Общие типы хладагента, используемые в чиллерах

Хладагенты в чиллерах работают в рамках холодильного цикла, как правило, сжатие паров или поглощение, где они переходят между жидкими и газовыми состояниями для перемещения тепла от процесса в окружающую среду. Выбор хладагента зависит от таких факторов, как такие факторы, воздействие на окружающую среду, безопасность, стоимость и проектирование системы. Хотя ни один хладагент не идеально подходит для каждого сценария, некоторые выделяются так же широко используются на растениях чиллеров из -за их эффективности и адаптивности. Глобальный толчок к сокращению выбросов парниковых газов и истощения озона привел к поэтапному выводу старых хладагентов, инновациям в потенциале с низким уровнем потепления (GWP) и потенциала истощения нулевогозона (ODP).

Общие типы хладагента и их характеристики

Ниже приведена подробная разбивка наиболее распространенных хладагентов в системах чиллеров, организованных типом, свойствами и приложениями. Этот раздел включает в себя таблицу ясности и охватывает как текущее, так и историческое использование, отражая переход к устойчивым вариантам.

Вода (R718)

• Характеристики: Вода представляет собой естественный хладагент с превосходной теплопроводностью, высокой тепловой способностью и темной кипения 212 ° F (100 ° C) при стандартном давлении.
• Преимущества: Это нетоксичный, широко доступный, экономичный и экологически чистый, без ODP или GWP. Его изобилие делает его недорогим решением для больших систем.
• Недостатки: Его эффективность чувствительна к температуре окружающей среды, и она может корродировать компоненты системы, повышая затраты на техническое обслуживание. Вода нецелесообразно для пары-сжатия чиллеров из-за его высокой точки кипения и в основном используется в абифрованных чиллерах с источником тепла, такими как пара или горячая вода.
• Приложения: Обычно встречаются в крупномасштабных чиллерах поглощения для промышленных процессов, где имеется отходы, например, в химических заводах или районных системах охлаждения. Это реже в системах сжатия паров из-за операционных ограничений.

R134A (HFC)

• Характеристики: Гидрофторуглерод (HFC) со стабильными термическими характеристиками, низкой токсичностью и темой кипения -15 ° F (-26 ° C). Это некоррозийно и невозможно.
• Преимущества: Широко используется из -за его надежности и минимальной ODP, что делает его более безопасной альтернативой для более старых хладагентов, таких как R12. Он эффективен при охлаждении средней температуры и совместимо с существующими системами.
• Недостатки: Его GWP 1430 вносит свой вклад в выбросы парниковых газов, что приводит к фазам в соответствии с такими соглашениями, как поправка Кигали в протокол Монреаля. Это также заменяется в некоторых регионах из -за экологических проблем.
• Приложения: Популярен в автомобильном кондиционере воздуха, коммерческих чиллерах и промышленных системах, хотя его использование снижается в пользу вариантов с более низким GWP. Это часто встречается в чиллерах среднего размера для применений HVAC.

R407C (Смесь HFC)

• Характеристики: Смесь R32, R125 и R134A, с точкой кипения -46 ° F (-43 ° C) и GWP 1774.
• Преимущества: Более низкая охлаждающая способность, чем R410A, но менее дорогой и более экологически чистый, чем R22, с нулевым ODP. Он часто используется в качестве модернизации для систем R22, предлагая совместимость с существующим оборудованием.
• Недостатки: По -прежнему имеет значительный GWP, и его производительность немного менее надежна, чем R410A, что требует тщательного дизайна системы.
• Приложения: Используется в качестве модернизации R22 в кондиционировании воздуха и промышленных чиллеров среднего размера, особенно в регионах, переходящих от HCFC.

R404A (Смесь HFC)

• Характеристики: Смесь R125, R143A и R134A, с температурой кипения -51 ° F (-46 ° C) и GWP 3922.
• Преимущества: Эффективно для применений с низким и средним температурой, служащей заменой для более старых ХФУ и HCFC. Он обеспечивает высокую эффективность в системах хранения и морозильной камеры.
• Недостатки: Чрезвычайно высокий GWP ограничивает будущее использование, при этом поэтапно ускоряется во всем мире в рамках экологических норм. Это также дороже справляться из -за его воздействия на окружающую среду.
• Приложения: Найден в коммерческом охлаждении и некоторых промышленных чиллерах, особенно в холодном хранении, но вытеснены такими альтернативами, как R448A из -за регулирующего давления.

R717 (аммиак)

• Характеристики: Без галогеной хладагент с температурой кипения -28 ° F (-33 ° C) и самой высокой способностью поглощения тепла на объем среди общих хладагентов.
• Преимущества: Высокоэффективные, со стабильными термическими свойствами, GWP 0 и без ODP. Его сильный запах способствует обнаружению утечки, и это экономически эффективно для крупных систем.
• Недостатки: Токсичный и легковоспламеняющийся, требующий тщательного управления и надежных мер безопасности. Он коррозию для меди, ограничивая выбор материалов и увеличивая затраты на установку.
• Приложения: Доминирует на крупных промышленных заводах чиллеров, таких как пищевая переработка, хранение холода и химическое производство, где его эффективность перевешивает проблемы безопасности. Это особенно подходит для систем с большими охлаждающими нагрузками.

R410A (Смесь HFC)

• Характеристики: Смесь R32 и R125, неплохой, с температурой кипения -61 ° F (-52 ° C) и GWP 2,088.
• Преимущества: Высокая способность охлаждения и эффективность, что делает его общей заменой R22 в кондиционере и чиллерах. Он работает при более высоких давлениях, усиливая теплопередачу.
• Недостатки: Высокий GWP управляет своим поэтапным вниз, и он требует более высоких рабочих давлений, чем некоторые альтернативы, увеличивая затраты на систему.
• Приложения: Широко используется в коммерческих чиллерах HVAC и небольших промышленных системах, хотя в настоящее время проходит переход на более низкие варианты GWP, особенно с предстоящими запретами в некоторых регионах к 2025 году.

R744 (углекислый газ, CO2)

• Характеристики: Естественный хладагент с температурой кипения -109 ° F (-78 ° C) при стандартном давлении, неплавляет и нетоксично в низких концентрациях.
• Преимущества: Экологически чистый с GWP 1 и нулевой ODP. Он изобильный и хорошо работает в транскритических циклах, предлагая высокую эффективность теплопередачи.
• Недостатки: Требуются системы высокого давления (до 4000 фунтов на квадратный дюйм), что увеличивает затраты на установку и обслуживание. Утечки в ограниченных пространствах могут вытеснять кислород, создавая риски безопасности.
• Приложения: Все чаще используется в коммерческом охлаждении, таких как супермаркет, и промышленные системы, где устойчивость является приоритетом, особенно в Европе и Северной Америке.

Углеводороды (например, R290 - пропан, R600A - изобутан)

• Характеристики: Natural refrigerants with low boiling points (e.g., R290 at -44°F/-42°C), excellent thermodynamic properties, and minimal environmental impact (GWP < 4, ODP = 0).
• Преимущества: Высокая эффективность, низкая стоимость и экологически чистая, что делает их жизнеспособными для устойчивого охлаждения. Они набирают популярность в качестве замены для HFC.
• Недостатки: Высоковоспламеняющийся, требующий специализированных систем безопасности и ограничивая их использование в густонаселенных районах или в крупных промышленных условиях.
• Приложения: Используется в отечественном охлаждении и некоторых промышленных чиллерах, особенно в регионах, приоритетных зеленых решений, таких как Европа, и в небольших системах, где меры безопасности являются управляемыми.

R123 (HCFC-123)

• Характеристики: Гидрохлорофлуоруглерод (HCFC) с точкой кипения 82 ° F (28 ° C), используемый исторически в центробежных чиллерах с низким давлением.
• Преимущества: Эффективно для систем низкого давления и совместимо со старым оборудованием.
• Недостатки: Озоновое измельчение с GWP 77, что приводит к его поэтапному выходу в соответствии с протоколом Монреаля. Производство прекратилось в развитых странах к 2020 году.
• Приложения: Найдено в Legacy Chillers, теперь модернизируется или заменяется такими альтернативами, как R245FA или R1233ZD.

R1233ZD

• Характеристики: Хладагент с низким GWP (GWP = 4,5) с точкой кипения 50 ° F (10 ° C), классифицируемой как A1 (низкая токсичность, неволетая).
• Преимущества: Экологически чистый с нулевой ODP и низкой токсичностью, что делает его устойчивым выбором для новых систем.
• Недостатки: Требуется редизайн системы для совместимости и менее установлен на рынке по сравнению с HFC.
• Приложения: Используется в новых чиллерах низкого давления в качестве устойчивой альтернативы более старым HCFC, набирая обороты в современных дизайнах.

R514a (Blend HCFC)

• Характеристики: Смесь HFO с GWP 7, классифицированная как B1 (слегка легковоспламеняющийся).
• Преимущества: Низкий GWP и нулевой ODP, предлагая устойчивый вариант для чиллеров низкого давления.
• Недостатки: Его воспламеняемость требует соображений безопасности, ограничивая его использование в определенных средах.
• Приложения: Используется в чиллерах низкого давления в качестве альтернативы R123, особенно в разработке нового оборудования.

В следующей таблице приведены ключевые свойства и применения этих хладагентов для легкой ссылки:

Выбор правильного хладагента

Выбор хладагента включает в себя сбалансирование эффективности, безопасности, затрат и воздействия на окружающую среду:

• Требования к охлаждению: Высокая емкость требует благосклонности аммиака или R410A; Низкотемпературные приложения могут использовать R404A или углеводороды.
• Экологические правила: Выбирайте варианты с низким GWP, такие как R744 или R717 для соответствия такими стандартами, как поправка Kigali, которая движет фазой HFC с высоким GWP.
• Дизайн системы: Хладагенты высокого давления (например, R744, R410A) нуждаются в надежных компонентах; Вода и аммиак подходят системы поглощения, в то время как HFCS соответствуют парам-сжатиям.
• Безопасность: Нетоксичные, неплохие варианты, такие как R134A или R744, безопаснее в населенных районах, в то время как аммиак требует строгой обработки из-за токсичности.
• Расходы: Вода и углеводороды экономичны, но затраты на установку и техническое обслуживание различаются (например, высокие для R744 из -за требований давления).

Заключение

Наиболее распространенные типы хладагента, используемые в чиллерах, включают воду (в системах поглощения), R134A, R407C, R404A, аммиак (R717), R410A, CO2 (R744) и углеводороды, такие как R290, вместе с новыми опциями, такими как R1233ZD и R514A. Тем не менее, из-за экологических норм и целей в области устойчивого развития, существует четкий сдвиг в сторону хладагентов с низким содержанием GWP, таких как CO2, аммиак и HFO. При выборе хладагента, такие факторы, как охлаждающие мощности, воздействие на окружающую среду, безопасность, стоимость и соответствие нормативно -правовым требованиям, должны тщательно рассмотрены для оптимизации производительности чиллеров при соблюдении современных стандартов.