• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      制冷劑R290的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

      2018-12-06 05:47:46趙文祥孟皓陳
      資源節(jié)約與環(huán)保 2018年11期
      關(guān)鍵詞:空調(diào)器光化學(xué)制冷系統(tǒng)

      趙文祥孟 皓陳 霏

      (1紅蘇省環(huán)境經(jīng)濟(jì)技術(shù)國際合作中心 江蘇南京 210036 2揚(yáng)州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 江蘇揚(yáng)州 225009)

      引言

      制冷劑由來已久,據(jù)J.M.Calm[1,2]描述,其發(fā)展可分為4個(gè)階段:第一階段[3,4](1830-1930)的制冷劑原則上是能用即可,主要有醚類、CO2、NH3等溶劑和揮發(fā)性介質(zhì),大多可燃,有毒或二者兼有,且有些具有強(qiáng)腐蝕性和不穩(wěn)定性,常發(fā)生事故。第二階段[1,4](1931-1990)人們追求安全耐久的制冷劑,主要包括氟氯烴(CFCs)、含氫氯氟烴(HCFCs)等,如 CFC-12、HCFC-22(R22)等。雖具有熱力性能優(yōu)良、無毒、不燃、能適應(yīng)不同溫度區(qū)域等特點(diǎn),但CFCs類制冷劑消耗臭氧潛能值(ODP)和全球變暖潛能值(GWP)較高,會(huì)導(dǎo)致臭氧層破壞,增加溫室效應(yīng);作為CFCs替代品的HCFCs雖有所改進(jìn),但仍屬于消耗臭氧層物質(zhì),會(huì)給地球環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重影響。為此,國際社會(huì)于1987年簽署《蒙特利爾議定書》,先后制定了CFCs與HCFCs淘汰條款。第三階段[1-2](1991-2010)出現(xiàn)了以氫氟碳化物(HFCs)等為主的替代制冷劑,雖然對(duì)臭氧層無害,但仍具有較強(qiáng)的溫室效應(yīng),已于2016年10月被納入《蒙特利爾議定書》基加利修正案,進(jìn)行相應(yīng)的削減限控。第四階段[1,2](2010年之后)主要研發(fā)應(yīng)用零ODP、低GWP的第四代天然制冷劑,碳?xì)漕愇镔|(zhì),如丙烷(R290)等為當(dāng)前主要候選物質(zhì)。R290作為我國空調(diào)行業(yè)制冷劑HCFC-22的主要替代品之一,許多國內(nèi)外學(xué)者對(duì)其在空調(diào)中的替代應(yīng)用,包括系統(tǒng)改良以及防火防爆等方面開展了大量研究。本文將對(duì)這些研究分析總結(jié),旨在說明R290在制冷領(lǐng)域的研究進(jìn)展與替代可行性,并為后續(xù)研究及推廣應(yīng)用提供參考。

      1 物性研究

      1.1 基本熱力學(xué)性質(zhì)

      此前空調(diào)行業(yè)主要采用R22為制冷劑,其熱力性能優(yōu)良,但ODP為0.055,GWP為1700,不僅對(duì)臭氧層有很強(qiáng)的破壞作用,且屬于超級(jí)溫室氣體,對(duì)環(huán)境的破壞作用極大。因此,根據(jù)《蒙特利爾議定書》的要求,到2030年,我國房間空調(diào)器行業(yè)將全面淘汰R22,僅保留少量用于維修。由表1可知,R290的基本熱力學(xué)性質(zhì)與R22很接近,且ODP為0,GWP只有3,是比較理想的R22替代物質(zhì),唯一缺點(diǎn)是燃爆性。

      表1 R290與R22基本熱力性質(zhì)

      1.2 燃爆性研究

      童明偉等[6]通過研究發(fā)現(xiàn)R290發(fā)生爆炸危險(xiǎn)需滿足兩個(gè)條件:與空氣的混合濃度在2.5%-8.9%;溫度在810℃以上。然而在實(shí)際過程中,這兩種情況同時(shí)發(fā)生的幾率極小。因此只要在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中做好相應(yīng)的防備工作,在制冷機(jī)組中使用R290冷媒是安全可行的。張網(wǎng)等[7]通過20L球爆炸實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)現(xiàn),R290在空氣中體積分?jǐn)?shù)為4%-6%時(shí)爆炸壓力較大。

      郭春輝等[8]通過模擬R290空調(diào)器的泄露發(fā)現(xiàn),對(duì)于安裝高度為2.8m、充注量為300g的壁掛式空調(diào)器,泄漏孔徑在0.7mm以下時(shí),使用空間的R290濃度是安全的;對(duì)于地面擺放的整體式空調(diào)器,泄漏孔徑為0.2 mm及以上時(shí),在高度0.75 m以下的局部空間會(huì)出現(xiàn)R290濃度超標(biāo)。因此,限制R290充注量、減少制冷劑泄漏時(shí)濃度超限、隔絕火源以及提高泄漏后安全防控能力等措施,可保證R290在房間空調(diào)器的安全使用。

      1.3 與制冷系統(tǒng)的兼容性

      R290的基本熱力性質(zhì)決定其可以作為冷媒,而與目前制冷系統(tǒng)的兼容性則影響其快速推廣應(yīng)用。劉玉東等[10]參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在試驗(yàn)溫度(130±1)℃、壓力(1.0-1.1)MPa的條件下對(duì) R290與制冷系統(tǒng)材料相容性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)各試件顏色、形狀、質(zhì)量等各方面均無明顯變化,表明R290與銅、鐵、鋼、漆包線、潤滑油等材料有良好的相容性。

      1.4 光化學(xué)煙霧反應(yīng)

      使用R290的另一個(gè)問題是存在光化學(xué)煙霧污染的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。何國庚等[9]通過對(duì)光化學(xué)煙霧反應(yīng)的機(jī)理研究發(fā)現(xiàn),氮氧化物的存在及其分解產(chǎn)生原子氧是光化學(xué)煙霧化學(xué)反應(yīng)的先決條件,碳?xì)浠衔飫t是形成光化學(xué)煙霧污染的中間環(huán)節(jié)。R290在制冷系統(tǒng)中灌裝量很小,且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,參與光化學(xué)煙霧形成的能力較弱,因此使用R290冷媒不會(huì)對(duì)光化學(xué)煙霧形成產(chǎn)生明顯影響。

      2 應(yīng)用研究

      2.1 制冷性能研究

      張振亞等[11]分別對(duì)R22兩種主要替代工質(zhì)R32和R290在空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合性能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)R32系統(tǒng)較R290系統(tǒng)具有較高的排氣溫度,壓比高7%左右,整體能效比低約3.7%。R290絕熱指數(shù)小,導(dǎo)熱系數(shù)大,可降低能耗,提高輸氣系數(shù),且R290系統(tǒng)換熱器壓降小于R32系統(tǒng),有助于提高系統(tǒng)的效率。

      肖友元等[12]對(duì)R290在家用空調(diào)器中的應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn),R290分子量較小,粘度低,可大大減少系統(tǒng)回路的沿程阻力,且汽化潛熱值約為R22的1.84倍,可使用緊湊式換熱器,減少充注量,達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求;R290絕熱指數(shù)小,導(dǎo)熱系數(shù)大,可降低能耗,相同配置的空調(diào)器能耗比,R290比R22高10%左右。

      在大多數(shù)窗式空調(diào)中R290可以作為R22替代工質(zhì),Teng T P 等[13]在不同室外溫度(26,29,32℃)及不同灌裝量(25%-70%)條件下在一臺(tái)制冷量為2.0KW的R22窗式空調(diào)中進(jìn)行R290的替代試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,R290冷媒的最佳灌裝量在原R22空調(diào)系統(tǒng)的50%╞55%之間,且能效比提高約20%。用R290替代R22的窗式空調(diào)可有效提升能效比并減少碳排放。

      2.2 灌注量研究

      為保證R290空調(diào)系統(tǒng)的安全性,并達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,可減少R290的灌注量,保證即使發(fā)生制冷劑短時(shí)間全部泄露也不會(huì)發(fā)生事故。Corberán JM等[14]對(duì)R290充注量的優(yōu)化研究表明,制冷劑主要存在于蒸發(fā)器和冷凝器中,部分存在壓縮機(jī)部件里,極少部分在管路中。冷凝器與蒸發(fā)器的傳熱效果對(duì)空調(diào)系統(tǒng)性能影響很大。因此可減小換熱器管徑、優(yōu)化換熱器結(jié)構(gòu)與流程組織,降低充注量,保證安全,提升能效。

      賈慶賢等[15]分別對(duì)分體機(jī)充注R410A與R290進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:采用4mm管換熱器制冷量?jī)?yōu)于原5mm管換熱器,且充注量減少約20%,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。Cavallini A等[16]將采用微通道管殼式換熱器的100KWR290熱泵與傳統(tǒng)的板式換熱器進(jìn)行能效和灌注量進(jìn)行對(duì)比。研究表明,在不使用儲(chǔ)液器情況下,采用微通道管殼式換熱器可將R290的灌注量從3kg減少到2.2kg,而性能幾乎不變。

      平行流換熱器是一種高效緊湊式微通道熱交換器,外形緊湊、換熱效率高。有研究表明,采用平行流換熱器的系統(tǒng)比管帶式換熱器的系統(tǒng),更能有效降低灌注量,并提高能效比[16-18]。

      2.3 防火防爆

      研究發(fā)現(xiàn),在保證制冷性能的前提下,R290的灌注量較少,且其燃點(diǎn)較高(468℃),燃燒極限為2.1%-9.5%,同時(shí)滿足爆炸條件的概率較低。為保證R290的制冷系統(tǒng)安全運(yùn)行,可采用封閉的制冷系統(tǒng);連接管路均采用焊接并改善管材及焊接工藝;減少灌注量;采用防爆電器;增加檢測(cè)儀等方式來防范R290的爆炸事故[9]。

      冼志健[20]在R290家用空調(diào)器可靠性設(shè)計(jì)研究中指出,空調(diào)器在非工作狀態(tài)時(shí),應(yīng)通過結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)使制冷劑盡量貯存在室外機(jī)內(nèi),且只要在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格遵守相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn),并在說明書等方面提示使用者注意按規(guī)范操作,R290作為家用空調(diào)器的制冷工質(zhì)是安全的。

      2.4 生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀

      我國是空調(diào)生產(chǎn)大國,隨著環(huán)保制冷劑的推廣,近幾年R290的應(yīng)用逐漸增多,具體見表2。

      在國際上,歐盟國家中,德國、瑞典等國家支持把R290作為房間空調(diào)器行業(yè)制冷劑替代方案,特別是歐洲F-gas法案的實(shí)施,使得歐洲在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)中大量采用R290;在亞洲,鄰國印度也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了R290空調(diào)的市場(chǎng)化,印度本土空調(diào)制造商Godrej公司已經(jīng)累計(jì)銷售了超過25萬臺(tái)R290空調(diào)。

      表2 國內(nèi)R290發(fā)展情況

      結(jié)語

      R290作為天然工質(zhì),基本熱力學(xué)性質(zhì)與R22十分接近,同時(shí)具有ODP為0,GWP很低的環(huán)保特性以及獲取容易,成本低廉的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。因此,可作為R22的替代工質(zhì)。但由于其具有可燃性和爆炸性,發(fā)展受到限制。但通過大量研究發(fā)現(xiàn):采用小管徑換熱器,優(yōu)化制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和流程回路,有效減少R290的灌注量;或采用封閉的制冷系統(tǒng),改善運(yùn)行水平,開發(fā)匹配R290系統(tǒng)的專用電子元件及傳感器,在安裝、使用、維護(hù)過程中提升R290的檢測(cè)水平,均能有效防止R290泄露燃燒爆炸。

      隨著人們環(huán)保意識(shí)不斷提高,使用天然節(jié)能環(huán)保的制冷劑是必然趨勢(shì)。未來應(yīng)著眼于R290的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的制訂以及包括運(yùn)輸和儲(chǔ)存在內(nèi)的安全性能研究。隨著R290應(yīng)用技術(shù)研究的不斷深入,使用經(jīng)驗(yàn)的不斷積累以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的完善,環(huán)保型制冷劑R290的前景十分廣闊。

      猜你喜歡
      空調(diào)器光化學(xué)制冷系統(tǒng)
      光化學(xué)蒸汽發(fā)生法在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
      云南化工(2021年9期)2021-12-21 07:44:10
      R290/R170單級(jí)壓縮回?zé)嶂评湎到y(tǒng)模擬研究
      一種改進(jìn)后空調(diào)器單向閥的節(jié)能技術(shù)分析
      電子制作(2017年17期)2017-12-18 06:40:57
      奧迪A6L車制冷系統(tǒng)工作異常
      中國化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)——來自光化學(xué)分會(huì)場(chǎng)的報(bào)道
      BiFeO3空間選擇性光化學(xué)還原Ag及光催化活性
      室內(nèi)機(jī)空調(diào)器噪聲的控制與優(yōu)化
      河南科技(2014年11期)2014-02-27 14:10:00
      制冷系統(tǒng)節(jié)電控制改造的研究
      河南科技(2014年10期)2014-02-27 14:09:20
      空調(diào)器引起的Flicker原因分析及改善方法
      河南科技(2014年8期)2014-02-27 14:07:56
      空調(diào)器直流風(fēng)機(jī)臺(tái)風(fēng)保護(hù)措施的探討
      河南科技(2014年8期)2014-02-27 14:07:52
      江西省| 开鲁县| 赞皇县| 两当县| 黄石市| 海南省| 新昌县| 梁河县| 西青区| 福海县| 郎溪县| 鄢陵县| 延川县| 阿拉善盟| 隆安县| 佛坪县| 甘南县| 开封市| 息烽县| 宜兰县| 东台市| 南江县| 子长县| 虹口区| 南通市| 云和县| 龙海市| 石台县| 安龙县| 城口县| 南漳县| 新泰市| 南京市| 康平县| 塘沽区| 海伦市| 宜城市| 德保县| 定南县| 东乡| 温泉县|