关于冷水机组制冷剂的选用说明
1.欧盟F-gas法规修订后的要求
欧盟最新的含氟温室气体(F-gas)法规修订案(简称新欧盟F-gas法规修订案,英文原文见附件)于2024年2月7日发布、2024年3月11日生效。该法规定义的含氟温室气体包括HFCs、PFCs、HFOs、HFEs及其混合物等物质。
新欧盟F-gas法规修订案规定,HFCs削减的基线值为2015年的1.8亿吨CO2当量,到2025年削减75.7%,2027年削减87.7%,2030年削减94.8%,2045年削减97.3%,2050年削减100%。削减的物质为HFCs(HFC-134a、HFC-32、HFC-125、HFC-143a等单一制冷剂,以及R410A、R404A、R407C、R507等混合制冷剂),不包括HFOs(R515B、R1234ze(E)、R1233zd(E)、R513A、R454B、R454C等)。
按照上述要求,R407c是不能再使用,在HFOs类中,R454C是有在试验和验证。
2.R407c与R454C的物性参数
1)2种制冷剂的容积制冷量排序为R407C>R454C。
2)2种制冷剂的气体密度排序为R454C>R407C。根据流体能量守恒定律,气体流动动能与气体密度成正相关关系,制冷剂流动动能越大,携带润滑油的能力越强,对压缩机机械部件的润滑效果越好。
3)R454C的GWP低于150,其沸点与R407C相当,在低温条件下使用,系统管路不会出现因凝固而堵塞的现象。但是R454C滑移温度与R407C相当,R454C安全分类为A2L,属于微可燃制冷剂。因此,对R454C系统密封性要求相对较高,应防止因系统密封不良导致制冷剂泄漏及其组分变化。
4)R454c替换R407c系统的性能对比,从图中看到如果原系统直接跟换R454c,制冷量比R407c的低约8%左右,需要增加压缩机的排量,但是性能系数有所提高约5%。
3.安全性分析
目前两个项目的机组都安装在室外通风的位置,机组也带有风机,制冷剂充注量1kg以内,如有泄漏也会迅速的释放到大气中去。
R454c的自燃温度为444℃,在机组中没有这样的温度出现。
R454c的可燃下限浓度值为7.7vol%,在DB项目中因安装位置底部是横梁,进出风口与外部是联通的,达不到这个浓度值。
另外根据IEC60335-2-40的要求,如果系统充注量mc小于m1时,认为即使泄漏也不会对安全产生影响,没有房间面积和通风需求。使用可燃制冷剂的系统充注量mc大于m1 时,应当注明可以使用房间的最小面积Amin。
对于A2L制冷剂,m1=6*LFL。其中LFL为最低可燃限值,查询可知R454C的LFL为0.286kg/m3,那么对应R454C的m1值即为1.716kg。
机组电气元件的影响
制冷设备使用的某些电气元件在正常使用的情况下,可能会产生电火花或者高温。在使用可燃性制冷剂的系统中,如果制冷剂出现泄漏并积聚在这些元件周围,那么就会形成发生火灾的条件,使得这些元件成为点火源。
标准规定了使用可燃性制冷剂的设备结构应该能保证泄露的制冷剂不会流入或者积聚在安装有可能成为点火源的电气元件的区域,该元件在正常或者制冷剂泄漏的情况下均能正常工作。