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数据中心常用制冷剂对比:R410a VS R134a

更新时间:2023-07-14      点击次数:1329


数据中心常用制冷剂对比:R410a VS R134a




目前数据中心主要使用两种制冷剂,一种是R410a,主要用于小型或中型的数据中心,空调制冷量在300-400KW的,另一种是R134a,主要应用于大型车载空调系统、冷冻水机组等。


一.基本信息


R-410a制冷剂


别名R410a,商品名称有Freon 410a、SUVA 9100、Genetron AZ-20、Genetron 410a等。


制冷的时候系统工作压力为0.7-0.8MPa,制热时候系统工作压力2.88-3.2MPa


由于R-410a属于HFC型近共沸环保制冷剂,是目前世界绝大多数国家的认可并推荐的主流中高温环保制冷剂,符合美国环保组织EPA、SNAP和UL的标准,符合美国采暖、制冷空调工程师协会(ASHRAE)的A1安全等级类别.


R410a主要特点


(1)不破坏臭氧层。其分子式中不含氯元素,故其臭氧层破坏潜能值(ODP)为0。


(2)毒性极低。容许浓度和R22同样,都是1000ppm。


(3)不可燃。空气中的可燃极性为0。


(4)化学和热稳定性高。


(5)水分溶解性与R22几乎相同。


(6)是混合制冷剂,由两种制冷剂组成


(7)不与矿物油或烷基苯油相溶。(与POE[酯润滑油]、PVE[醚润滑油]相溶)。


R410a主要用途


(1)R410a作为当今广泛使用的中高温制冷剂,主要应用于家用空调、中小型商用空调(中小型单元式空调、户式中央空调、多联机)、移动空调、除湿机、冷冻式干燥器、船用制冷设备、工业制冷等制冷设备。


(2)R410a制冷剂是新装制冷设备上替代氟利昂R22的最佳和最终选择(通常为空调系统),对于初装使用R22的制冷设备,维修或替换时可以以R410a直接替换R22。


R134a制冷剂


别名R134a、HFC134a、HFC-134a、商品名称有Freon 134a、Genetron 134a、KLEA 134a等,中文名称四氟乙烷,英文名称1,1,1,2-tetrafluoroethane,化学名1,1,1,2-- 四氟乙烷,化学式CH2FCF3。


由于R134a属于HFC类物质,因此不破坏臭氧层,是当前世界绝大多数国家认可并推荐使用的环保制冷剂,也是目前主流的环保制冷剂。


制冷的时候系统工作压力约0.3~0.4MPa;制热的时候系统工作压力约1.2~1.4MPa。


R134a的应用特性


(1)R134a的全球变暖潜能值(GWP)为1300属于温室气体。


(2)R134a的消耗臭氧潜能值(ODP)为0,这是R134a成为环保型制冷剂的理由。


(3)R134a的比容是R22的1.47倍,且蒸发潜热小,因此R134a机组的冷冻能力仅为R22机组的60%。按单位制冷量价格计算,R22机组的价格约为R134a机组的60%左右。


(4)R134a的热传导率比R22下降10%,因此R134a机组的换热器的换热面积需要更大。


(5)R134a的吸水性很强,是R22的20倍,因此对机组系统中干燥器的要求更高,以避免发生冰堵现象。


(6)R134a比R22对橡胶类物质的膨润作用较强,在实际运行中冷媒泄漏率较高。另外对铜的腐蚀性较强,使用过程中会发生“镀铜现象",因此系统中必须增加添加剂。


(7)R134a系统需要专用的压缩机及专用的脂类润滑油,脂类润滑油由于具有高吸水性、高起泡性及高扩散性,在系统性能的稳定性上劣于R22系统所使用的矿物油。


(8)R134a等HFCs类冷媒及其专用脂类油的价格高于R22,设备的运行维护成本更高。


R134a主要用途


(1)R134a作为使用泛的中低温环保制冷剂,是R12的替代品。


(2)主要应用于在使用冰箱、冷柜、饮水机、汽车空调、中央空调、除湿机、冷库、商业制冷、冰水机、冰淇淋机、冷冻冷凝机组等制冷设备中,同时还可应用于气雾推进剂、医用气雾剂、杀虫药抛射剂、聚合物(塑料)物理发泡剂,以及镁合金保护气体等。


二.两者对比

1、热力性质


R410a系统工作压力较R134a高,运行压力大概高出50%~60%,在相同的冷凝或蒸发工况下,R410a的dP/dT均比R134a高出很多。因此,在热力物理特性方面,R410a比R134a要好。


2、环保特性


ODP值(消耗臭氧潜能值)均为0,但R134a制冷剂的GWP值(全球变暖潜能值)比R410a低很多,R410a的CO2减排比例比R134a高38%,这就表示在CO2减排方面R134a明显优于R410a制冷剂。


3、循环性能


R410a单位容积制冷量比R134a要高出1.2倍左右,功耗增加1.5%,实验结果也表明采用了R134a的制冷系统比R410a能效比略高。


4.制造成本


R410a制冷剂在容量和压力上都高于R134a制冷剂,不但可以用更小排量的压缩机,还可以用更小直径的管路和阀门,所以使用R410a制冷剂系统成本较低。而R134a要想达到同样的制冷量,需要更高的输气量。如果使用同一种形式的压缩机,那需要配置更大排气量的压缩机,更大的蒸发器、冷凝器和管路等,这会导致制冷系统的制造成本增加,微小型数据中心不建议使用。


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R410a制冷剂与R134a制冷剂部分特性对比




由此可见,与R134a相比,R410a具有一定优势,目前主要在小机组上使用。而R134a现在主要应用在热泵机组和家用冰箱等场所,在离心冷水机组中也有使用,不过在蒸发温度低于-15℃时,不建议使用R134a。但是它们的GWP值都比较高,随着环保压力日渐增大, R410a和R134a的也将被逐渐替换,到时候数据中心又会出现哪些新的主流制冷剂呢?这些变化又会对压缩机、UPS等设备提出哪些新的要求呢?我们将会持续关注这些制冷动态,并第一时间与大家分享。


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