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氨制(zhi)冷(leng)系統與(yu)氟制(zhi)冷(leng)系統比較
㈠、制冷劑
氨工業冷水機組和氟工業制冷機組（針對R22）都是中溫制冷劑，在常溫下的冷凝壓力和單位容積制冷量相差不大，但為提高制冷量，制冷劑在節流以前一般均需要過冷，實驗表明，當冷凝溫度tk=30℃, 蒸發溫度to=-15℃時，每過冷1℃制冷系數R22增加0.85%，而R717為0.46%.
氨對人體有毒，氨蒸氣無色，具有強烈的刺激性臭味。一旦泄漏將污染空氣、食品，并刺激人的眼睛、呼吸器官。氨液接觸皮膚會引起“凍傷”。如果空氣中氨的容積濃度達到0.5～0.6%時，人在其中停留半個小時即可中毒，濃度達到11～14%時即可點燃，當濃度達到16～25%會引起爆炸（系統中氨所分離的游離氫積累到一定的程度，遇空氣引起強烈爆炸），江浙和福建等地曾多次發生氨壓縮機或制冷系統爆炸事故，導致設備毀壞和人員傷亡的慘重損失。而且，我國已明確規定在人口稠密的場合，不能使用易燃、易爆的有毒制冷劑。
氨在(zai)潤(run)滑油(you)中的溶解度很小，因此氨制(zhi)冷(leng)劑管道及換熱(re)(re)器的表面會積有油(you)膜(mo)，影響(xiang)傳(chuan)熱(re)(re)效果。氨液(ye)的比重比潤(run)滑油(you)小，在(zai)貯液(ye)器和蒸(zheng)發器中，油(you)會沉(chen)積在(zai)下部(bu)，需要定期放出。
因此，從安全、方便、衛生等方面考慮，特別是對工藝冷卻、0℃以下制冷系統氨機不理想。
氟里昂是一種常用的高、中、低溫制冷劑。它無色，無味，不燃燒，不爆炸，化學性能穩定。基本無毒（我國國家標準GB7778-87綜合考慮制冷劑的燃燒性、爆炸性、對人體的直接侵害三個方面的因素，對制冷劑進行安全分類，R22被列為第一安全類，而R717被列為第二安全類），又可適用于高溫、中溫、和低溫制冷機，以適應不同制冷溫度的要求，能制取的最低蒸發溫度為-120℃。
氟里昂能不同程度的溶解潤滑油，不易在系統中形成油膜，對傳熱影響很小。同時，氟里昂制冷機組在設計時還考慮到了工質的替代問題,即在使用新工質時,無須對系統進行改動。
(二)工業冷水機組制冷系統
氨制冷壓縮機本身的特點，蒸發溫度低于-28℃時要采用雙級壓縮，且氨機需提供泵供液系統及復雜的回油機構，致使系統龐大、輔機多、管路復雜，閥門多，施工安裝程序復雜，施工周期長。同時會帶來故障隱患的增加（江浙和兩廣等地，氨系統曾發生多起蒸發管道和加氨管道、閥門破裂、脫開等引起跑氨事故，氨閥閥芯脫落，陷入閥體內卡死的事故更是頻繁發生）。由于氨具有較大的毒性,機房向外開啟的門不允許同向生產性廠房, 氨制冷系統的設備間不宜布置在其它廠房的共同建筑之內。而且氨機運行時噪音大，振動較大，產生的動載荷大，對設備的運行影響不可忽略。因此必須單獨設置機房。且氨系統中閥門均為開啟式閥門，制冷劑的微量泄漏是無法避免的。
氟里昂的(de)特性(xing)決定了氟系統管路(lu)較氨系統簡(jian)單的(de)多。氟里昂機組的(de)配(pei)置已(yi)經非(fei)常完備(bei)，只需簡(jian)單的(de)接管即能投入運行。且(qie)氟機組體(ti)積小，占地少，不需單獨設機房，大大節(jie)省了空(kong)間，機組噪音低，所有(you)閥件(jian)為(wei)全封閉(bi)閥件(jian)，無工質泄漏等問題。
（三(san)）控制系統(tong)
氨系統無法完全實現自動控制。其開、停機及供液調節等工作必須由人工操作完成，需設專業人員對氨機進行24小時管理，且保護裝置不完備。
氟系統(tong)可實現完(wan)全自動控制(zhi)，無需專(zhuan)人(ren)看管。保護裝(zhuang)置完(wan)備，機組配有(you)電(dian)壓保護、溫度(du)保護、電(dian)流保護、壓力保護等完(wan)備的保護措施，并(bing)可實現計算機控制(zhi)，能量調節(jie)范圍(wei)廣。
（四）經濟性
1、設(she)備投資比較：
對于相同的(de)制冷(leng)量、相同的(de)溫度范圍，不同的(de)制冷(leng)機初期投資(zi)是不同的(de)。大型工(gong)程從設備投資(zi)來看，氨制冷(leng)系(xi)統(tong)的(de)整體(ti)設備投資(zi)比氟里昂低(di)。
氨系統包括的設備較多，主要有壓縮機、冷風機、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、低壓循環桶、緊急泄氨器、放空氣器、集油器、氨泵及相應的閥件和旁通閥等。氨對鋼鐵不起腐蝕作用,但當含有水分時，腐蝕鋅、銅、青銅及其銅合金，只有磷青銅不被腐蝕。一般氨系統管路不用銅和銅合金材料而采用無縫鋼管,只有連桿襯套、密封環等零件才允許使用高錫磷青銅，無縫鋼管比銅管造價要低,但其傳熱性能要比銅管差。
氟(fu)(fu)機包括的主要設備有壓(ya)縮機、冷(leng)(leng)風機、冷(leng)(leng)凝器(qi)、油分(fen)離(li)器(qi)、氣液分(fen)離(li)器(qi)、集油器(qi)、貯(zhu)液器(qi)及相應的閥件等(deng)，一般氟(fu)(fu)系(xi)統采用銅管(guan)，而且氟(fu)(fu)系(xi)統旁(pang)通管(guan)少，管(guan)路用量要比(bi)氨系(xi)統的少。
總之，從(cong)大型項目(mu)設備投資(zi)來看，氨系統(tong)要(yao)比氟系統(tong)低(di)。
2、安裝(zhuang)施工投資比較：
由于(yu)氨(an)工業制冷機組系統(tong)結構復雜，安(an)裝施工工程量比較大，因而(er)，工程的(de)(de)安(an)裝施工投(tou)(tou)資(zi)也是不可忽(hu)略的(de)(de)，顯然(ran)，氨(an)系統(tong)的(de)(de)安(an)裝施工投(tou)(tou)資(zi)要比氟系統(tong)的(de)(de)大。
氨(an)系統設備較(jiao)多(duo)，管(guan)路及(ji)旁(pang)通閥連接較(jiao)復雜，因此，安(an)裝施工必須有專業人(ren)員現(xian)場指導，所需人(ren)力物力較(jiao)多(duo)，相應的(de)安(an)裝施工費(fei)用也(ye)多(duo)。
氟設備比較簡單(dan)，系統管路、旁通閥件及輔助制冷設備較少，因此安裝施工方便。
4、安裝調試比較
氨系統(tong)閥件較(jiao)多，安裝(zhuang)調試(shi)(shi)較(jiao)困難，安裝(zhuang)調試(shi)(shi)人(ren)員必須對于(yu)氨系統(tong)相當熟悉，調試(shi)(shi)中對各閥件進行認真調節(jie)，直到系統(tong)運行穩定為止。
氟系(xi)統的安裝調(diao)試比起氨系(xi)統要簡單的多，只要對于氟工業制(zhi)冷機組系(xi)統比較了解，有一定現(xian)場經(jing)驗的施工人員即可(ke)進行系(xi)統的調(diao)試。
5、運行費用比較：
對于制(zhi)冷量大(da)，全年運(yun)行(xing)時間長的(de)制(zhi)冷裝置，顯然運(yun)行(xing)管理費的(de)高低極其重要，甚至比初期(qi)投(tou)資更加重要。因(yin)而(er)，我們應該針對實(shi)際(ji)工程做出比較全面的(de)考慮，從(cong)而(er)選(xuan)擇(ze)合適的(de)制(zhi)冷機(ji)。
氨系統由于很難實(shi)現自動控制(zhi)，因(yin)而，不能達到最(zui)佳運行工況調節(jie)，導致(zhi)制(zhi)冷效(xiao)率低，能量損失(shi)較多。
氟系統可(ke)以(yi)完全實現(xian)自動控制(zhi)，包括最佳運(yun)行(xing)工況的(de)(de)(de)調(diao)節(jie)、蒸發(fa)器供液量(liang)調(diao)節(jie)、冷(leng)間(jian)溫(wen)度及蒸發(fa)溫(wen)度的(de)(de)(de)調(diao)節(jie)、自動融霜、冷(leng)凝壓力自動調(diao)節(jie)、制(zhi)冷(leng)機自動啟(qi)停及能(neng)量(liang)調(diao)節(jie)、制(zhi)冷(leng)輔助設備的(de)(de)(de)自動控制(zhi)等，這就使的(de)(de)(de)氟機可(ke)以(yi)根據實際(ji)情(qing)況進行(xing)能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)調(diao)節(jie)和機組(zu)啟(qi)停的(de)(de)(de)自動化(hua)控制(zhi)管理，這大大提高了制(zhi)冷(leng)效率(lv)，同時也使運(yun)行(xing)費用降低。
系統(tong)無效制冷消耗比較：氨系統設置在常溫環境的低溫設備較多，主要有中間冷卻器、再冷卻器、氨液分離器、低壓循環桶、集油器、氨泵及相應的閥件和旁通閥、供液、回汽管路；氟系統設置在常溫環境的只有回汽管路、分液器，且氟系統為完全蒸發，氨系統為不完全蒸發，同樣大小的系統，氨系統管路比氟系統管路通徑大4～5倍，分液器容積氨系統比氟系統大50倍以上。
同(tong)時由于氨的(de)(de)毒性(xing)特性(xing)，一旦泄漏時，會危及人身(shen)安全或使(shi)(shi)食品受損，所以(yi)氨制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)系統不能采(cai)用直接(jie)(jie)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)，只(zhi)能采(cai)用間接(jie)(jie)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)，間接(jie)(jie)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)是(shi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)間的(de)(de)空(kong)(kong)氣不直接(jie)(jie)與制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)(ji)進行熱(re)(re)交(jiao)換(huan)，而是(shi)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻設備中(zhong)(zhong)的(de)(de)載(zai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)(ji)進行熱(re)(re)交(jiao)換(huan)，然后，帶有(you)一定(ding)熱(re)(re)量(liang)的(de)(de)載(zai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)(ji)再與制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)(ji)進行熱(re)(re)交(jiao)換(huan)的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)。間接(jie)(jie)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻系統常用的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)媒是(shi)鹽水(shui)、水(shui)。間接(jie)(jie)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)裝置較多，費用高；且鹽水(shui)對金屬有(you)腐蝕(shi)作用。由于存在(zai)二次傳熱(re)(re)溫差(cha)，即制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻載(zai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)(ji)，載(zai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)(ji)再冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻庫(ku)房內的(de)(de)空(kong)(kong)氣或貨物(wu)，熱(re)(re)交(jiao)換(huan)效率較低，能量(liang)損失大(da)。使(shi)(shi)經濟(ji)性(xing)下降，因此只(zhi)有(you)在(zai)特定(ding)情(qing)況下，不宜直接(jie)(jie)使(shi)(shi)用制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)劑(ji)(ji)的(de)(de)地方(fang)(fang)（如鹽水(shui)制(zhi)冰、空(kong)(kong)調(diao)系統中(zhong)(zhong)）使(shi)(shi)用。
直接冷卻方式是指冷卻設備在庫房內，制冷劑在冷卻設備中直接吸收庫內熱量而蒸發，從而使庫溫下降的冷卻方式。直接冷卻方式的特點是：!制冷劑在蒸發器內直接蒸發吸熱，發生相態變化，傳熱溫差只有一次，能量損耗小；"與間接冷卻方式比較，系統簡單，操作管理方便，投資及運行費用都較低。
工(gong)業冷水機組系統操作維護(hu)管理費用比較：不(bu)同的(de)制冷(leng)機，它們的(de)操作(zuo)(zuo)調(diao)節和日常維護(hu)(hu)的(de)方便性也各不(bu)相同。顯然，應該盡可(ke)能選擇操作(zuo)(zuo)維護(hu)(hu)方便的(de)制冷(leng)裝置，以(yi)減少操作(zuo)(zuo)維護(hu)(hu)管理的(de)人員和工(gong)作(zuo)(zuo)量(liang)。
氨系統的很多操作管理都必須靠人工實現，因而，現場必須有專業操作人員進行24小時值班，這使得現場的操作維護管理人員和工作量增加，相應的操作維護管理費用也增加。
氟機由于可以實現完全自動化控制，因而，使得現場的操作維護管理人員和工作量減少，可以實現24小時無需專人監控，而機組能夠安全可靠的運行。同時隨著自動控制程度的提高，控制精度提高，制冷的產品質量提高，產品成本將得到控制并降低。
在制冷裝置的設計中，控制方式的選擇是一個重要課題。從節能的角度，自動控制的水平越高，制冷裝置節能降耗的水平越高。自動控制的最大節電效果達44%。同時，隨著自動控制程度的提高，控制精度提高，制冷的產品質量提高，產品成本降低。另一方面，自動控制可以明顯防止事故發生，保障操作人員人身安全。自動控制使操作調節的勞動強度和工作量大大減少，可以減少操作人員，因此有條件時可以選用較高程度的自動控制方式。
維修費用比(bi)較：對(dui)于大型工程，設(she)備的維修費用也是不(bu)可忽(hu)略的一部分。
氨系(xi)統閥件(jian)及(ji)輔助設(she)備(bei)較多(duo)，易漏(lou)點也就(jiu)增多(duo)，這(zhe)就(jiu)無疑增加(jia)了系(xi)統的(de)維(wei)修(xiu)(xiu)管理費用。氨系(xi)統設(she)備(bei)的(de)檢(jian)(jian)修(xiu)(xiu)周期為(wei)(wei)一(yi)年(nian)（更換易損(sun)零部件(jian)），大修(xiu)(xiu)周期一(yi)般為(wei)(wei)三年(nian)（對整個設(she)備(bei)進(jin)行維(wei)修(xiu)(xiu)）。設(she)備(bei)的(de)檢(jian)(jian)修(xiu)(xiu)和維(wei)修(xiu)(xiu)的(de)工(gong)作量和時(shi)間較長。這(zhe)樣長的(de)維(wei)修(xiu)(xiu)期，一(yi)方面(mian)會(hui)增加(jia)支出，另一(yi)方面(mian)也可能影響正常的(de)生產(chan)。
氟系統壓縮機的使用壽命一般為10-15年，無易損件，在使用期間，除日常的維護保養，不需要進行大的維修，這樣就節省了大量的維修費和管理費。
運行(xing)的可(ke)靠性(xing)比較(jiao)：根據制冷(leng)對(dui)(dui)象的(de)(de)不(bu)(bu)同，對(dui)(dui)制冷(leng)過(guo)程的(de)(de)可靠(kao)性(xing)要(yao)求(qiu)也不(bu)(bu)同。對(dui)(dui)于制冷(leng)降(jiang)溫過(guo)程不(bu)(bu)允許(xu)中(zhong)斷的(de)(de)重要(yao)場合，顯然應選擇可靠(kao)性(xing)高的(de)(de)制冷(leng)機(ji)，防止(zhi)由(you)于維修等原因造成重大經濟損失。
氨系(xi)統(tong)輔助設(she)備較(jiao)多，管路比較(jiao)復雜，因而(er)，易(yi)損(sun)件(jian)也多，一旦某個部件(jian)出現故障(zhang)，將會影響整個氨系(xi)統(tong)的制冷(leng)效果，嚴重時(shi)甚至會導致整個制冷(leng)系(xi)統(tong)的癱(tan)瘓。
氟系統比起氨系統要簡(jian)單的多，易損件也少，因(yin)而，氟機(ji)并聯(lian)機(ji)組運(yun)行可靠，即使某(mou)個(ge)部件或一臺壓縮機(ji)出(chu)現故障，也不會影(ying)響到整個(ge)制冷系統，其維(wei)修期(qi)較短。
配(pei)套項目投資(zi)比較：
配(pei)電(dian)要求：氨壓(ya)縮機(ji)單機(ji)裝機(ji)功率大，啟(qi)動電(dian)流大，配(pei)電(dian)要求高(gao)；氟壓(ya)縮機(ji)單機(ji)裝機(ji)功率小，啟(qi)動電(dian)流小，配(pei)電(dian)要求低。
制冷機房配置：因氨為劇毒、易燃、易爆工質，氨機房防震等級為10級；氟機房標準無要求，室內室外均可。因氨系統附屬設備大且多，設備占地面積比氟機大5～10倍。
從很(hen)多實(shi)際工程來比較，大型工程從設(she)備(bei)投資(zi)(zi)(zi)來看，氨制(zhi)冷系統(tong)的整體設(she)備(bei)投資(zi)(zi)(zi)比氟(fu)里昂略(lve)低。但(dan)從附屬設(she)施投資(zi)(zi)(zi)及長期使用及維(wei)修(xiu)、管理費(fei)用來看，氨制(zhi)冷系統(tong)的投資(zi)(zi)(zi)并不低于氟(fu)里昂制(zhi)冷系統(tong)的投資(zi)(zi)(zi)。而中(zhong)小(xiao)型工程的投資(zi)(zi)(zi)氨系統(tong)則明顯高于氟(fu)里昂系統(tong)
氨制冷(leng)系(xi)統和氟(fu)利(li)昂制冷(leng)系(xi)統經(jing)濟性分析
氨工業(ye)冷水機組制(zhi)(zhi)冷系(xi)(xi)統是使用(yong)歷史最長的制(zhi)(zhi)冷劑，它具(ju)有良(liang)好的熱(re)力(li)性質，循環過程中高(gao)(gao)、低壓(ya)力(li)適中，具(ju)有較大(da)的單(dan)位容積(ji)(ji)制(zhi)(zhi)冷量和較高(gao)(gao)的制(zhi)(zhi)冷系(xi)(xi)數，在(zai)我(wo)國(guo)曾得到廣(guang)泛(fan)的應用(yong)，但是，氨易(yi)爆、有毒和強(qiang)烈(lie)的刺激氣味，設(she)備體積(ji)(ji)較大(da)，附屬設(she)備多、系(xi)(xi)統復雜(za)、操作(zuo)維護難度較大(da)、不易(yi)實現操作(zuo)自動化控(kong)制(zhi)(zhi)，隨著(zhu)我(wo)國(guo)經濟的發展及對(dui)生產工藝要求(qiu)的提高(gao)(gao)，氨制(zhi)(zhi)冷系(xi)(xi)統逐漸被氟利(li)昂制(zhi)(zhi)冷系(xi)(xi)統所取代。以下(xia)為(wei)氨制(zhi)(zhi)冷系(xi)(xi)統與(yu)氟利(li)昂制(zhi)(zhi)冷系(xi)(xi)統各項技術指標的舉例對(dui)比：
一(yi)、運行成本(ben)：
耗電(dian)量
為實現本項目制冷設計要求，采用氟利昂制冷系統，比采用氨工質的制冷系統功率低15％。
操作管理成本(ben)
氨制冷系統由制冷機組、氨油分離器、高壓儲液器、冷凝器、低壓循環儲液桶、集油器、氨泵和冷風機等組成，管路復雜，操作管理難度大，對操作人員的專業水平要求很高，同時由于難于實現自動化，系統需要有操作人員24小時值班操作管理，按每班3人技術大約需要12名操作人員（4班3倒）：而氟利昂制冷系統管路簡單，閥門等可操作較少，自動化程度高，只需1～3人就可進行操作管理，每年可節省人工費20萬元左右。
維修成本
氨制冷系統平均每運轉3000小時（約3個月）需對機組配件進行檢修、更換，同時更換很多潤滑油：氨制冷劑雖然價格便宜，但是由于氨制冷壓縮機多開啟式，易泄漏，每年需要補充大量的制冷劑：
二、初投資
土建投資：氨制冷系統附件較多，需要分別設置機房和設備間，占地面積大。氨制冷系統裝機容量約增加15％。
三 、其(qi)他
1、氨和(he)潤滑(hua)油不互(hu)溶，氨系統在運行一段時間后，冷凝器等換熱設備底部會沉積(ji)大量(liang)油污，使得(de)換熱器熱效率降(jiang)低(di)。所以需要定期(qi)人工清理(li)。
2、當空氣中氨濃度達到一定值時，遇(yu)明火易爆炸，要求機(ji)房有良好的(de)通風，這樣，機(ji)房和設備間只能(neng)設置在(zai)一角或單獨設置，造成系(xi)統(tong)管路較長，冷(leng)量(liang)損(sun)失(shi)較大。
3、由(you)于氨毒性較(jiao)大(da)，一(yi)旦泄漏(lou)(lou)，尤(you)其是庫內部分泄漏(lou)(lou)，造成污(wu)染(ran)，影響生產環(huan)境。
4、由(you)(you)于氨制(zhi)冷系統(tong)(tong)(tong)自動化程度較低，系統(tong)(tong)(tong)運行(xing)的可(ke)靠性、經(jing)濟性基本上由(you)(you)人員決定，物品質(zhi)量(liang)也由(you)(you)操(cao)作(zuo)人員決定，這(zhe)就(jiu)使操(cao)作(zuo)人員要經(jing)過(guo)培訓(xun)才能掌握(wo)操(cao)作(zuo)技能在；而氟利昂(ang)制(zhi)冷系統(tong)(tong)(tong)為自動化運行(xing)，系統(tong)(tong)(tong)的可(ke)靠性基本上不受人為因素影響(xiang)。
綜上所述，氨工業冷水機組制冷系統雖然一次性投資較氟利昂系統便宜15％。但是每年的運行管理費用要比氟利昂工業制冷機組系統多出10％，僅2～3年就要高出氟利昂系統。所以采用氟利昂系統更經濟實惠。目前新建項目95％以上采用氟利昂制冷系統，且大多數老舊的氨制冷系統改造基本上被氟利昂制冷系統所取代。
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