氨冷媒介绍（二）-暖通空调资料分享-筑龙暖通空调论坛

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KmyqzO.T

发表于2006-09-22 | 只看该作者

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3

在马达部分，氨冷媒系统通常使用开放式系统，以避免氨冷媒与马达绕组接触。新一代的轴封技术可使每年冷媒泄漏降至0.01%以下。由法兰衔接的开放式马达，校准的工作相当重要。半密闭式马达目前已完成商用运转测试，它使用铝绕组 (较昂贵)或被包封住的铜绕组。中型压缩机的开放式马达亦可以使用磁性偶合装置取代法兰衔接。
　　氨冷媒热交换器的材料问题
　　氨冷媒拥有相当好的热力性质，但仍需要搭配高效率热交换器才能完全发挥其优异性能。以HFCs或HCFCs冰水机为例，所使用的壳管式热交换器，往往使用具有复杂热传表面的高效率热传加强管，在过去十年中已有长足的进步。然而，氨冷媒并不能使用铜管，传统的碳钢壳管式热交换器要比其它冷媒的尺寸大许多，这也使得冷媒充填量增加，基于安全理由，这并不是大家所欲见到的结果。新的解决方案必须找到新的材料组合、热交换器技术(例如板式热交换器、高效率热传管)、新的可溶冷冻油与膨胀装置等。
　　对于氨冷媒而言，最常使用的材料是钢(碳钢或不锈钢)，但其热传导性比铜与铝差。它的硬度也很难加工制作高效率热传表面。碳钢又极易腐蚀，不能用于水冷式冷凝器。解决之道是使用较薄的不锈钢热传管，不锈钢的积垢容许比碳钢稍低。
　　除了钢之外，钛亦是个不错的材料，但其造价极高，目前仅用于氨冷媒海水冷凝器。铝适用于氨冷媒，且热传特性佳，易于制造高效率热传管，但却亦腐蚀于水或不冻液，实用上并不理想。要如何克服热传材料的问题目前仍是个挑战。

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各式热交换器
　　传统大型的满溢式蒸发器或液泵循环系统，由冷媒充填极大，并不适用新的热交换器，所谓新的热交换器包括壳管式热交换器、板式热交换器、混合式热交换器。
　　直膨壳管式热交换器无法用于大型系统，原因是它通常是由膨胀阀所控制，然而膨胀阀的流量范围有限，无法管制极大的冷媒流量，且由于氨冷媒具有高蒸发潜热，一旦失控使液态进入蒸发器，将严重损坏压缩机。但目前用于中小系统的氨冷媒膨胀阀，已有长足的进步。
　　若遇到不易控制的系统，可以使用电子式膨胀阀，它可以提供极佳的控制。另外如前所述，与氨冷媒互溶的油已开发出来，解决了回油不良的问题，但目前仍限于-20℃(-4

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KmyqzO.T

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气冷式冷凝器
　　气冷式冷凝器的缺点是冷凝压力高使得系统效率差。但是，由于其安装容易与水源日益珍贵，使得气冷式冷凝器的需求不减反增，从安全的角度来看，气冷式冷凝器是个不错的选择。目前氨冷媒所用的气冷式冷凝器为钢管搭配铝鳍片或不锈钢鳍片，但其造价要比HFCs、HCFCs所用的铜管铝鳍片贵许多。在未来全铝热交换器将极有潜力。
　　对大型系统而言，水冷式冷凝器的成本较低。气冷式冷凝器较不适于应用在高温区域，因为高冷凝温度代表高冷凝压力，对氨冷媒而言，新一代的压缩机应克服高压运转的问题，特别对氨冷媒往复式压缩机而言，高吐出温度比其它冷媒更为明显，解决方法为使用压缩机水套冷却或液态冷媒喷射。

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板式热交换器
　　传统的冷媒用板式热交换器是属于硬焊型，其焊接材料与氨冷媒并不相容，新一代的氨冷媒专用板式热交换器采用镍焊材与全不锈钢板材，已解决上述问题。此外它也已克服热应力的问题，特别是往复式压缩机的高吐出温度。目前已作为蒸发器与冷凝器之用。制造厂正努力改进性能与压损。
　　板式蒸发器与膨胀装置与冷媒供给系统的配置有数种方法，传统的做法是使用缓冲桶藉由重力供给冷媒进入蒸发器。这种做法必须在蒸发器上方装置一缓冲桶，较占空间，冷媒充填量亦较多，这样的系统可以使用不相溶的冷冻油。
　　新的做法是采用喷射器(ejector)，将缓冲桶的液态冷媒藉由冷凝器来的高压液态冷媒，经由喷射器抽送进入蒸发器。如此做的好处是：
　　膨胀的闪气使得冷媒充填量可减少
　　冷媒侧热传因冷媒流速提高而增强
　　以喷射器作为膨胀装置较为简单
　　缺点是：
　　可能会旁通有限的气态冷媒使得制冷能力减少
　　操作条件变动时(冷凝、蒸发压力)调整弹性较低
　　若板式蒸发器作为直膨蒸发器使用，热交换效率较低，但不需使用缓冲桶，使用时必须小心设计以使进入板片的冷媒量均匀。同时也需要高性能的膨胀阀，例如电子式膨胀阀等。
　　板式蒸发器的积垢容许值比壳管式热交换器低，若是前者采用不锈钢材质而后者采用碳钢的话，其差距更大。
　　在清洗方面，若作为蒸发器之用，可以不用清洗，冷凝器则必须清洗，但硬焊式板式冷凝器完全无法清洗，卡式板式热交换器清洗时必须打开水侧与冷媒侧，极为麻烦。
　　在尺寸方面，由于HFCs、HCFCs所用的板式热交换器亦为不锈钢，但氨冷媒的热传特性高出甚多，因此氨冷媒板式热交换器可以有较小的尺寸，但其优势仅止于用于满溢式系统，若用于直膨系统时就不如壳管式热交换器了。因此板式热交换器通常用于高效率机种。有时会采用壳管式冷凝器搭配板式蒸发器来使用。

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