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1、制冷论文制冷系统的节能环保与安全问题的探讨摘 要 随着经济的发展和人们生活质量的提高，环境污染问题、能源紧张问题和食品安全问题越来越引起世界各国人民的关注。制冷空调行业发展的趋势是节能、环保和安全。本文主要对蒸汽压缩式制冷系统运行与管理中的节能、环保和安全问题进行探讨关键词 节能 环保 安全Reserch About Energy-saving Environment Protection and Safety of RefrigerationSystemBy Xinhua Gao Yun GaoAbstract With development of economy and rise of

2、peoples living quality, people of all overthe world pay greater attenton to some problems about environment pollution ,enegy shortage andfood safety. The developing trand for Indusry of refrigeration and air-conditioning isenergy-saving,environment protection and safety. This essay mainly discusses

3、some questions onenergy-saving, environment protection and safety of vapor compressing refrigeration systemsoperation and management.Key words energy-saving ; environment protection ; safety随着经济的发展和人们生活质量的提高，环境污染问题、能源紧张问题和食品安全问题越来越引起世界各国人民的关注。制冷空调行业发展的趋势是节能、环保和安全。本文主要对蒸汽压缩式制冷系统运行与管理中的节能、环保和安全问题进行探讨。

4、1 制冷系统运行与管理中的节能问题现代工业社会的迅速发展,人类肆无忌惮的追求舒适生活的活动,大量地挥霍和浪费了各种自然资源和能源,造成自然资源和能源越来越紧张的局面。据有关资料报道，我国供热制冷每年消耗40%的能源。因此，如何充分利用资源和节约能源，是制冷暖通空调行业值得研究的课题之一。1.1 制冷机运行与管理中，应尽量降低冷凝温度。蒸发温度不变，冷凝温度越高，制冷机的单位耗功越大，单位制冷量越小。在制冷机实际操作和管理中，可采用以下方法降低冷凝温度：1.1.1 增加冷凝器的冷却水量，降低冷却水的水温；对于风冷式冷凝器，可增加冷却风量；对于蒸发式冷凝器，可增加冷却水量或增加冷却风量。1.1.2

5、 冷凝器应定期清洁除垢，经常放空气、放油。因为不凝性气体会占据一定的空间，减少冷凝器换热面积，影响传热。水垢和油的导热系数都较小，在传热表面形成热阻，会使冷凝温度升高。1.1.3 冷凝器设计和安装位置应有利于通风。冷凝器布水应均匀。冷却塔布水亦应均匀。1.1.4 风冷空调机的室外机周围应有足够的通风空间，安装位置应尽量避免太阳直晒。1.1.5 大型制冷机，若条件允许，可利用夜间开机。一方面，夜间环境温度较低，有利于降低冷凝温度；另一方面，可利用夜间低谷用电价格，不但降低制冷成本，而且能平衡电网负荷。有些单位开发的冬季供暖储热装置和储冷式制冷机都有利于节能，有推广价值。1.1.6 制冷系统的设计

6、应合理，冷凝器的选择应适当。1.2 制冷机运行与管理中，应保持适当的蒸发温度，防止制冷系统蒸发温度过低。在冷凝温度一定的情况下，蒸发温度越低，制冷机的单位制冷量越小，单位耗功越大。制冷机实际运行中，由于各种原因，导致制冷机在蒸发温度过低的条件下运行，为了防止这种不利情况发生，可从以下方面改进：1.2.1 合理匹配制冷机的制冷能力与制冷负荷。根据制冷负荷大小适当调整制冷压缩机2的运行台数。还可使用容量调节装置调节制冷压缩机的制冷量，当蒸发温度过低时，可适当减少制冷压缩机的工作缸数。1.2.2 经常检查节流阀开启度是否适当，是否有堵塞现象，必要时进行调整和清洗。浮球阀的过滤器和氨泵供液系统的氨泵过

7、滤器应定期清洗，氟利昂系统的干燥过滤器也应定期清洗。1.2.3 保证蒸发器供液适量。应根据制冷负荷变化情况适度调节所需制冷房间蒸发器的供液量。若制冷系统制冷剂太少，应灌注制冷剂。1.2.4 根据蒸发器结霜情况，选择适当的方法适时进行除霜，因为霜层太厚影响蒸发器的传热效果。1.2.5 制冷系统的低压蒸发器应定期放油、放空气。氨制冷系统可采用热氨冲霜的方法清除蒸发器中的油。低压循环桶和排液桶也应定期放油。1.2.6 转变观念，保持需要制冷或空调房间适度的温度。一般情况下，蒸发温度应比需要制冷房间的空气温度低810。冷库或空调房间的温度并非越低越好，因为室温越低，所需制冷系统的蒸发温度就越低，耗功增

8、加。空调房间夏天不应使温度过低，室温保持在2628为宜，室温过低，一方面浪费能源，另一方面不利于健康。冷库库房温度也不应过低，库温过低，一方面增加耗功，另一方面，降低制冷量。1.3 制冷系统运行与管理中，应保持蒸发温度、冷凝温度和制冷负荷相适应。在制冷机的实际运行中，外界环境温度是不断变化的，热负荷是不断变化的，因此，冷凝温度和蒸发温度也是不断变化的，制冷机的制冷量也是不断变化的。制冷系数是制冷量与耗功的比值，是衡量制冷机运行经济合理性的主要经济指标。制冷系数越大，制冷机运行的经济性越好，节能效果越好。而制冷系数又是蒸发温度与冷凝温度的函数。因此，要想提高制冷系数，就必须合理调整制冷系统参数。

9、1.3.1 合理调整制冷机运行参数。蒸发温度一般应比库房温度低810，冷凝温度一般应比冷却介质的温度高35。根据热负荷、蒸发温度和冷凝温度计算压缩机的制冷量，确定需投入运行的压缩机台数。实际操作中，一般根据绝对压力比确定是采用单级压缩还是双级压缩。绝对压力比8，采用双级压缩；绝对压力比8，采用单级压缩。1.3.2 合理调整中间压力和中间温度。中间压力和中间温度与冷凝温度、蒸发温度以及高低压机的容积比有关。值得注意的是，在实际操作中，必须保持中间冷却器的正常液面。这不仅有利于降低高压机排气温度，防止积碳形成，而且有利于降低节流阀前制冷剂液体的温度，提高单位制冷量，提高制冷系数。1.3.3 氨制冷

10、系统中，节流阀前液体再冷却温度一般比中间温度高57。低压机和单级压缩机的吸气温度应比蒸发温度高515。1.3.4 冷凝压力应与冷凝温度相适应。若冷凝压力过高，应检查高压系统有关阀门是否开启，进行放空气、放油，加大冷却水量和冷却风量，降低冷却水温，减少热负荷，合理配置冷凝器。1.3.5 蒸发压力应与蒸发温度相适应。空调系统和中温中压制冷系统，蒸发压力一般高于大气压，这有利于防止空气进入制冷系统。对于需要低温的场所，可根据实际情况选配多级压缩制冷机、深冷制冷机或低温制冷装置。1.4 制冷空调暖通工程中的水泵和风机应采用变频、PLC 新技术进行控制。这有利于实现系统自动化控制，有利于节约能源，降低运

11、行成本。这种先进的控制技术，在小型家用空调和商用空调中应用得较多，大型制冷空调工程和采暖工程中推广较慢，因设备投资较大。1.5 制冷系统中，制冷压缩机一般按最大功率工况选配电机，为了安全运行，这是正确的。但实际运行中，制冷工况是不断变化的，配合式双级压缩机的低压机的电机往往负荷较低，导致电机功率因数低，为了节能，可按实际工况计算低压机电动机功率并考虑安全系数3选配电动机，以提高低压机电机的功率因数。对于其他长期处于低负荷运行，功率因数较低的电机，可选配电机节电器提高功率因数。电机节电器采用微处理器数字控制技术，控制瞬变电压和谐波电流，在不改变电机转速的情况下，动态调整电机运行过程中的电压和电流

12、，减少电机铁损和铜损，合理匹配输出转矩与负荷，减少温升和噪音，并具有软起动功能。1.6 制冷空调系统的循环冷却水和空调暖通系统的冷热水都应采取水处理措施。这对于防止系统中换热器结垢，提高传热系数，降低冷凝温度，提高制冷系数或能效比，延长设备使用寿命是有利的。近年来，全自动软水器应用较多，软化水效果较好并能实现自动控制。大型锅炉水质要求高，可根据实际情况采用微滤(MF)、软化、超滤(UF)、纳滤(NF)、反滲透(RO)或EDI 技术，进行水处理。1.7 制冷空调系统的低温低压设备、管道和阀门应采用优质绝热材料和防水材料进行隔热处理。设备、管道和阀门绝热层厚度应符合设计要求。冷库绝热材料及绝热层厚

13、度、防水材料及防水层厚度应符合设计要求。在运行管理中，冷库门要及时关闭，尽量减少冷量损失。空调房间可安装双层玻璃窗，利于节能。1.8 空调系统中，热回收机组可以将冷凝器放出的热量进行回收，回收热量是制冷机制冷量的30，达到了制冷和热水两用的节能效果。这既减少了向外界环境热量排放，又提高了能源利用率，降低了压缩机排气温度，延长机组使用寿命。1.9 地源空调热泵技术是一种环保节能的供热制冷新技术。它可利用地下土壤和地下水中的热能，冬季制热，夏季制冷并能同时提供卫生热水，节约电能3050，采用环保型制冷剂，不污染环境，对大气臭氧层无破坏作用，运行费用低，是一种有发展前途的新型制冷技术。1.10 中央

14、空调通风系统应采用全热量回收风机，有利于节约能源。1.11 制冷系统中，设置节能热交换器，使节流阀前液体再冷却，可提高单位制冷量，提高制冷机的性能系数COP（或EER），有利于系统节能。1.12 对于某些制冷工质，如R134a、CO2、R22，采用回热循环，有利于提高制冷机的性能系数，有利于系统节能，有利于改善制冷压缩机的工作条件。1.13 应用现代计算机技术、通信技术、可编程逻辑控制技术、网络互联技术，实现制冷系统各子系统的自动化集中控制，有利于制冷系统节能。1.14 制冷系统，采用多级压缩循环，可降低压缩比、提高制冷机制冷量，有利于系统节能。2 制冷系统运行与管理中的环保问题近年来，随着现

15、代工业的发展，各种各样的环境污染越来越严重，空气、水、土壤、动物、植物和人类本身都饱受了环境污染的侵害。人类只有一个地球，地球是人类生存的自然环境，因此，保护环境是全人类共同的责任。制冷空调行业同样存在环境污染问题，同样负有环境保护的责任。2.1 制冷空调系统中，制冷工质的选择应遵循环境保护原则。制冷工质（制冷剂），是在制冷系统中循环并不断发生状态变化的物质。制冷机是基于制冷工质的状态变化制取冷量的。制冷工质的选择不仅要考虑其热力、物理、化学性质，制冷工艺的要求和安全要求，而且还应满足环保要求。制冷工质不应污染空气、水、土壤，不应污染动物和植物，不应破坏臭氧层。根据世界各国达成的蒙特利尔协议书

16、和京都协议，发达国家到2030 年应全面禁用氟利昂，发展中国家应于2040 年淘汰氟利昂。目前，我国蒸汽压缩式制冷机中，很大一部分仍使用氟利昂制冷工质，制冷工质的替换问题仍是任重道远。值得欣慰的是，我国制冷空调业已开始关注环保问题。环保制冷工质R407C,R410A 和R134a 已开始替代氟利昂。2.2 制冷系统运行管理中,应尽量减少空气污染。制冷系统是一个密闭系统，不应有泄漏。制冷系统安装过程中，要严格做好排污、试压、试漏、系统抽真空和灌注制冷剂工作。制冷4机检修过程中，检修前和检修后都应抽真空，尽量减少制冷剂直接排放大气，否则，既浪费了制冷剂，增加运行成本，又造成环境污染，损害人的身体健

17、康。在实际运行中，大中型制冷系统，应经常检漏，消除泄漏隐患，减少空气污染。2.3 制冷空调系统应定期清洁风道、滤网，防止灰尘、病毒和细菌污染空气。据有关资料报道，国家卫生部对公共场所中央空调通风系统卫生状况调查结果表明，90以上达不到国家卫生标准，主要原因是通风系统内部未得到及时有效的清洗，积存的尘埃太多，导致微生物数量超标。2.4 中央空调系统应有新风装置，采用全热量回收风机，既可保持空调房间内空气新鲜，又节能。2.5 空调行业应采用多种环保技术，例如，光氢离子化、光触媒滤网、臭氧、负离子、银离子空气净化技术，消除甲醛等化学污染，消除病毒、细菌、霉菌、军团菌等微生物污染，消除烟雾及颗粒污染，

18、消除噪音及放射污染。空调不仅要解决空气温度和湿度问题，还应解决空气净化问题，营造一个安全、健康和舒适的工作和居住环境。3 制冷系统运行与管理中的安全问题近年来，疯牛病、禽流感和SARS 病毒在世界各地的传播，迫使人们越来越关注食品安全与健康问题。制冷空调行业同样与食品安全、人们的身体健康密切相关。因此，制冷空调行业应十分重视并解决安全与健康问题。3.1 制冷剂的选择应注重安全性。制冷剂不应燃烧和爆炸，不应损害人的身体健康。3.2 制冷空调系统的安全保护装置应按质监部门规定定期检测。制冷系统的所有管道阀门都应有安全标识，防止误操作。3.3 冷凝压力不应超过设计最高工作压力。蒸发压力不宜低于大气压

19、。3.4 制冷系统严禁泄露，泄漏不仅污染环境，还会引起人员中毒身亡。因此，制冷系统应经常检漏并及时采取纠正与预防措施，消除事故隐患。3.5 制冷机运行及维修人员应经过制冷专业培训合格，才能上岗。操作和维修人员必须配备防毒装备，并定期检查防毒装备的保管和适用情况。3.6 制冷系统应通过空气分离器定期进行放空气，因不凝性气体在系统中不但影响换热，还会引起冷凝压力过高，制冷压缩机排气温度过高，恶化润滑条件，导致安全事故。3.7 制冷系统灌注制冷剂时，操作人员必须按照操作规程和安全制度操作，操作人员应站在上风侧操作。3.8 制冷系统放油操作，应通过油分离器，减压回收制冷剂后，再将油放入盆内。3.9 双

20、级压缩制冷系统，在任何情况下都禁止先停高压机（缸），再停低压机（缸）；开机时，禁止先开低压机（缸），后开高压机（缸），防止引起爆炸。3.10 蒸汽压缩式制冷系统，水冷冷凝器的冷却水必须在全部制冷压缩机停止运行后，待冷凝压力适当下降，才能停止供水。开机时，必须先给冷凝器和压缩机供水，然后启动制冷压缩机。3.11 制冷压缩机正常运行中，禁止突然减少机器冷却水量或停水。3.12 双级压缩制冷系统，高压机走潮车时，应先关闭中冷器供液阀和低压机吸气阀，同时将低压机容量调节装置转向“0”位置，当中冷器压力降到0.2MPa 以下时，再关小或关闭高压机吸气阀。3.13 制冷压缩机的吸气阀应缓慢开启，制冷系统中

21、所有减压阀均应缓慢开启，以防制冷压缩机吸入液体，造成液击事故。3.14 氨制冷系统热氨冲霜时，热氨压力应低于0.6MPa。热氨冲霜应严格按操作规程操作。3.15 氨制冷压缩机排气压力应低于1.6MPa，排气温度应低于145，吸气温度应比蒸5发温度高515。双级压缩系统的高压机排气温度应低于130，吸气温度一般比中间温度高515。低压机排气温度应低于110。油压应比吸气压力高0.150.3MPa，润滑油油面应位于曲轴箱视孔的1312 位置，油温一般不应超过60。3.16 高压储液桶压力不应超过1.6MPa,液面应在3080之间。低压循环储液桶压力不应超过0.6MPa,液面应在2040之间。排液桶

22、压力不应超过0.6MPa，液面不应超过70。中间冷却器工作压力不应超过0.5MPa，液面应位于浮球阀控制位置。3.17 制冷压缩机冬季停机后，应将冷凝器、压缩机、水泵和水管的水放净。3.18 制冷压缩机在运行中，若发现电流突然升高或出现液击或有严重杂音等严重异常现象，应采取紧急停机措施，然后调整系统有关阀门与设备。3.19 氨压缩机机房及设备间内，不允许有明火，因在一定条件下，氨在空气中容积含量达到1625时，会引起爆炸。3.20 制冷空调机房应有安全管理人员、安全管理制度和安全装备及消防器材，安全管理人员应定期检查安全管理制度实施情况和安全装备及消防器材状况，发现问题，应及时采取纠正和预防措

23、施，防止事故发生。3.21 食品冷库的设计、基建、安装、运行与管理应符合国家食品卫生法的要求和环保要求。为保证食品安全，应禁止在库内设阀门，防止制冷剂泄漏、污染食品。冷库应定期消毒、灭鼠。冷库不应储存不符合卫生标准的货物。为保证设备安全，冷藏库储藏的货物与顶排管、冷风机周围应有一定的安全距离。为了保证冷库内工作人员的安全，冷库内应设报警装置。_氨制冷系统在新时期的再认识。牵咏梅，赵糠怡，邸举(大莲冷冻机股份有限公司，辽宁大连118。33)摘甏：针对箭玲南现虢着重驳氮的热力学性能、耨壤挂璇、环保爰毒健薄矗嚣分析了扩大懿铷冷搿在薪辩精应用的可行性。兼键词：制冷i制冷剂；环保审麓分类号：TB6l+2

24、 文献标识鹤：A 文章编号：10077804(2000)04一0013一03l前言氨一度是全世界使用最普遍的制冷剂，我国兴建的丈避冷痒和冷藏设备，菲特粕覆黉场瘊夔毽溢空调设备，巨前仍夫都采用氨制冷系统，这些系统一般采用各种形式的开启式氨压缩机，壳管式冷凝器，手动膨胀阀，以及安装在盐水箱或冷藏箱内的蒸发嚣，黻着又工会成他会麴“氟里昂”剿冷热的闽世及普及，“蘸里暴”裁羚系统在福奎多静瘦用寝域取健了氨系统的位置，但自从人们发现熊对大气臭氧屡有破蚜=作用，引起全球变暖，从而危及动植物以及人类的擞存以来，为保护茁l：境，于1987辱国际社会签定了蒙褥瘸零坟定书，限裁7薅耗爨襞匏爱貔生产和消费。常用的cF

25、Cs和HcFCs“氟巅昂”制冷剂，根据上述国际条约受到限制并将在一定时限内淘汰。制冷盛调业，在相当太的范围内，受刘替换制冷剂的困扰，出于氮其有优良静热力效率帮离的传热系数，并且运行和管理经验非常成熟，成本低廉，收国内外工业制冷，食品制冷业，冷藏库等已经樽刘广泛应用，在一些敏感矮域，如在琏典，用c0。槔载冷热的甍裁冷系统被用于越市的冷库；在我国球簿税场，氨冷水机纽用于空调系统，氨制冷系统已突破了某些应用场合的限制，氨在制冷舭有广泛的发展前景，所戳本文从几个方面分析了氨的特性。2氨的热力学性能氨(R717)具有极为嶷好的热力学生穗，获得撵嚣懿玲薰，与羲里暴毙较蘸裁玲系统聪鹱选翊较小尺寸的聪缩机和换

26、热器，功率消耗也较小，觅表l。由上表可以看出，氨摄制冷工程的最恰当的制冷剂，并且是在o一50食品保鲜的最好选择。所表l 氨鬟绞轻HFe13妇，HCFc一22慕绫性麓毙较瓤冷剂懿(R717) HFe13缸HCFC一22饱和状态的制冷kJkg叫1096 1493 1593撼kw冷所需活塞理论排量m8h叫1 16 l 88 116每kw净量消耗琏臻机轴功率，kw 0189 0229 0203佳裁聚数P 52 4。37 4。3排气濑度C 89 515 67，S燕疑器的传热系数膜状态沸腊5480 2090 1870Wm3K 总1680 1100 1 200冷凝器懿黄蒸系数臻壤态冷凝?880 1070 1

27、780Wmo-K 总2140 700 llOO系统制冷剂充注量1 00 180 170(以氢的巍涟量为100“)啦稿日期：2000一Os一28万方数据14 低温与特气第18卷有eFc：s秘leFe5及辩FC营代耪，不论是单囊还是混合物，对制冷过程均不如氨有效。因此，当我们需要环境温度以下的温艘时，我们应该苜先想到氨。3氨的物理性霞氨的物理特性觅表2。表2氨的物理特性凝周濑靡17 777蒸敖溅腐e 334女女漳恋： 一334 682一一气态： 一334 0889鲰m5 气态 O O771闪点潞度C 651热分辨濂痊C 450蠹跨靛簿瓣产耱羹在空气巾堞炸极限ls一28(俸税)分带量17032临界濑

28、度 133临界趣力MPa 1142勇终，氮与菜些誊争瓣豹耀互俸舞嚣下。31水氨和水都是分子量较小的极性化合物，因此能够很好地豆溶，且溶液稳定，面CFcs，HCFcs系统残蟹零努不褥超过100lO_。，鞋受节巍装萋珠堵纛制冷捌分解成酸，腐皱蔫统材料，HCFCs系统，由于适用润滑剂的吸水性极强，对系统残留成分控制极为严格，系统中节流阀前要设有干燥过滤器及视渡铙，卷干燥芯失效时受立邸更换。3，2漓嚣备赛效油分离器，尽管拓就，餐有相当数爨鹊滤滑油进入管路和换热器。因此，对氨系统更为迓用的润滑剂仍在撵索中。33金属纯氨苓麓键往鼹金蓬，懿是郓楚旯含鸯擞量度分，就强烈辩蚀铜、锌及冀台金(高锈磷谢锢除外)。所

29、以氨袭统的管路，换热器以及可能与氨接触的零部件，包括仪表，都不能用铜材料制造。只有个别用于润滑鲍零薛，熟轴瓦，霹以属毒锯骥毒钢铡造。4氨的安全性4。1毒蠖氨的刺激性气眯，使们极易感知其存在，具有警示作用，对保障人员的健康极为有利。可能影响人体健康的浓度比人们可感到氨存在的浓发商出好兄十倍，这簸捷太织言是够对闼采取措施，麴强逶最聂对撤离魏场。西此只要燕确使用，菱对入幂会产生伤害。氨对人的影响见表3。42可燃性氨在空气串可燃浓度为1528(体积)，；l燃溢发为6s，显需要较裹懿缝量。嗣戴爨舞际上并不易燃。43其它与其它制冷系统相比，氨系统有以下特点。l，在零瓣剿冷剡孛，氨熬嚷一在誊压下蕊蒸汽密度小

30、于空气豹制冷剂，且搬易溶于承，遇有大量通常的矿物油与氨不能互溶。因此，氨系统一般泄漏的情况，可用水吸收，排除比较容易。表3氨对人的影响气体浓壤允0“ 对瓣保护人员蟾影噙人为反应瞳瓣簌强震糕予0_。鞋， S敏感虽能感到气蜷特殊难闻的气味20 太部分人能感到气味无限耐等于警舒，对人无害50 瞽街，无害允许每炎X作8 h明显气味，无经验人照在太部分国家会意帮反应并离开现壤怼毽撩豹太盂害。气眯臻瓣，10e 对嚣经验箍A霹姥亏l起恐慌不要毙器簧啦舞捧磐更长有经虢的人员会离开现坜。300 无害，有轻验的人不会容忍无害有经验的人不舍霹忍眼，鼻，呼吸道立即发畿。通常情况下，在第一400700习惯予氨的也不能忍受。个小时中，不会严重损伤l?00咳嗽抽接，鞋翌碾，羹t簿袋遘严重发炙。半小时霹艟造痰严重攫揍20005000 琏嗽，抽搐，以器取，鼻， 孵扳道严重发受。毕小时或更短舶时问可能导致死亡700 万0 方数据瘫痪，窒息几分钟内便造成死亡第4期枣咏梅等：氨制冷系统在新时期的苒认识152尽管氨本身有毒性，但在嘉濑下分辫为无毒懿氨鞫鬣；CF磊，科FCs本身虽无毒，但萁在熹瀑(540 C以上)下分解的生成物有强烈刺激性气味，含