制冷工艺论文范文

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篇1

乙烯装置根据生产流程分为裂解炉系统、急冷系统、压缩系统、冷分离系统、热分离系统及制冷系统。主要产品为聚合级乙烯和丙烯，主要副产品为富甲烷气、混合碳四、粗裂解汽油和裂解燃料油。采用顺序分离流程的乙烯装置中，冷分离回收部分即冷区是工艺流程最复杂的部分，冷区包括裂解气深冷及脱甲烷塔系统和碳二分离系统，还有与之密切关联的二元制冷和丙烯制冷系统。冷区的介质温度低，两相流管道多，工艺物流和冷剂在冷箱及单台板翅式或管壳式换热器、进料分离罐、冷剂罐等设备之间来往，还有相对安装高度及坡度等要求，也是主要产品乙烯和副产品氢气、富甲烷气(燃料)的产出部位。消耗冷量大，脱甲烷塔进料(裂解气)激冷和脱甲烷塔所需冷量占比例最大，占总冷负荷的50%以上，其次是碳二分离系统即乙烯精馏塔顶冷凝器和脱乙烷塔塔顶冷凝器，占总冷负荷的45%以上，顺序流程的冷量负荷分配和按冷负荷分配的轴功率。深冷脱甲烷、氢气纯化:深冷分离出来的富甲烷气作为本装置裂解炉和/或其它用户汽油加氢单元的燃料气，过量的燃料气将送入装置外全厂燃料气系统。采用低压脱甲烷系统、两段节流膨胀制氢和甲烷/乙烯混合二元制冷。粗氢经过甲烷化反应器脱除CO，然后干燥脱除甲烷化反应生成的水，干燥后氢气产品除用于装置本身碳二、碳三加氢反应器的需要外，多余氢气产品也供其它用户如汽油加氢单元，或送到装置外氢气管网，粗氢或纯化后氢气也可送燃料气系统。

1．2冷区设备特点

深冷分离系统和制冷系统中的热交换设备除核心设备冷箱外，还有不少单台换热器，装置规模大型化后，普通管壳式换热器计算尺寸大，设备设计和制造困难，也不利于设备布置，因此对介质干净的丙烯冷剂、C2物流，如乙烯精馏塔再沸器、中沸器、冷凝器、脱乙烷塔冷凝器、丙烯冷剂冷凝器等采用单个板翅式换热器(板翅芯在罐内(简称CIV即CoreinVessel))、高效换热器，既可提高传热效率、减少压损和冷损失，又可缩小设备尺寸，有利于设备布置。塔系统比较复杂，低温操作，塔内填料层或设备塔板层数多，再沸器、中沸器多，塔顶冷凝器采用丙烯或二元冷剂，泵多是低温泵。制冷压缩机采用多段离心式压缩机，以前采用丙烯、乙烯、甲烷单组分制冷系统，近年采用甲烷、乙烯二元或甲烷、乙烯和丙烯三元组分制冷。

2福建乙烯装置冷区工艺设计流程说明

2．1裂解气深冷脱甲烷、氢气纯化系统

裂解气压缩、干燥后进入深冷分离系统，裂解气用工艺物流和丙烯及二元冷剂渐进激冷到－72℃后进入脱甲烷塔第一进料分离罐，凝液被分成两股并经自身换热后作为脱甲烷塔的第一和第二股进料。来自脱甲烷塔第一进料分离罐顶的裂解气在冷箱中用甲烷尾气和二元冷剂激冷到－95℃。凝液在第二进料分离罐中被分出并送往脱甲烷塔作为第三股进料。来自第二进料分离罐顶的裂解气在冷箱中用氢气和甲烷尾气进一步激冷到－130℃。凝液在第三进料分离罐中被分出并送往脱甲烷塔作为第四股进料。从第三进料分离罐中分出的甲烷氢物料经过两级冷却和闪蒸后得到富甲烷气和氢气产品。氢气在冷箱中回收冷量后大部分进入甲烷化系统以脱除一氧化碳，经过干燥后送往乙炔、MAPD、汽油等加氢反应器用户，剩余的送往装置外氢气系统。分出的甲烷在冷箱中回收冷量后也送往燃料气系统。脱甲烷塔顶分出甲烷氢尾气进入冷箱回收冷量，加热到30℃后作为装置内干燥器、反应器的再生气，甲烷氢尾气最终作为装置的燃料气。脱甲烷塔的塔釜液是C2及以上组分，由泵加压送到冷箱，在冷箱中用丙烯冷剂液体等热物流回收冷量，然后分成2股去脱乙烷塔。

2．2碳二分离系统

脱甲烷塔塔釜液经冷箱回收冷量后分为2股，一股直接作为脱乙烷塔的上部进料，另一股经裂解气预热后作为脱乙烷塔的下部进料。脱乙烷塔的回流由－28℃丙烯冷剂冷凝塔顶气体提供，塔釜再沸器由急冷水加热。另有1台由低压蒸汽提供热量的备用再沸器以保证操作的连续性。脱乙烷塔塔顶净产品进入乙炔加氢反应器系统，2台乙炔转化器，1开1备，每台为3段床叠放，床层带中间冷却器。经过3段床，乙炔被选择加氢成乙烯和乙烷。乙炔转化生成的绿油用来自乙烯精馏塔的一股物流洗涤脱除。乙烯精馏塔有塔釜再沸器和中沸器，中沸器采用裂解气做再沸介质，塔釜再沸器所需热量则由丙烯制冷三段罐顶气体和二段抽出混合丙烯气提供，塔顶回流由－40℃丙烯冷剂提供。塔釜循环乙烷在进入进料处理系统之前经裂解气汽化和在冷箱中回收冷量。乙烯精馏塔产品输出系统设有1套低温乙烯产品板翅式换热器。

2．3制冷系统

1)丙烯制冷。丙烯制冷系统是1个闭环4段系统，它使用蒸汽透平驱动离心式压缩机。系统提供4级制冷:－40℃、－27℃、－3℃和13℃，冷却水用来冷凝压缩机的排出气体，在排出口设置有液体收集罐，可用做液封，使气体能够冷凝。丙烯制冷系统的每一级均设置吸入罐，用做各级用户的缓冲和减少液体夹带入压缩机。

2)二元制冷。二元制冷系统用来提供－40℃到－135℃的制冷温度，是一个二元组分(含微量氢气)，恒定组成甲烷、乙烯的混合冷剂系统，它是一个闭环、三段系统，使用蒸汽透平驱动离心式压缩机，替代了乙烯和甲烷制冷系统，可节省投资和占地。二元制冷压缩机排出气体首先经冷却水和高温位的丙烯冷剂冷却，后经尾气、－40℃丙烯制冷剂和其自身的二元制冷冷剂冷凝，各级二元制冷冷剂流股将裂解气冷到设定的温度。二元制冷系统的各段设置吸入罐，还有液体收集罐和脱不凝气罐。

3福建乙烯装置冷区改造工艺介绍

深冷分离系统的关键设备冷箱不可能拆分和改造流道，为满足改造后的能力要求，新增并联1套裂解气深冷线，相应二元制冷和丙烯制冷系统新增或改造设备以满足新的冷负荷要求。新增设备位号后缀字母N，改造老设备位号后缀字母M，更换设备位号后缀字母R，成套设备如冷箱内单个设备位号后缀加X，以便与原装置设备位号区分。

3．1深冷分离及脱甲烷塔系统、二元制冷系统改造内容

脱甲烷塔是乙烯装置深冷分离的关键塔系，与冷箱及二元制冷系统密切相关，流程复杂，模拟计算难度大。对顺序分离流程，直接关系到乙烯装置的分离效果和能力，FREP乙烯脱瓶颈改造深冷分离系统工艺设计结合现场运行情况，对原800kt/a乙烯装置脱甲烷塔的老原料老负荷进行流程模拟，随后就新原料、新组成、新工况和新产能做了整体模拟和新老冷箱的负荷分配。在流程模拟计算中尝试了很多方案，最终在新冷箱的流程设计中采取了大量优化措施，以确保实际操作过程中关键物流的操作条件可控。原装置的冷箱及板翅式换热器均由杭氧集团供货，故FREP委托杭氧集团进行改造冷箱能力分析。杭氧集团对改造后原有1大1小2套冷箱和新增1套冷箱的工艺要求进行核算和设计，得出结论:老大、小冷箱(PA30301、PA30302)可利旧，无需改造。新冷箱(PA30301N)和3台新增板翅换热器提供工艺数据和技术要求由杭氧集团进行设计和制造。新增裂解气深冷系统与原有裂解气系统流程基本相同，但在局部做了优化调整。为满足去EO/EG的甲烷要求，新增1路中压甲烷流道，且新冷箱没有丙烯产品减负荷，故新冷箱的流道设计与老冷箱有区别。新冷箱的二元冷剂流道设置大部分与老冷箱相似，设计时根据新的裂解气深冷需要冷量和二元制冷系统改造要求进行匹配，新增二元冷剂脱不凝气罐(D55555NX，放在新冷箱内)。新冷箱内冷凝的二元冷剂进入原二元冷剂液体收集罐(D55554)。新老冷箱系统来的二元冷剂分别进入二元制冷系统的各段吸入罐，因新冷箱中二元冷剂用户进入一段罐的气量大幅增加，需要新增一段吸入罐(D55551N)。新增裂解气深冷线新增工艺设备:1套冷箱、3台脱甲烷塔进料分离罐、2台甲烷/氢分离罐及6台的换热器。新冷箱(PA30301N)含12个位号的板翅，2台新甲烷/氢分离罐(D30304NX、D30305NX)和1台二元冷剂罐(D55555NX)移进新冷箱内，这3台罐操作温度低于－140℃、尺寸较小，移进冷箱内有利于新增冷箱和深冷分离相关设备的布置和减少冷损。与新增裂解气深冷系统相匹配，裂解气作为乙烯精馏塔新增中沸器、脱甲烷塔新增再沸器和中沸器的热源。

3．2碳二分离系统

碳二分离系统有脱乙烷塔、C2加氢反应器、干燥器和乙烯精馏塔(C40402M)，碳二分离系统的工艺流程如图5所示。碳二分离系统所消耗的丙烯冷剂量最大，是丙烯制冷系统的主要冷剂用户，同时关系着乙烯产品的产量和质量，是装置性能考核的主要指标。1)脱乙烷塔改造。脱乙烷塔(C40401)原设计采用70块浮阀塔板，改造方案是更换原70块浮阀塔板，采用19块ECMD和54块MD塔板共83块塔板，脱乙烷塔顶冷凝器(E40403R)更换为高效换热器，新增1台急冷水再沸器(E40401N)，回流泵更换(P40401AR/BR)，回流罐改造内件更换高效除沫器。2)乙烯精馏塔改造。脱乙烷塔顶C2气相经过加氢后碳二物流进入乙烯精馏塔。乙烯精馏塔是装置的关键产品塔，塔板数多，塔径大，也是丙烯制冷系统的主要冷剂用户，因此需要综合考虑扩大塔的生产能力、分离效果满足产品质量指标，还要考虑其对能耗的影响。原设计采用162块浮阀塔板，根据塔内件厂家意见，塔壳体利旧，将162块浮阀塔板一对一全部更换为155块MD塔板，乙烯精馏塔因进料、抽出产品的需要，塔板数减少7块。

4结论

4．1国产化乙烯工艺设计技术成熟可靠和进一步发展

FREP乙烯装置脱瓶颈改造首次采用了中石化自有的工艺包设计和工程设计，圆满完成了乙烯装置脱瓶颈改造项目任务。此次FREP乙烯装置改造历时短，见效快，说明国内特大型乙烯装置的工艺技术、工程设计、设备制造、施工安装、操作运行经验和能力已达到国际先进水平，为我国同规模乙烯装置的改造积累了宝贵的经验，并为今后百万吨型乙烯装置的新建或改造工程奠定了良好的基础。

篇2

选择制冷方式

目前我国冷藏保温汽车按制冷装置的制冷方式有机械冷藏汽车、液氮冷藏汽车、冷板冷藏汽车、干冰冷藏汽车、水(盐)冰冷藏汽车等。其中利用固体在液化或汽化时的吸热作为制冷方式称固体制冷，如干冰、水冰、盐冰等。

■水冰及盐冰制冷

在大气压力下，冰的融点为0℃，若加入盐可使其融点降低，在一定范围内，水冰中盐成分越多融点越低。水冰制冷装置投资少，运行费用低，单位质量吸热量小，降温有限。盐冰对车厢及货物有损害，适用范围受限制，主要用于鱼类等水产品的冷藏运输。

■干冰制冷

干冰的升华温度低，吸热量大，可获得较低温度和较大制冷量，因此适用于冷冻食品运输。制冷装置投资少、运行费用低，使用方便，货物不会受损害。但由于干冰制冷容易在箱体内结霜，温度控制困难，再加上干冰成本高，消耗量大，故实际应用也较少。

■冷板制冷

利用蓄冷剂冷冻后所蓄存的冷量进行制冷。运输前预先将厢内冷板中的蓄冷剂冷冻冻结，然后在运输途中利用冷板中的蓄冷剂融化吸热，使厢内温度保持在运输货物适宜温度范围内。体式冷板制冷装置的制冷机组、动力装置和蓄冷板等均置于车上：分体式制冷利用地面动力装置驱动制冷机组对蓄冷板“充冷”。冷板装置本身较重、体积较大，且可持续工作时间短，因此冷板制冷多用于中、轻型冷藏汽车的中短途运输。

■液氮制冷

利用液氮汽化吸热进行制冷，制冷装置结构简单、工作可靠，无噪声，无污染，控温精确。但成本较高，需要经常充注。

■机械制冷

机械制冷工作原理是在一定压力下，液体达到某一温度(沸点)就会沸腾，吸收汽化潜热而产生相变，转变为饱和蒸汽。在冷凝器中放热并重新冷凝成液态。在压缩机驱动下，制冷剂不断循环工作，产生制冷作用。蒸汽压缩机式制冷的冷藏车上一般配置专用的发动机或电动机带动制冷机组进行制冷，常用于中重型运输车的长距离运输，具有适用范围广，温度可调节，自动控制，调温精确可靠，调温范围宽，能适应各种不同冷藏货物的特点。

机械制冷是一种较为可靠有效的制冷方式，但冷藏汽车工作时要消耗燃油或电力，并增加尾气排放。机械制冷装置结构复杂，使得冷藏运输成本较高，运价贵，从而严重阻碍了冷藏汽车的发展。

■半导体制冷

半导体制冷是利用直流电通过用特种半导体材料组成的P―N结时，P―N结一端的温度急剧升高，另一端急剧降低的热点效应原理达到制冷目的的一种新型制冷方式。制冷原理如图1所示。把P型半导体元件和N型半导体元件连接成热电偶，接通直流电源后，在接头处就会产生温差和热量的转移。在上面的一个接头处，电流方向是N―P，温度下降并且吸热，这就是冷端。而在下面的一个接头处，电流方向是P―N，温度上升并且放热，因此是热端。把若干对半导体热电偶在电路上串联起来就构成制冷热电堆，这个热电堆的上面是冷端，下面是热端。借助热交换器等各种传热手段，使热电堆的热端不断散热并且保持一定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热降温，这就是热电制冷器的工作原理。

半导体制冷具有无机械运动、制冷迅速、没有复杂的机械结构、无传统压缩机和制冷剂、使用方便、应用广泛等特点。半导体制冷技术始于50年代初，到60年代半导体制冷材料的优值系数达到先进水平，半导体制冷器达到大规模应用，如河北节能投资有限责任公司的半导体电子冷藏箱，河北华冷半导体有限公司研制开发用于汽车内的半导体冷暖箱，浙江安吉尔有限公司的电子冷热箱等。

由于燃油价格突飞猛涨，如何研制保温冷藏效果好，节省能源的冷藏车是本论文研究的重点。半导体制冷器可以做成各种大小和形状，制冷量可以从毫瓦级到千瓦级，制冷温差可达30-150℃。

厢体的设计

冷藏车厢的热负荷与冷藏箱的结构、内容积、厢体的绝热层厚度和绝热材料的优劣有关，同时与生产加工工艺过程也有关。冷藏厢体一般采用整体一次性原地浇铸发泡工艺，方法是先将内胆按照尺寸制作完毕，装入外壳内并悬浮，然后在外壳和内胆之间整体注入硬聚氨酯泡沫进行现场发泡。利用该工艺制成的厢体具有整体性，在夹层中完全没有连接用的腹板和加强件，完全用绝热的聚氨酯泡沫填充，增加厢体强度。使用聚氨酯泡沫进行填充，聚氨酯本身具有粘接特性，其粘接强度可达234.5kpa/m2，这个工艺使得在粘接的同时又进行发泡过程，使得被粘接材料的凸凹不平的表面得以充满，扩大了粘接表面积，即使在极端的温度和负荷影响下，也不会出现剥离现象。针对主要影响车厢漏热的车厢门设计，多采用双道内藏充气式硅橡胶密封，解决了传统橡胶密封条容易老化的缺点，同时提高厢体密封性能。这样设计的冷藏厢体无骨架、无热桥，厢体强度高，具有完整绝热层和更好的热稳定性能。

绝热层厚度的确定

冷藏车厢体隔热性能直接影响车内温度变化的速度、制冷以及货物的质量。采用导热系数较小的材料和增加隔热层厚度，将有利于厢体隔热性能的提高。绝热层厚度的确定直接影响耗电量和厢体的内容积。若厚度增加，通过绝热层厢内的热量减少，耗电量较少，但会使车厢内容积减小，厢体内胆设计应综合考虑制冷效果、保温性能和经济性，在能满足制冷性能指标基础上，减少绝热层厚度，可在一定程度上增加内容积，降低能耗。

篇3

Abstract: this article with a project of the lecture hall of shijiazhuang as an example, the application of the calculation and analysis ReBengShi liquid desiccant + dry table cold system, compared with the traditional a central system energy saving. The results show that ReBengShi liquid desiccant + dry table cold system more suitable for the low supply air temperature difference; When the supply air temperature difference is 4 ℃, in cold source side and end side about 35.6% energy saving.

Key word: liquid desiccant; The temperature and humidity independent control; Energy saving; Large space

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

1 引言

对于人员密集大空间，传统设计一般都会采用一次回风全空气空调系统。由于该系统是全部依靠空气承担室内热湿负荷，使得服务区域内没有水系统（风机盘管）存在，根本上杜绝了冷凝水漏水、滋生细菌等污染室内空气状况的发生；同时也可以对空气做集中、独立的过滤净化处理，确保送入室内的空气干净、舒适，以达到较好的舒适度水平。

但是一次回风系统除湿的方式是冷凝除湿，这是一种将温湿度一并处理的方式，会导致温湿度不能同时一步处理到设计值。由于冷凝除湿必定伴随降温，所以一般先满足湿度要求，温度过冷了通过再热达到设计值。再热量大小主要受到送风量大小以及再热温差两个因素影响，再热温差又由最大送风温差。当送风量较大，送风温度要求较高时，将会产生较大比例的再热量。制冷工况下再热，势必造成冷热抵消，能源浪费。在倡导低碳环保节能减排的现如今，如何能在不牺牲舒适度要求的前提下，根本上消除冷热抵消这一问题，是值得每个设计人员去反思的。

现在，有一种比较成熟的调温调湿方式――温湿度独立处理，是将除湿和降温独立分开，分别处理到设计状态，从根本上避免了冷热抵消问题的出现。单独处理余热，则可以提高送风温度，从而提高冷冻水温度以及制冷机的效率（高温冷水机组）；在除湿方面，独立除湿单元（如溶液除湿机组）往往有较强的除湿能力，可以将新风处理到过干过冷的状态，以承担室内全部余湿和部分余热，并同时对新风进行有效的过滤、杀菌和除尘处理，保证空气的品质。

本文将以热泵式溶液除湿+干式表冷系统为例进行计算分析，以讨论其相比传统一次回风系统的节能优势。

2 理论基础

为了量化分析热泵式溶液除湿+干式表冷系统相比传统一次回风系统的节能优势，首先对这两个系统的处理过程及计算进行理论研究。

2.1 热泵式溶液除湿+干式表冷系统的处理过程

图1 热泵式溶液除湿+干式表冷系统处理过程

如图1所示，热泵式溶液除湿+干式表冷系统的处理过程分为3步：

(1)新风经由除湿系统处理到过冷过干状态点L（18℃,8.0g/kg）（WL）；

(2)处理后的新风与室内回风混合到达状态点C（L+NC）；

(3)混合后的空气经由干式表冷降温处理到送风状态点O（CO）。

具体的计算分为以下的几步：

(1)计算室内热湿负荷，确定室内空气的设计状态点（N）、新风量要求以及送风温差（Δt）。

热湿负荷一般应用相关软件建模并计算；设计状态点、新风量和送风温差则需根据房间功能、工艺要求以及舒适度要求而定。

(2)根据室内湿负荷，计算所需除湿风量：当所需风量小于除湿风量时，在除湿单元前混入适量室内回风；当所需风量大于除湿风量时，多出的新风只处理到室内空气状态的等焓线上（一部分除湿，另一部分旁通）。进而计算除湿单元的制冷量、除湿过程承担室内显热负荷量。计算公式如下：

式中，

―除湿风量，kg/h；―制冷量，kW；―除湿单元承担室内显热负荷，kW。

(3)计算干式表冷制冷量及送风量。计算公式如下：

式中，

―干式表冷制冷量，kW；G―送风量，kg/h。

2.2 一次回风全空气系统的处理过程及计算

图2 一次回风处理过程

如图2所示，一次回风处理过程分为3步：

(1)室内回风与室外新风直接混合到达状态点C（N+WC）；

(2)对混风进行冷凝除湿处理到达机器露点L，L与送风状态点O的含湿量相同（CL）；

(3)除湿后的空气经过再热处理到送风状态点O送入室内（LO）。

具体的计算分为以下的几步：

(1)计算室内热湿负荷，确定室内空气的设计状态点（N）、新风量要求以及送风温差（Δt）：

(2)由室内空气的设计状态点（N）和送风温差（Δt）确定送风状态点（O），计算除湿除热所需送风量，确定机器露点状态点（L）。计算公式如下：

式中，

T―温度，℃；Q―室内冷负荷，kW；W―室内湿负荷，g/h；G―送风量，kg/h；i―焓，kJ/kg；d―含湿量，g/kg；―相对湿度。

(3)根据室外空气状态以及新回风量确定混合状态点（C），计算机器的制冷量及再热量。计算公式如下：

式中，

―制冷量，kW；。―再热量，kW；―定压比热，kJ/(kg・℃)；―送风量，kg/h。

3 实例介绍

3.1 建筑概况及负荷计算

石家庄某项目中有一个可以容纳2700人的报告厅，层高为20m，面积为1830m2。空调设计方案为全空气系统，采用座椅送风方式。由于采用的是座椅送风的方式，送风口距离人员较近，故送风温差定为4℃，送风温度22℃。室内设计温度为26℃，湿度60%。

经由HDY-SMAD空提负荷计算及分析软件，计算得到报告厅的室内负荷情况为：室内全热负荷438kW, 显热负荷241kW；夏季总湿负荷294kg/h。

3.2 空气处理方式的选择及能耗计算

本文选择两种方式分别计算，即热泵式溶液除湿+干式表冷降温方式和冷凝除湿降温+再热方式；并分析两者的能耗特点和差异。

3.2.1 热泵式溶液除湿+干式表冷降温方式

表1 设备制冷量计算

根据报告厅的设计参数以及设计日负荷情况，计算得到溶液除湿机组以及冷源的制冷量，如表1所示。这样可以求出除湿机组和冷源的能耗。由于表冷器只负责显然负荷，冷冻水供回水温度可以提高到14℃/19℃，相应的冷源也采用高温冷水机组。除湿机组和高温冷水机组的EER分别为4.0和7.0（厂家提供），能耗分别为262kW和33kW。共耗能295kW。

3.2.2 冷凝除湿降温+再热方式（一次回风）

表2为一次回风系统的空调机组制冷量和再热量的计算值。这样可以求出冷水机组和再热的能耗。这里的再热方式考虑为电再热；冷水机组的EER为5.35（厂家提供）。计算得到冷水机组和再热的能耗分别为261kW和196kW。共耗能458kW。

4 能耗对比及分析

从两种空调处理方式的冷源侧和末端侧设备的总能耗比较中，可以看出，在本文选取的实例中，更适合采用溶液除湿+干式表冷系统，其节能率达到了35.6%。而从节能量来看，其数值小于一次回风系统的再热量（163kW

5 结论

本文以热泵式溶液除湿+干式表冷系统为例，将其应用于石家庄某项目中的报告厅。并对该系统和传统一次回风系统进行了能耗的对比和分析，得出的结论如下：

(1)由于报告厅采用座椅送风，送风口离人员较近，故为了舒适度要求，送风温差定为4℃，此时热泵式溶液除湿+干式表冷系统较传统一次回风系统在满负荷运行情况下，冷源侧和末端侧共节省约35.6%的能耗。

(2)若报告厅对于送风温差没有特殊限制，则当送风温差提高时，热泵式溶液除湿+干式表冷系统的节能优势不大。

参考文献

[1]GB50019-2003.采暖通风与空气调节设计规范[S].2003

[2] 陆耀庆.《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社.2008

[3]凌春雷. 溶液除湿新风机组的性能研究. 天津大学硕士学位论文.2007

篇4

Abstract: the Montreal protocol on the main task is to accelerate elimination of hydrogen LvFuTing (namely HCFC), to stop the use of HCFC in 2030. The total output of family expenses air conditioning in China has reached 80 million sets, and hold the global leading position. Although in recent years, some air conditioning enterprise exports to the American market in the air conditioning, the refrigerant R22 alternative R410a. Meanwhile, last year, beautiful, haier, extension and other enterprise in frequency conversion air conditioning promotion, also full of R410a refrigerants. However, in some of the Middle East, Africa's some hot countries are not concrete plan.. This paper mainly analyses the development trend of the technology of air conditioning and refrigeration, and the air conditioning that decide frequency R410A in high temperature area (T3 condition) of the application.

Keywords: R410A; The air conditioning that decide frequency; application

中图分类号：TU831文献标识码： A 文章编号：

一、空调制冷技术发展趋势

最传统的空调器用冷媒R22由于存在对臭氧层的破坏作用，随着人们环保意识的增强，“无氟空调”成为趋势，根据蒙特利尔条约，冷媒R22将逐渐被替换。R22的替代冷媒主要有R407C和R410A。R407C冷媒为三种非共沸点混合冷媒，其热力学性质与单一冷媒相比在蒸发冷凝时有约6的温度梯度，热交换器设计复杂，且成分组成比不同，为维修填注带来困难。压力虽与R22相同，但系统性能降低。相比之下，R410A冷媒虽然也是两种冷媒混合，但有单一冷媒的近似共沸点，使用方便，比R407C性能好，为最佳的替代冷媒。

二、使用R410A冷媒的空调压缩机

空调压缩机在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的作用，其工作回路中分蒸发区(低压区)和冷凝区(高压区)，空调的室内机和室外机分别属于高压或低压区(要看工作状态而定)。空调压缩机把制冷剂从低压区抽取来经压缩后送到高压区冷却凝结，通过散热片散发出热量到空气中，制冷剂也从气态变成液态，压力升高。制冷剂再从高压区流向低压区，通过毛细管喷射到蒸发器中，压力骤降，液态制冷剂立即变成气态，通过散热片吸收空气中大量的热量。这样，空调压缩机不断工作，就不断地把低压区一端的热量吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中，起到调节气温的作用。压缩机是制冷系统的心脏，无论是空调、冷库、化工制冷工艺等等工况都要有压缩机这个重要的环节来做保障。

制冷压缩机种类和形式很多，根据原理可分容积型和速度型两种，其中容积式是最为普遍的。容积式压缩机靠在气缸内作往复或回转运动的活塞，使气缸内的气体体积减小，压力升高，然后把气体压出。又可分为活塞式压缩机和旋转螺杆式压缩机。活塞式压缩机属於最早的压缩机设计之一，但它仍然是最通用和非常高效的一种压缩机。活塞式压缩机通过连杆和曲轴使活塞在气缸内向前运动。如果只用活塞的一侧进行压缩，则称为单动式。如果活塞的上、下两侧都用，则称为双动式。活塞式压缩机的用途非常广泛，几乎没有任何限制。它可以压缩空气，也可以压缩气体，几乎不需要作任何改动。活塞式压缩机是唯一一种能够将空气和气体压缩至高压，以适合诸如呼吸空气等用途的设计。活塞式压缩机的配置可包括从适用於低压／小容量用途的单缸配置，到能压缩至非常高压力的多级配置。在多级压缩机中，空气被分级压缩，逐级增大压力。旋转螺杆式压缩机属於容积式压缩机，其活塞采用螺杆的形式，这是现今使用的最主要压缩机类型。螺杆压缩元件的主要部件是凸形转子和凹形转子，这两个转子相互靠近移动，使它们之间及腔内的体积逐渐减小，螺杆式的压力比取决於螺杆的长度和外形以及排气口的形状。

R410A的蒸发潜热和蒸汽密度较大，压缩机单位时间内排气体积大，为避免系统设计点偏离导致的效率下降，需要缩小压缩机的排气体积，更改压缩机汽缸。R410A冷媒的工作压力约为R22的1.6倍，高温工况地区甚至能达到2.5倍速以上, 设计时需要考虑相关构成部分的耐压性。缩小压缩机的排气容积，使之符合R410A特性，此压缩机的效率和R22压缩机的效率相同时，根据R410A冷媒热物性质所决定的各蒸发温度，冷凝温度下的R22与R410A理论COP比值。冷凝温度50℃蒸发温度10℃时，理论COP比R22降低8％左右。相反，根据导热系数，粘性系数等的流体特性，冷媒热传导率比R22大，且因冷媒压降小，实际制冷系统性能增加4％左右，因此要达到R22系统能力或以上能力，要求提高压缩机及热交换器的性能。需要采用专用压缩机、POE、PVE油，毛细管内径要比较大，冷凝器的压力设计接近4.2MPa，并且铜管壁加厚以实现耐高压。

三、R410A在定频空调使用的安全注意事项

R410A比R22冷媒的压力要高大约1.6-2.5倍（绝对压力）左右，所以，在施工与售后服务的过程中一旦发生错误的操作，将有可能发生重大的事故。在安装R410A冷媒的空调时，请使用R410A专用工具以及材料，注意安全操作。

（1）操作之前，确认空调冷媒的名称，然后对不同冷媒实施不同的操作，在使用R410A冷媒的家用空调中，绝对不能使用R410A之外的冷媒。在使用R22冷媒的空调机中，也绝对不能使用R410A冷媒。

（2）在操作中如有冷媒泄漏，请及时进行通风换气。

（3）在进行安装、移动空调时，请不要将R410A冷媒以外的空气混入空调的冷媒循环管路中。如果混入空气等气体，将导致冷媒循环管路高压异常，造成循环管路破裂、裂纹的主要原因。

（4）安装工作结束后，请仔细确认，不能有冷媒泄漏的现象。如果冷媒泄漏在室内，一旦与电风扇、取暖炉、电炉等器具发出的电火花接触，将会形成有毒气体。

（5）在安装一拖多空调时，由于封入的冷媒量比较多，尤其是在小房间进行安装，即便是万一发生冷媒泄漏，其浓度也不能超过规定值。否则，将造成缺氧的现象。

（6）在进行安装、移动空调时，请依据说明书的要求可靠的实施。当发生安装不良时，将造成冷媒循环管路工作不正常、漏水、触电、引起火灾等现象。

（7）请绝对不要私自对空调进行改造，修理时请专业人员进行。修理不当同样会引起漏水、触电、引起火灾等现象。

压缩机为R410A专用；不允许压缩机进行空气压缩，易引起爆炸。新冷媒R410A空调都有一干燥过滤器，而使用R22冷媒的空调一般都没有干燥过滤器。新冷媒R410A空调内的两器及系统配管虽然在外观上和R22的没有区别，但是它的制造工艺要求较高，系统内的含水量，杂质含量等都比R22的要低，且耐压性要高强。由于R410A冷媒机所用的压缩机用POE油，POE油和水能反应，生成水和酸，而生成的水又能促使POE油进一步反应，若此连锁反应长期下去，系统内的水分将越来越多，可能会使毛细管发生冰堵现象；同时系统内循环工质的酸性会越来越高(PH值越来越低)，有可能导致系统内的零部件发生腐蚀，和产生镀铜现象。因此，在装机的时候，动作要迅速，在打开连接管的塞子后，一定要在五分钟内上紧螺母，排空时间要充分。在装机时，禁止将汗水滴入连接管内；严禁将其它不溶性杂质混入系统内。

在维修时，只要是割开制冷系统，不管是什么原因，都必须更换干燥过滤器。割开制冷系统后，必须马上用东西包住断开口，以免空气中的水分进入系统内。制冷系统暴露在空气中的时间不得超过五分钟。在维修完毕后抽真空时，所使用的真空泵应为专用真空泵，此泵的油应用脂类油，且此泵不得用来为使用R22的空调来抽真空，否则将引起冷媒的混合污染，从而影响空调的性能。抽真空的时间必须保证在25分钟以上。否则系统内的水分会偏高，会影响空调的使用稳定性。在维修时，若需要换零部件时，必须使用R410A专用件，不得和R22的混用，否则会影响空调的稳定性。R410A冷媒应存放在30度以下的环境中，若在高于30度的环境中存放过，必须在30度以下的环境中存放24小时以上才能使用，否则冷媒的组分会变化，影响空调的性能。

四、结语

从全球空调市场发展轨迹来看，高温工况地区采用无温室效应的环保制冷剂R410A，是空调行业转型升级的必然趋势。

参考文献：

[1]占剑峰.R410A制冷剂在家用空调上的运用分析[J].高职论丛,2010,4.

[2]谢荣.R410A新冷媒空调率先在春兰批量投产.商品与质量,2004,14.