碳氢化合物

一般属性

以下类型的碳氢化合物通常用作制冷剂:

  • R290 丙烷
  • R600a 异丁烷
  • R1270 丙烯

还有很多碳氢化合物也用作制冷剂,例如乙醇、丙烷或丁烷的混合物。

自 1980 年代后期以来,人们一直在讨论丙烷作为 CFC,特别是 R22 (HCFC) 的替代品。除了高可燃性外,R290 具有与 R22 非常相似的特性。作为制冷剂,它具有悠久的历史,因此是一种重要的候选替代选择。但是,可燃性局限了它的使用。随着 CFC 开始淘汰,全球某些领域开始在家用装置中采用异丁烷 (R600a) 作为制冷剂,随后推出了 R290,用于替代大量应用中使用的 R134a、R22 或 R404A。

效率

碳氢化合物具有优异的热力学属性,在大多数应用中,它在这方面的表现不亚于或优于 HCF 或 HCFC 制冷剂。

安全

碳氢化合物具有极高的可燃性,必须小心处理。如果使用得当,碳氢化合物可以用于大量制冷和空调应用。为了确保安全,碳氢化合物应用必须遵守多项国际、地区和国家标准和法规。只有当浓度介于可燃性下限和上限之间时,碳氢化合物存在爆炸危险。近年来,安全标准正在迅速发展,这对于充分发挥这些制冷剂的潜力十分必要。主要标准有 IEC 60335-2-40、IEC 60335-2-89、ISO 5149 和 EN378。

只要遵守安全标准,泄漏制冷剂的浓度将不会高于可燃下限(LFL)。一旦高于可燃下限,即使在极端环境中,制冷剂也会被火源引燃。所以,我们必须根据制冷剂的充注量做好必要的安全防范和良好的系统设计。通常情况下,我们必须免应用内部出现火源。尽管气态碳氢化合物比空气重,会在肺部取代空气,但大多数碳氢化合物没有毒性,主要安全隐患源自可燃性。

    R600a   R290
可燃下限 (LFL) 1 .8% 约 38 g/m3 2 .1% 约 38 g/m3
可燃上限 (UFL) 8 .5% 约 203 g/m3 9 .5% 约 171 g/m3
自燃点 494 °C      
可燃下限和上限        

只有经过可燃性制冷剂制冷系统维护和安装认证的授权人员,才能进行安装和维护。

环境影响

碳氢化合物属于天然制冷剂组,其 ODP 为零,GWP 也几乎为零。一般来说,碳氢化合物是来自石化行业的副产品。

压力与温度

碳氢化合物的制冷属性,例如压力、压力比和排气温度,在许多方面与 HCFC 和 HFC 类似。

化学性质

最常用的碳氢化合物(丙烷和异丁烷)与标准油和与氢氟碳化合物一起使用的材料兼容。但丙烯是个例外,它与氯丁橡胶不相容 因此,该制冷剂必须采用特殊的 O 形圈。

经济性

采用碳氢化合物的系统的相对成本很大程度上取决于应用本身。在生活和小型商业制冷应用中,系统的成本与含 HFC 系统的成本相当。在商业和工业制冷应用中,由于需要为电气设备配备防爆外壳,带有 HC 的系统往往比较昂贵,但对于放置在室外的冷水机来说,所增加的安全成本要低得多。

典型应用

碳氢化合物的典型应用包括:

  • 家用冰箱和冷柜
  • 饮料冷却柜
  • 冰淇淋冷冻柜和商用冷冻柜
  • 商用冰箱
  • 啤酒冷却柜
  • 饮料自动售货机
  • 除湿器
  • 热泵
  • 超市制冷(与二次制冷相结合或作为 CO2 复叠系统中的高温段)
  • 小型空调
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