2017-08-01
R-134A、R-290、R-407C、R-410A與R-22在中小型空調機應用上的比較

 

     

一  一 . 前言

廣泛使用於中小型空調機的R-22已被列為管制品,目前正逐年遞減使用量,並將於公元2030年完全廢止。為了因應管制措施,各國冷凍空調設備製造商與冷媒廠紛紛投入R-22替代品的研發。由於R-22冷媒具有優異的安全性、能源效率、操作特性,使其替代品的研發具有一定的困難度。

 

 

 

二  二. 替代冷媒種類

替代冷媒的著眼點在於(1)降低臭氧層破壞指數,(2)降低冷媒的危險性(如燃燒性、毒性),以安全性高的冷媒混合危險性較高的冷媒,使其混合後濃度低於危險濃度以下,(3)近似於R-22的熱力性質(如操作壓力、能源效率),以期能迅速、方便替代R-22冷媒。

目前提出的替代冷媒,大致可分為純質冷媒與混合冷媒兩大類。例如R-134aR-717(Ammonia,氨)R-290(Propane,丙烷)等為純質冷媒,而R-407CR-410A等為混合冷媒。R-407C的組成為HFC-32/HFC-125/HFC-134a (23/25/52 wt. %),為非共沸(Nonazeotrope)冷媒R-410A的組成為HFC-32/HFC-125(50/50 wt. %),為近似共沸冷媒

 

三.冷媒比較圖

 

已廣為汽車空調系統所採用的R-134a (取代R-12),其優點為:

 

 1.純質冷媒,可用於滿液式系統,系統發生洩漏時成分不致發生變化

 

 2.性極低(允許之暴露濃度為1000 ppm)、不可燃

 

 3.工作壓力低於R-22,無壓力容器結構問題

 

 4.冷媒價格低於R-407CR-410A

 

其缺點為:

 

  1.須使用合成冷凍油,吸濕性極高

 

 2.熱交換器面積大於R-22系統

 

 3.體積製冷能力低於R-22 30%~35%

 

 國內已有製造廠提供R-134a專用的螺旋式壓縮機,並已開始被國內冰水機業者所採用。

 R-407C的熱力性質與R-22非常接近,壓縮機能力及系統之溫度與壓力亦與R-22相仿,被認為是可以直接drop-in之冷媒,

 優特點為:

 

11.應用於空調時之蒸發溫度範圍,其溫度滑落(Temperature glide)約為6℃(10.8℉),利用此特性,

     應用於逆向流之熱交換器將可有效提升熱傳效率

 

22. 當系統充填冷媒時,須採用液態充填。若系統有洩漏發生之時,冷媒成分將發生變化,造成維修上的困難

 

33.須使用合成冷凍油,吸濕性極高

 

44.工作壓力與R-22近似

 

55.系統效率R-22低約5%

 

66. 冷媒價格甚高

  

   R-290(Propane,丙烷)為一自然冷媒,其特點為:1.具強烈可燃性,須做好安全防護措施

 

 2.統效率與R-22相當

 

 3.作壓力低於R-22

 

 4.冷媒充填量少,約為HFC冷媒的50%,且價格便宜

 

 5.有臭氧層破壞或溫室效應的問題

 

 6.使用礦物油做為冷凍油

 

由以上特點可發現,R-290唯一的缺點就是其強烈可燃性(空氣中體積濃度達2~10%時,

即可被火花或400℃以上的高溫物體引燃),除了歐洲外,並不為其他國家接受。

 

 

 

 

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