氨制冷PK氟制冷，哪個好？

制冷行業(yè)中氨制冷和氟制冷一直是人們爭論的焦點，選擇何種制冷方式能夠使經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益最大化。本文客觀分析了氨、氟制冷劑和氨、氟制冷系統(tǒng)的性質(zhì)，并對兩種制冷方式在行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、存在問題、研究方向進行綜述，利于人們對這兩種制冷方式有清晰的了解。
1、氨制冷劑（R717）和氟制冷劑(R22和R404A)的性質(zhì)對比

安全性方面：氨的易爆性和毒性大大限制了其應(yīng)用，且隨著近幾年氨制冷系統(tǒng)的問題消息頻出，人們對氨制冷系統(tǒng)產(chǎn)生一定的畏懼心理。氟制冷劑具有較高的安全性是近年來氟制冷系統(tǒng)發(fā)展迅速的主要原因。

環(huán)保性方面：氨的ODP為零，GWP也為零。R404A是一種對環(huán)境較為友好的制冷劑，而R22制冷劑由于其環(huán)保性能差，發(fā)展中國家將在2020年之前會限制其應(yīng)用。目前行業(yè)內(nèi)人士在積極尋找環(huán)境較為友好的可替代制冷劑。

材料兼容性：當氨含有水分時，對銅有腐蝕性，故氨系統(tǒng)的管道和閥件均不能采用銅及銅合金，在系統(tǒng)裝置材料選擇上有一定的局限性。氟制冷劑的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定均很高，理論上對所有金屬都不具有腐蝕性。

與水作用：氨允許的含水量為0.2%以下，由于氨極易溶于水，即使有微量水存在，也不會像氟利昂出現(xiàn)“冰塞”，故對氨制冷系統(tǒng)給管路系統(tǒng)的干燥要求不如氟利昂那樣嚴格。氟利昂難溶于水，因此系統(tǒng)中若有水分存在時，易造成冰塞，通常我們在系統(tǒng)中設(shè)有干燥過濾器。

與油作用：目前氨制冷系統(tǒng)的潤滑油為礦物油，不能與氨互溶，通常都會設(shè)置油分離器和集油器等設(shè)備，通過自動或手動控制使?jié)櫥头祷貕嚎s機。    R404A不能與礦物油和烷基苯油混溶，但可以與聚酯油（POE）混溶。但在高溫時（50℃左右）有不溶解的分層現(xiàn)象，同時R22也與潤滑油微溶解，因此通常大型氟制冷系統(tǒng)也會設(shè)置油分和儲油器等設(shè)備。

以R404A為例，這兩臺壓縮機的區(qū)別僅是制冷劑不同。在相同的蒸發(fā)溫度（-10℃）、冷凝溫度（45℃）、液體過冷度（0K）和吸氣過熱（10K）下對比R717、R22以及R404A的制冷能力。氨在制冷量、COP、質(zhì)量流量方面均比氟更有優(yōu)勢，但是R717的排氣溫度比R22與R404A高出很多，這對系統(tǒng)部件的配置要求會增加。

氨比氟單位質(zhì)量的制冷量大得多，說明氨的制冷能力較好，然而當蒸發(fā)溫度達到-33.33℃時，氨的表壓為0，為了避免系統(tǒng)在負壓下工作，一般氨主要用于蒸發(fā)溫度在-33.33℃以上的系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)復(fù)雜性

氨制冷是泵供液系統(tǒng)，由于氨制冷系統(tǒng)所使用的礦物潤滑油不與氨互溶，因此氨系統(tǒng)不可缺少油分、集油器等設(shè)備來保證系統(tǒng)的回油和降低系統(tǒng)溫度，使氨系統(tǒng)的油路系統(tǒng)非常復(fù)雜。這些使得氨系統(tǒng)龐大、輔機多、管路復(fù)雜、閥門多、施工復(fù)雜、施工周期長。    氟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小，附件少，機組的配置已經(jīng)非常完善，且大部分可以在機組供應(yīng)商的工廠內(nèi)完成。

3、設(shè)備投資

氨系統(tǒng)包括的設(shè)備較多，主要有壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、油分離器、高低壓貯液桶、中間冷卻器、再冷卻器、氨液分離器、低壓循環(huán)桶、緊急泄氨器、放空氣器、集油器、氨泵及相應(yīng)的閥件和旁通閥等，造成現(xiàn)場安裝工作量大。    氟系統(tǒng)包括的主要設(shè)備有壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、油分離器、集油器、氣液分離器、貯液器及相應(yīng)的閥件等，一般氟系統(tǒng)采用銅管或鋼管，接管方便，布管簡單，管路用量要比氨系統(tǒng)的少。    氨、氟制冷設(shè)備投資的的費用，在同一設(shè)備質(zhì)量和控制方式水平下，對于小型冷庫（壓縮機小于50Hp），氟比氨的設(shè)備價格低10%以上。大中型冷庫，價格相差無幾。若采用進口或進口件國內(nèi)組裝的氟制冷設(shè)備，比進口的氨制冷設(shè)備便宜30%以上，但是比國產(chǎn)氨制冷設(shè)備貴20%-30%。
4、自動化程度 由于國產(chǎn)氨系統(tǒng)的閥件受閥件材質(zhì)、加工設(shè)備與加工工藝等因素，氨系統(tǒng)的閥件的泄漏問題嚴重，難以做到高程度的自動控制，需要專門人員二十四小時管理（注：現(xiàn)在也有自動化氨庫，只是比較少）。氟系統(tǒng)由于各部件產(chǎn)品成熟、性能穩(wěn)定，則容易實現(xiàn)高集成化的，較為穩(wěn)定的自動控制，基本實現(xiàn)系統(tǒng)運行無人值守。 由于氟利昂制冷劑對大氣環(huán)境的危害，近年來氟制冷的使用受到了一定限制，因此積極尋找較為理想的制冷劑是氟制冷的發(fā)展方向。人們對氟利昂替代制冷劑的尋找有了積極的進展，有專家學(xué)者指出，替代R22的較好的制冷劑為R407C、R410A和R32等。
5、結(jié)論
從制冷劑性質(zhì)和目前的應(yīng)用特點方面對比分析了氨和氟制冷劑的優(yōu)缺點，表明氨制冷具有較好的制冷性能，而氨的毒性和危險性是我們不得不考慮的，因此我們需要持續(xù)研究與改進氨制冷系統(tǒng)客觀存在的問題。
氟制冷較好的安全性和簡潔性在中小型冷庫中應(yīng)用較為廣泛，當前也有向大型化發(fā)展的趨勢，而氟利昂對大氣環(huán)境的危害不得不引起重視，因此尋找更為理想的制冷劑仍然是今后研究的重點和方向。