R600a,R290,R1234yf 易燃制冷剂
制冷剂本身就属于易燃气体,接触到火源(电火花、火焰、静电)时有被点燃或燃烧并引发火灾的风险。着火下限(LFL)和上限(UFL)决定了物质在特定条件下产生火焰的能力。这些限值明确了物质在空气中被点燃的浓度范围。低于 LFL 时,浓度过低,不会燃烧或爆炸;高于 UFL 时,意味着浓度过高或氧气不足,也不会燃烧或爆炸。因此只要正确处理、使用和储存制冷剂,引起火灾的风险会非常低。用户、制造商、安装人员和所有其他接触易燃制冷剂的人员,都务必遵循安全守则。
易燃制冷剂的全球升温潜能值(GWP)低、臭氧消耗潜能值(ODP)为零、供应广泛且价格低廉。这类制冷剂能效高、成本低且质量好,即使有易燃的特点也仍被广泛用于制冷和空调设备中。
在轻型商用和家用电器中使用的常见易燃制冷剂是 R290 和 R600a,R1234yf 多用于汽车空调系统、迷你酒吧和卡车冰箱。
制冷剂 | R600a | R290 | R1234yf |
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着火下限 | 1.5%:按体积计算 (38 g/m³) | 2.1%:按体积计算 (39 g/m³) | 6.5% :按体积计算 (72 g/m³) |
着火上限 | 8.5%:按体积计算 (212 g/m³) | 9.5%:按体积计算 (171 g/m³) | 12.3%:按体积计算 (135 g/m³) |
自动点火温度 | 460°C | 470°C | 405°C |
安全等级 | ||
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易燃性较高 | A3 | B3 |
易燃 | A2 | B2 |
易燃性较低 | A2L | B2L |
几乎不发生燃烧 | A1 | B1 |
毒性较低 | 毒性较高 |
A2 和 A2L(分别为 B2 和 B2L)安全等级之间的主要区别在于制冷剂产生火焰的能力。*L 组制冷剂会燃烧,但其燃烧速度低于 10 cm/s,也就是低于 A2 或 A3 等级。这很难被点燃且容易自熄。
使用易燃制冷剂的系统在设计和操作是需遵循安全预防方针。且只能用于新装置,不能作为现有 HFCs 系统的直接替代品。电气设备须符合 IEC/EN 60079-15 标准,正常使用不产生火花或有外壳保护。
为预防易燃制冷剂引发火灾,已根据相关标准限制接入电源的规格。这些标准因州和地区而异,为确保符合法律要求,必须查阅相关规定。如果需要增大功率,则需须进行风险分析以识别所有潜在危害来确保产品的安全性。此外,还须考虑应用安装地点的电源情况和周边点火源。
为将燃烧风险降至最低,ISO5149 或 EN378 等安全标准针对使用易燃制冷剂的系统的设计、制造、安装和运行都设立了规范。
思科普使用易燃制冷剂的压缩机在出厂时不充注制冷剂,但也会贴附黄色警告标志。
充注制冷剂
可依照设备重量或体积充注制冷剂,这一步必须谨慎且准确。易燃制冷剂的充注量较低,因此可以使用称重法。冰箱制造商也会在标签、数据表、目录或其他文件上注明制冷剂的类型和用量。而最佳充注量,是在设备正常运行和标准实验环境下测试时检测到的。
依照 EN 60335-2-89 欧盟法规,为降低易燃风险和毒性危害,规定设备的最大制冷剂充注量为 150g。这个数据可涵盖大多商品经销和食品零售店用到的设备。远程控制系统需遵循与以上不同的 EN378 标准,虽没有充注量限制,但明确了其他安全规定。
提高 HC 制冷剂充注量
国际电工委员会(IEC)自 2019 年对 IEC60335-2-89 全球安全标准进行了最新修订,允许在增加独立式商用制冷设备中易燃制冷剂的充注量。生态解决方案的发展和对更高充注量的需求促成了这一进展。该标准并不是强制性的,需要在地方机构通过并调整后才能生效。
此次修订涵盖了所有安全等级,但燃烧极限变更为为 13*LFL。对于单回路控制系统,安全等级为 A3 的制冷剂(R290、R600a)的充注量限值从 150g 增至 500g,A2 和 A2L 等级制冷剂(R1234yf、R454C、R455A)从 150g 增至 1200g。该标准涵盖的设备包括展示柜和储藏柜、冷藏柜和冷冻柜、台上式和台下式设备、急速冷却机和急速冷冻机以及商用制冰机。其他所有设备,如自动售货机、冰淇淋机、实验室设备和家用制冷设备,可执行各自标准。
为避免增加用户的使用风险,新修订版还规范了充注量较高时的额外安全要求和措施。包括密封制冷剂回路,防止制冷剂部件被无故接触,应用结构上加入防振设计,以及在设备上标明安装所需占用的最小面积。
安装和维修
使用易燃制冷剂系统的安装和维护维修,必须由经过相关培训的人员进行。这包括工具的使用常识、压缩机和制冷剂的运输以及相关规定和安全预防措施。
由于维修过程存在制冷剂释放或泄漏的可能性,因此应消除任何潜在的火源,并通过空气或使用换气扇进行适当通风。该区域还应贴有警告标志,并使用专为特定制冷剂设计的泄漏探测器进行监测,确保制冷剂浓度不超过限值。室内必须备有灭火器,并全程佩戴个人防护设备(PPE)、手套、护目镜和抹布。
当系统未通过使用易燃制冷剂的批准,且未经过电气安全标准测试时,严禁将 HCFC 和 HFC 制冷剂更换为 R600a 和 R290。