氨是一种天然的中温制冷剂,具有优良的环境性能和热力学性能。
(1)氨的消耗臭氧潜能值ODP= 0,温室效应潜能值GWP= 0,是一种环境友好型制冷剂;
(2)氨的临界温度和临界压力分别为132.3℃和11.33MPa,高于R22(96.2℃ 4.99MPa)和R410A(70.2℃ 4.79MPa),可在较高的热源温度和冷源温度下实现亚临界制冷循环;氨的标准沸腾温度(- 33.4℃)低,在蒸发器和冷凝器中的压力适中,单位容积制冷量大,导热系数大,蒸发潜热大(- 15℃时的蒸发潜热是R22的6.4倍,是R410A的5.5倍),节流损失小,制冷系数高,在相同工作温度和制冷量的条件下,与R22等制冷系统相比,其压缩机和换热器的尺寸可以更小,可节省材料;
(3)氨分子量为17,蒸气密度比空气小,泄漏时极易上升从屋顶逸出室外;氨极易溶于水,当遇到大量泄漏的紧急情况时容易排除,此外,氨允许的含水量为0.2%以下,即使有微量水存在,也不会像氟利昂容易出现“冰塞”,故对氨制冷系统管路系统的干燥要求不如氟利昂那样严格;
(4)氨的来源广泛、价格低廉,在相同充注体积下,其充注成本仅为R22的1 10左右;比R410A则更为廉价。
氨制冷剂并不十全十美,也存在以下缺点:
(1)氨的绝热指数较大(k= 1.40),在蒸发温度较低、冷凝温度较高时压缩机的排气温度较高,为保证润滑油的润滑特性,必须采取相应的冷却措施;
(2)氨与矿物基润滑油和PAO润滑油不相容,且因氨的密度比润滑油小,润滑油沉积在制冷系统的管道、容器的底部,故通常采用满液式蒸发器和氨泵供液形式,并结合采用油分离器和集油器等设备,通过手动与自动控制使润滑油安全返回压缩机;
(3)氨对钢铁、铝等金属材料无腐蚀作用,但当氨中含有水分时,则对锌、铜、铜合金(磷青铜除外)有腐蚀作用,故在氨制冷系统的设备、管道、仪表、阀门具有“避铜”要求;
(4)氨具有刺激性气味且有一定的毒性和可燃性,在其安全性分类中属于B2类制冷剂。当其在某一空间积聚的浓度达到一定限度时,若人暴露在其中,将会对人的身体产生一定的危害;只有在较高温度下,氨和空气混合物体积浓度达到16%~ 25%时遇明火可引起爆炸;故在《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》中规定为II AT级,在《建筑设计防火规范》中规定为乙类[8],即氨属于最低爆炸危险等级。这些缺点都使其应用受到了一定的限制,不宜用于民用建筑的空调冷源系统。