HFC-134a由于其GWP还较高,因而还只能作为过渡性替代物,碳氢化合物虽然是一种长期性替代物,但其可燃性、易爆性仍然妨碍着它的推广应用。为此,近年来开始探索ODP为零、GWP也很小的一些长期替代物。
我国清华大学朱明善教授介绍了自行开发的一种三元亚共沸混合物THR02(清华2号),可以作为一种很有前景的替代CFC-12的长期替代物DTHR02这种亚共沸混合物既发展了碳氢化合物等环保与热工性能好的优势,又采用阻燃剂抑制了其可燃性,具有以下特点:
环保性能好,-0,0卿<50(0阢-12为8500,1^(:-1343为1300)、无光雾反应;②安全性能好、无毒、不燃、不爆;
③热工性能好,COP与冷量均优于CFC-12,运行参数与CFC-12相似,节能潜力大,充灌量可减少20%左右;④滑移<1T,成分泄漏的影响很小;
⑤直接充灌式(Dmn-in),不需改动现有CFC-12制冷系统与部件设备,不必改换CFC-12压缩机与原矿物冷冻油;⑥转轨费用低,不必改造原生产线。
⑦蒸气压曲线与CFC-12非常接近,探讨了它的可燃性,表明是不燃的;⑧给出了热工性能模拟计算与冰箱热工性能试验的结果,以及在低电压(187V)高环境温度(38冗)正常启动的启动曲线。
从上述特点可以看出,THR02是一种很有前景的长期性替代物。
替代物R134a与压缩机冷冻润滑油如何配用?
关于与HFC-134a相配的润滑油,国内外专家已经做了大量的研究工作,目前主要看好具有髙溶解性的聚醚润滑油和多元醇润滑油。由于PAG与矿物油相互溶解性差,因此用PAG替代矿物油时必须将制冷系统清洗干净,否则制冷系统管路有可能被阻塞造成系统工作性能下降。:然而将矿物油清洗干净是非常困难的,如果完全更新设备,其代价又十分昂贵。因此,目前多推荐与HFC-134a具有良好互溶性的多元醇酯类润滑油,特别是对于安装有电机部件的封闭式压缩机,由于其具有较高的容积电阻率和较低的介电常数,因而保证了较髙的电绝缘要求。
根据多年的设计制造和使用经验,制冷系统和压缩机的设计人员对润滑油的第一位要求是,在制冷系统的所有可能的压力、温度和制冷剂的浓度范围内,均与HFC-134a制冷剂互溶。这主要是为了保证润滑油随制冷剂回流到压缩机中,否则压缩机将失去润滑功能导致性能下降,同时也会导致换热器性能下降和毛细管发生“蜡堵”。由于分子结构一边有F原子,HFC=134a的极性高于CFC-12,因此,在使用CFC-12的旋转式压缩机中,环烷矿物油与CFC-12是互溶的,但它与HFC-134a是不互溶的。
由于HFC-134a分子结构中不像CFC-12中含有氯原子,而氯可以起到抗磨损添加剂的作用,因此,HFC-134a/酯类油系统的润滑油要低于目前使用的CFC-12/矿物油系统的润滑性。在酯类油中,由于结构的判别而导致润滑性的差异是不清楚的。在像约束润滑的恶劣条件下,髙极性酯类组分在金属表面的吸附润滑中占有较大的因素,而较少考虑烷基组分结构的分子重量规格的构成。然而,这些发现不与润滑剂的耐热、耐压破坏载荷一致,因此,髙负载的滞塞现象应与低负载发生在压缩机中的磨损现象分别考虑。这也就是说,仅通过改进酯类基础油就能够使HFC-134a/酯类油的润滑性能与传统的CFC-12/矿物油相当是不可能的。因此,滑动部分和添加剂应同时被研究。
为了提髙酯类油的润滑性,目前多使用公认的含磷添加剂、氟化物或含有机物的钼添加剂进行应用试验。
旋转式压缩机使用不同类型的润滑油导致性能的差异主要是由于润滑油粘度的差异。HFC-134a/润滑油混合物的粘度是影响压缩机性能的关键因素。对应最大COP有一个最优粘度,制冷量也有一最佳值。存在最佳COP粘度的原因有两个:一个是轴承磨擦损失最小的最佳粘度(机械损失),一个是压缩机依赖通过间隙的漏人油密封,漏入量取决于HFC-134a/油混合物的粘度。如果将运行过程中的HFC_134a/油混合物的粘度选择适当,其COP值就有可能接近目前CFC-12/矿物油的水平,这是由于HFC-134a/油的最佳粘度值能够使压缩机的各个磨擦面形成正常的油膜厚度,将磨擦损失降至最低。再者它可以保持滚动活塞表面与滑片等处的良好密封,使之不致于发生密封性能不良或增大单位制冷量消耗的功率。
润滑油的热稳定性与水稳定性是极其重要的化学性能。由于某些情况下,制冷系统中某一部位(如压缩机壳体内和出口处)的温度相当高,最高处有时达到175尤,冷库安装这就要求制冷系统中润滑油有较好的热稳定性和吸湿性。CFC_12/矿物油很容易干燥并能保持干燥状态。而目前与HFC-134a互溶的酯类油具有较强的亲水性,使得它具有带入一定量的水份进入系统的可能性。它可能导致铜的转移(镀铜),系统内某些部件的腐蚀、材料的退化(润滑油/制冷剂的反应,非金属材料的侵蚀)等现象可能会因水分的存在而加速21.我国研制成功的新型制冷剂清华TH系列的技术保?如何?
①环境性能。被美国环保局、国家环保总局和中国环境标志产品认证委员会确认。
②可燃性和毒性。经美国环保局风险性评审,获通过。
③长期稳定可靠性。国际Castrol公司和中国石油化工研究院确认了油溶性;有关企业和我们按美国标准的试验确认了材料相容性。
④制冷性能。被国家家用电器质量监督检测中心、中国家用电器研究所、国家轻工业局家用电器质量监督检测站、省市技术监督局、制冷设备和压缩机企业等确认。
⑤产品质量。被山东省技术监督局确认。
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