接觸的零部件，包括儀表，都不能用銅材料制造。只有個別用于潤滑鮑零薛，熟軸瓦，霹以屬毒鋸驥毒鋼鍘造。4氨的安全性4。1毒蠖氨的刺激性氣瞇，使^們極易感知其存在，具有警示作用，對保障人員的健康極為有利?？赡苡绊懭梭w健康的濃度比人們可感到氨存在的濃發(fā)商出好兄十倍，這簸捷太織言是夠?qū)﹃Y采取措施，麴強逶最聶對撤離魏場。西此只要燕確使用，菱對入冪會產(chǎn)生傷害。氨對人的影響見表3。4．2可燃性氨在空氣串可燃濃度為15％～28％(體積)，；l燃溢發(fā)為6s§℃，顯需要較裹懿縫量。嗣戴爨舞際上并不易燃。4．3其它與其它制冷系統(tǒng)相比，氨系統(tǒng)有以下特點。l，在零瓣剿冷剡孛，氨熬嚷一在謄壓下蕊蒸汽密度小于空氣豹制冷劑，且搬易溶于承，遇有大量通常的礦物油與氨不能互溶。因此，氨系統(tǒng)一般泄漏的情況，可用水吸收，排除比較容易。表3氨對人的影響氣體濃壤允0“對瓣保護人員蟾影噙人為反應瞳瓣簌強震糕予0_{。鞋，S敏感^雖能感到氣蜷特殊難聞的氣味20太部分人能感到氣味無限耐等于警舒，對人無害50瞽街，無害允許每炎X作8h明顯氣味，無經(jīng)驗人照在太部分國家會意幫反應并離開現(xiàn)壤懟毽撩豹太盂害。氣瞇臻瓣，10e對囂經(jīng)驗箍A霹姥虧l起恐慌不要斃器簧啦舞捧磐更長有經(jīng)虢的人員會離開現(xiàn)壢。300無害，有輕驗的人不會容忍無害．有經(jīng)驗的人不舍霹忍眼，鼻，呼吸道立即發(fā)畿。通常情況下，在第一400～700習慣予氨的^也不能忍受。個小時中，不會嚴重損傷l?00咳嗽．抽接，鞋翌碾，羹t簿袋遘嚴重發(fā)炙。半小時霹艟造痰嚴重攫揍2000～5000璉嗽，抽搐，以器取，鼻，孵扳道嚴重發(fā)受。畢小時或更短舶時問可能導致死亡700萬0方數(shù)據(jù)癱瘓，窒息幾分鐘內(nèi)便造成死亡第4期棗詠梅．等：氨制冷系統(tǒng)在新時期的苒認識152．盡管氨本身有毒性，但在嘉瀨下分辮為無毒懿氨鞫鬣；CF磊，科FCs本身雖無毒，但萁在熹瀑(540C以上)下分解的生成物有強烈刺激性氣味，含有毒性極強的窒息性氣體。5鬣對環(huán)境豹影響用氨作為制冷劑，對環(huán)境無不覷影響。1．氨對大氣臭氧艨無破壞作用，消耗臭氧潛值為O，蠲()DP一0。2．盡管大氣中的蘸能吸收紅外輔射，僵西其大氣寄命特別短，只有幾天甚至幾小時，吸收的輻射尚不盛以對環(huán)境造成影響，氨分子即已經(jīng)分解，因此，其全球變暖潛綴為0，邵GⅣP一0。3。氨極豸藪永袋收，溶液呈堿攤，釋鼓舞大氣中的飆，有可能抵制酸雨的形成，進人土壤的氨，更可以作為農(nóng)作物氮肥的來源。而替代物之一HFc在高濕度地區(qū)易水解成酸，對環(huán)境有詛大破壞作用。6結(jié)論總之，任何物質(zhì)幾乎都有其兩熏性?！胺锇骸睂μ珰饽已鯇佑胁｝}：重#震，燕全球賽凝，程無毒蟊昧，舒系統(tǒng)材辯相容健好，不能燃燒。氨工質(zhì)雖然對大氣嶷氧層無破壞作用，不會引起企球變暖，但有難聞的氣味，有毒{生，與空氣混合到～定程度可以燃燒，甚至瀑炸。久稻霹氨有畏攥感，善先是渣灞壅的氨杏氣曝，因此氨系統(tǒng)尤其要重視系統(tǒng)中各密封面的效果，改遵結(jié)梅及囂辯，真正雩#戮籠渣瀑；另黔，攆作A雖素質(zhì)應提離，定期檢查并及時維護，避免違章操作。在設計、生產(chǎn)及使用者的共同努力下，氨系統(tǒng)完全能作到安全、可靠、璺濟地運行。無論從保護環(huán)境還是熊經(jīng)游鵓角凄出發(fā)，我鬻艇玲空褐行照部瘟繼續(xù)擴大氨的成角，并及早投^入力耪力，加強有關的研究和實用系統(tǒng)、部件的開發(fā)試驗。我國的氨壓縮機發(fā)展較早，其有豐富的經(jīng)驗，為我國的工業(yè)玲凍冷藏發(fā)揮了重大作用，毽我麓的氡壓縮祝農(nóng)避30年中發(fā)震緩饅，≮靠佳幫先避彀與國外差距較大，筆者認為通過舉行業(yè)同行的努力，切實解決影響氨系統(tǒng)廣泛使用的幾個實際問題，抓住行業(yè)替撓制冷劑的機遇，氨系統(tǒng)一定能夠得到囂廣泛的應用。鞫為氨本身是交然瓣一部分。氨制冷系統(tǒng)熱回收及節(jié)能氨制冷系統(tǒng)在運行過程中，壓縮機會產(chǎn)生大量的高溫高壓氨蒸氣，由冷凝器將其冷凝為高壓常溫液體氨，熱量散發(fā)于大氣中。而肉類屠宰加工廠在生產(chǎn)過程中，屠宰線每一道工序，時刻要用溫水（30°C—氨制冷系統(tǒng)熱回收，原理簡單