制冷行业中氨制冷和氟制冷一直是人们争论的焦点，选择何种制冷方式能够使经济、环境、社会效益最大化。本文客观分析了氨、氟制冷剂和氨、氟制冷系统的性质，并对两种制冷方式在行业中的应用现状、存在问题、研究方向进行综述，利于人们对这两种制冷方式有清晰的了解。

 

　　1、氨制冷剂（R717）和氟制冷剂(R22和R404A)的性质对比

 

　　安全性方面：氨的易爆性和毒性大大限制了其应用，且随着近几年氨制冷系统的问题消息频出，人们对氨制冷系统产生一定的畏惧心理。氟制冷剂具有较高的安全性是近年来氟制冷系统发展迅速的主要原因。

 

　　环保性方面：氨的ODP为零，GWP也为零。R404A是一种对环境较为友好的制冷剂，而R22制冷剂由于其环保性能差，发展中国家将在2020年之前会限制其应用。目前行业内人士在积极寻找环境较为友好的可替代制冷剂。

 

　　材料兼容性：当氨含有水分时，对铜有腐蚀性，故氨系统的管道和阀件均不能采用铜及铜合金，在系统装置材料选择上有一定的局限性。氟制冷剂的化学稳定性和热稳定均很高，理论上对所有金属都不具有腐蚀性。

 

　　与水作用：氨允许的含水量为0.2%以下，由于氨极易溶于水，即使有微量水存在，也不会像氟利昂出现“冰塞”，故对氨制冷系统给管路系统的干燥要求不如氟利昂那样严格。氟利昂难溶于水，因此系统
中若有水分存在时，易造成冰塞，通常我们在系统中设有干燥过滤器。

 

　　与油作用：目前氨制冷系统的润滑油为矿物油，不能与氨互溶，通常都会设置油分离器和集油器等设备，通过自动或手动控制使润滑油返回压缩机。

 

　　R404A不能与矿物油和烷基苯油混溶，但可以与聚酯油（POE）混溶。但在高温时（50℃左右）有不溶解的分层现象，同时R22也与润滑油微溶解，因此通常大型氟制冷系统也会设置油分和储油器等设备。

　　以R404A为例，这两台压缩机的区别仅是制冷剂不同。在相同的蒸发温度（-10℃）、冷凝温度（45℃）、液体过冷度（0K）和吸气过热（10K）下对比R717、R22以及R404A的制冷能力。氨在制冷量、COP、质量流量方面均比氟更有优势，但是R717的排气温度比R22与R404A高出很多，这对系统部件的配置要求会增加。

　　氨比氟单位质量的制冷量大得多，说明氨的制冷能力较好，然而当蒸发温度达到-33.33℃时，氨的表压为0，为了避免系统在负压下工作，一般氨主要用于蒸发温度在-33.33℃以上的系统。

 

　　2、系统复杂性

 

　　氨制冷是泵供液系统，由于氨制冷系统所使用的矿物润滑油不与氨互溶，因此氨系统不可缺少油分、集油器等设备来保证系统的回油和降低系统温度，使氨系统的油路系统非常复杂。这些使得氨系统庞大、辅机多、管路复杂、阀门多、施工复杂、施工周期长。

 

　　氟系统结构紧凑，占地面积较小，附件少，机组的配置已经非常完善，且大部分可以在机组供应商的工厂内完成。

 

　　3、设备投资

 

　　氨系统包括的设备较多，主要有压缩机、蒸发器、冷凝器、油分离器、高低压贮液桶、中间冷却器、再冷却器、氨液分离器、低压循环桶、紧急泄氨器、放空气器、集油器、氨泵及相应的阀件和旁通阀等，造成现场安装工作量大。

 

　　氟系统包括的主要设备有压缩机、蒸发器、冷凝器、油分离器、集油器、气液分离器、贮液器及相应的阀件等，一般氟系统采用铜管或钢管，接管方便，布管简单，管路用量要比氨系统的少。

 

　　氨、氟制冷设备投资的的费用，在同一设备质量和控制方式水平下，对于小型冷库（压缩机小于50Hp），氟比氨的设备价格低10%以上。大中型冷库，价格相差无几。若采用进口或进口件国内组装的氟制冷设备，比进口的氨制冷设备便宜30%以上，但是比国产氨制冷设备贵20%-30%。

 

　　4、自动化程度

 

　　由于国产氨系统的阀件受阀件材质、加工设备与加工工艺等因素，氨系统的阀件的泄漏问题严重，难以做到高程度的自动控制，需要专门人员二十四小时管理（注：现在也有自动化氨库，只是比较少）。氟系统由于各部件产品成熟、性能稳定，则容易实现高集成化的，较为稳定的自动控制，基本实现系统运行无人值守。

 

　　由于氟利昂制冷剂对大气环境的危害，近年来氟制冷的使用受到了一定限制，因此积极寻找较为理想的制冷剂是氟制冷的发展方向。人们对氟利昂替代制冷剂的寻找有了积极的进展，有专家学者指出，替代R22的较好的制冷剂为R407C、R410A和R32等。

 

　　5、结论

 

　　从制冷剂性质和目前的应用特点方面对比分析了氨和氟制冷剂的优缺点，表明氨制冷具有较好的制冷性能，而氨的毒性和危险性是我们不得不考虑的，因此我们需要持续研究与改进氨制冷系统客观存在的问题。

 

　　氟制冷较好的安全性和简洁性在中小型冷库中应用较为广泛，当前也有向大型化发展的趋势，而氟利昂对大气环境的危害不得不引起重视，因此寻找更为理想的制冷剂仍然是今后研究的重点和方向。