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冷库制冷剂的替代要求

运用层次分析法提出了替代新工质“三原筛选法”通则,即从安全性、环境可接受性和装置适用性三方面涵盖替代工质必要的属性,用于考证和优选新工质,该方法对于替代新工质的筛选具有普遍参考价值。根据该通则,理想的替代工质应该满足以下要求:
(1)安全方面:毒性和可燃性。替代工质有可靠的安全性,无毒、不燃。
 
(2)环境方面:臭氧层破坏潜能、全球变暖潜能和光雾效应。替代物的臭氧消耗潜能(ozone depletion potential, ODP)值为0,GWP值接近0。
 
(3)直接充灌方面:溶油性、与材料的兼容性和单位容积制冷量。新工质对金属和非金属的腐蚀性小,有良好的化学稳定性、材料和润滑油的相容性。
 
(4)热工参数:蒸发压力、冷凝压力、排气温度和滑移温度。蒸发压力、冷凝压力、排气温度与被替代物相近,滑移温度为0。
 
(5)循环性能:性能系数、单位质量制冷量和压缩比。替代物的循环性能与被替代物相近。
 
(6)价格方面:制造成本低,生产工艺简单,管理方便。
 
在寻找替代工质时要注意热力参数:压力、温度、比容、焓、熵、比热和绝热指数等之间的关系。这些关系决定了制冷循环特性,其中最引人注目的有蒸发和冷凝压力(P)、压缩比(元)、压缩机排气温度(t)、 单位容积制冷量(q、) 及性能系数(COP)。高压系统的管道承压大,设计要求高,但有利于缩小机组体积,使设备更加紧凑;循环压缩比直接影响压缩机容积效率,过高的压比会引起容积效率下降,从而导致实际制冷量下降,能耗增加;单位容积制冷量q越大,相同制冷能力下压缩机尺寸越小,有利于节约设备耗材,减少初投资。性能系数COP越大,说明能源利用率越高,节能效果越好。在能源日益匮乏,节能呼声不断高涨的今天,高性能系数制冷空调系统受到越来越多消费者欢迎,同时它也是各国研究者追求的参数之一。