“氟氯”有界,安全无界——冷媒监测势在必行

2023-06-25 行业资讯丨美思编辑部

“氟氯”是平流层臭氧杀手

臭氧在大气层中所占的比例很小,但它的存在对于人类的生存至关重要。大部分臭氧位于离地球表面10至40公里的高空,即平流层,大气中90%的臭氧位于平流层。

平流层中的臭氧吸收太阳光中对生物有害的部分紫外线辐射,因此,平流层中的臭氧被认为是“好的”臭氧。与此相反,地球表面由污染物形成的过量的臭氧可能对人类、植物及动物造成危害,因此被认为是“坏的”臭氧。在地球表面及低层大气层中自然形成的臭氧也是有益臭氧,因为它有助于去除大气中的污染物。

CFCs氟制冷剂之所以会破坏臭氧层,是因为CFCs进入大气后会分解出氯原子(Cl),氯原子会跟臭氧(O3)作用而生成氧气(O2)和氧化氯(ClO);虽然大气中氯原子数量仅有臭氧的1/1000,但由于氧化氯是一种不稳定的自由基,在高空低温的状态下,很容易两两结合形成过氧化氯(ClOOCl),而过氧化氯吸收阳光后又会分解出氯原子,结果造成氯原子生生不息,单是一个氟氯化碳(CFC)分子,足可破坏数以万计的臭氧分子。科学家估计,造成臭氧层破洞的各项因素中,这种过氧化氯循环的效应占了50~70%。

由此可见,氟、氯对臭氧层的影响深远。

二代、三代制冷剂的主要原料为烷烃氯化物/烯烃氯化物(来自石油工业与氯碱工业)及氢氟酸(原料为萤石与浓硫酸)、二代制冷剂、三代制冷剂对氢氟酸的单耗通常为0.5、0.9吨/吨。第四代制冷剂的制备方法众多。当量上,每生产一吨R1234yf需要消耗4吨R22,氢氟酸单耗为2吨/吨,因为第三、四代制冷剂不含氯元素,所以对臭氧无破坏作用。

家用与商用空调占据了冷媒市场的大半江山

氟制冷剂主要消费行业包括:房间空调、冰箱冷柜、工商制冷、汽车空调、消防器材生产、发泡剂生产、气雾剂生产等领域。

不同型号制冷剂在各制冷场景中的应用有所差异

从市场需求结构上来看,家用和商用空调占据制冷剂需求绝对比例,在上一篇《漫谈冷媒的“前世今生”看懂四代冷媒进化史》曾提到过新生产的空调少部分仍采用R22外,主要采用三代制冷剂R410a或R32,其中R410a由R32和R125混合而成,其GWP值高于R32,但可燃风险相对较低,目前有被R32替代的趋势。

提到R32,我们不得不关注目前各类家电产品所使用各类冷媒的专利权。发达国家及其跨国公司利用自身的技术和资本优势,曾一度形成了对环保制冷剂技术专利的高度垄断,极大地限制中国制冷产业的发展。

大金工业株式会社于2019年7月1日宣布了一项开放专利的承诺,承诺对单独使用HFC-32(R32)制冷剂的空调之生产、销售时所需的相关专利不行使专利权。进而推动R32在日本、东南亚等国家和地区的应用步伐。

R410A、R454B的专利则仍然掌握在少数几家跨国企业手中,比如美国杜邦、霍尼韦尔、丹麦的丹佛斯等。

与此同时,因第四代冷媒R290可以便捷地从石油、天然气中提取,具有无氟和低碳的双重优势,打破了以专利技术获取丰厚利润的盈利模式,被行业公认为最具发展潜力的新冷媒。但因其易燃易爆的特性,灌注量受到了限制,现阶段包括欧盟、中国多应用在移动空调,以及家用1匹、1.5匹等小匹数产品上,还没有向2匹、3匹,甚至大型中央空调机组使用,在应用范围上有所限制。格力空调于2011年建成全球首条R290冷媒空调生产线,可以生产定频、变频家用分体式空调、移动空调、窗机、抽湿机等产品。

从全球范围来看,R32已成为全球公认的环保新冷媒,北美以R410A为主,但有R32/HFO混合冷媒;澳洲也是R32变频为主,而欧盟则是分体空调用R32,移动空调用R290;东南亚等国用R32,而日本则100%为R32,中国则是R32、R410A、R290各有涉及。

一般情况下,制冷剂在空调的管道中是循环使用的,如果不泄露是不需要加氟的。

冷媒泄露主要是因为以下几个原因:

01

设计或制造缺陷

一些空调在设计或制造过程中可能存在缺陷,导致制冷剂管道连接不牢固,密封不完全,从而导致泄漏。

02

磨损或老化

空调中的制冷剂管道和密封件会随着时间的推移而磨损和老化,导致密封不再有效,从而导致制冷剂泄漏。

03

错误的安装或维修

空调在安装或维修过程中,如果没有按照正确的程序进行,或者没有使用正确的工具和材料进行维修,可能会损坏制冷剂管道或密封件,从而导致泄漏。

04

意外损坏

在某些情况下,空调系统中的制冷剂管道可能会因为意外事故而受到损坏,例如碰撞、摔落等,导致制冷剂泄漏或者燃爆事故。

第三代、第四代冷媒泄露轻则引起身体不适,重则发生燃爆事故,人财两失,因此冷媒监测势在必行。

冷媒泄露,美思先端传感器灵敏监测

美思先端研制的MGS11冷媒传感器采用NDIR非分红外吸收原理,结合高精度采样电路,内置温度补偿和自校准功能,可以对环境中二氟甲烷气体浓度进行实时在线监测,保证用户生命财产安全,可广泛应用于商用空调、中央空调、制冷机组等制冷剂泄露检测。

冷媒传感器产品视频

高耐受性,高可靠性

  • 业界最宽工作温度范围

  • NDIR原理气体选择性好

  • 车规级电磁兼容设计

小型化

  • 精巧可靠,为更大的功能节省空间

  • 节省空间的同时兼顾节能

  • 多种型号、外观,满足终端产品结构设计多样化需求

全行业覆盖

  • 多种规格等级,多种输出方式,多种测量方式,自由搭配,满足各行业应用需求

随着第三代、第四代冷媒的广泛推广与应用,冷媒传感器也开始登上时代的舞台,不同的冷媒拥有不同的安全等级,目前R32的安全等级为A2L,弱可燃,慢毒性;R290既不损害臭氧层,也无温室效应,可燃易爆;R410A安全等级A1,在理论循环性能方面,R32系统制冷量比R410A要高12.6%,功耗增加8.1%,综合节能4.3%。

商用空调、中央空调、制冷机组等产品制冷剂泄露不容小觑,炎炎夏日,各类空调的使用频率越来越高,冷媒监测也需跟上节奏,美思先端MGS11系列冷媒传感器可为广大受众的生命财产安全保驾护航。

冷媒科普小知识

R32中文名二氟甲烷,是一种卤代烃,简称R32。在常温下为气体,在自身压力下为无色透明液体,易溶于油,难溶于水,是一种拥有零臭氧损耗潜势的制冷剂。

R454B是一种轻度易燃的低全球变暖潜能值(GWP)氢氟烯烃基制冷剂,可在新设备设计中取代R410A。它提供了性能的最佳平衡,可在直接膨胀式空调、冷水机组和热泵应用中取代R410A。R454B具有与R410A相似的性能,无需重大修改即可轻松且经济高效地应用于新设备。

常温常压下,R410A是一种不含氯的氟代烷非沸混合制冷剂,无色气体,贮存在钢瓶内是被压缩的液化气体。其ODP为0,因此R410A是不破坏大气臭氧层的环保制冷剂。R410A主要用于替代R22和R502,具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好等特点,大量用于家用空调、小型商用空调、户式中央空调等。

R-290(丙烷)的GWP为3,是一种制冷及制热能效比都较高的制冷剂,适用于单冷型及热泵空调。但是,R-290制冷剂安全性等级为A3,极易燃,可燃性较 R-152a更高。

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