真空计在冷媒加注中的应用与法规要求

真空计在冷媒加注中的应用与法规要求

目前常用的冷媒（制冷剂）根据环保性、能效及法规要求，主要分为以下几类，涵盖传统氟碳冷媒、氢氟烃（HFCs）、氢氟烯烃（HFOs）及天然冷媒：
一、氢氟烃（HFCs）
替代早期CFCs/HCFCs，无臭氧层破坏（ODP=0），但高全球变暖潜能值（GWP）。  
R134a冷媒：用途：汽车空调、商用制冷（如冰箱、冷水机）。  GWP：1430，正被逐步淘汰（欧盟已禁用新车）。  
R404A冷媒： 混合冷媒（R125/R143a/R134a），用于低温冷冻（超市冷柜）。  GWP：3922，多国限制使用。  
R410A制冷剂： 近共沸混合冷媒（R32/R125），家用/商用空调主流。   GWP：2088，逐步被R32替代。  
R32制冷剂： - 单组分，空调替代R410A（能效更高）。  GWP：675，但具轻度可燃性（A2L安 全等级）。  

二、氢氟烯烃（HFOs） 
低GWP（＜1-10），环保替代品，部分为A2L（弱可燃）。  
R1234yf： 汽车空调替代R134a（GWP=4），欧盟强制使用。  需要防泄漏设计（可燃性A2L）。  
R1234ze：商用制冷、热泵（GWP=1），替代R134a。  
R454B（HFO混合冷媒）：  替代R410A（GWP=466），空调/热泵应用。  零ODP、极低GWP，但需特殊安 全措施。  
R290（丙烷）：  家用空调、小型热泵（GWP=3），A3级（高可燃）。   欧洲广泛使用，中国逐步推广（充注量受限）。  
R600a（异丁烷）：家用冰箱（GWP=3），需防爆设计。  
CO₂（R744）：   跨临界循环商用制冷（超市、热泵热水器）。  GWP=1，高压系统（工作压力达100 bar）。  
*氨（R717）：  工业制冷（冷库、食品加工），高效但有毒（B2L级）。  

四、过渡性冷媒（HCFCs） 
逐步淘汰中，发展中国家仍有使用。  
R22： 旧式空调/制冷设备，ODP=0.05，GWP=1810，多数国家已禁用。  

五、应用场景参考**  
| **冷媒类型** | **典型应用**                | **替代方向**               |  
|--------------|-----------------------------|---------------------------|  
| R410A        | 家用/商用空调               | R32、R454B                |  
| R134a        | 汽车空调、冷水机            | R1234yf、R513A（HFO混合） |  
| R404A        | 低温冷冻设备                | R448A（GWP=1273）、CO₂    |  
| R290         | 小型热泵、移动空调          | 需防爆设计                |  

低GWP、高效且安 全的冷媒（如HFOs、天然冷媒）将成为主流，但需配套技术（如防泄漏、高压系统）支持。选择时需综合评估法规、设备兼容性及成本。

在制冷系统中，真空计/真空规是确保冷媒（制冷剂）加注前系统真空度达标的关键工具，直接影响系统性能和合规性。以下是真空计在冷媒加注中的应用要点及法规要求：

一、真空计在冷媒加注中的应用

1. 抽真空阶段  
    目的：移除系统中的空气和水分，防止冰堵、腐蚀或冷媒污染。  
    真空度要求：通常需达到 500 microns（微米）以下约0.5 Torr），或按制造商规范。  
    设备选择：  高精度真空计（如电容式、热电偶式或皮拉尼真空计），量程需覆盖1-1000 microns。  要避免使用低精度机械表（如复合压力表），可能无法检测微量水分或非冷凝气体。
2. 保压检漏： 抽真空后关闭阀门，观察真空计/真空规读数是否稳定（如30分钟内上升≤100 microns），确认系统无泄漏。

3. 冷媒加注条件：真空达标后，方可注入冷媒，避免非冷凝气体影响制冷效率。

二、关键法规与标准
1. 国际通用标准  
   ASHRAE 15：规定制冷系统安 全要求，包括真空检漏程序。  
    EPA 608认证（美国）：  
    要求使用高精度真空计（≤500 microns）进行抽真空，防止冷媒泄漏。  
      分阶段抽真空（如先抽至2500 microns，再充注干燥氮气冲洗，抽至500 microns以下）。  
    EN 378（欧盟）：要求系统真空度确保无水分和不可凝气体。
2. 冷媒类型差异  
    HFCs（如R134a、R410A）：需严格真空，水分含量≤100 ppm。  
    天然冷媒（如CO₂、氨）：真空要求更高（如CO₂系统需≤200 microns）。  
   可燃冷媒（R32、R290）：需额外防泄漏检测（如气泡检漏或电子检漏仪）。
3. 区域法规举例 
   中国：GB/T 9237-2017《制冷系统及热泵安 全与环境要求》参照ISO 5149。  
   日本：JIS B 8607规定真空检漏标准。
三、操作建议与合规要点
1. 设备校准与维护
    定期校准真空计（如每年一次），确保读数准确。  
     使用前检查传感器是否污染（油蒸气可能影响热电偶计精度）。
2. 分阶段抽真空  
    大系统建议采用“深抽真空+氮气冲洗”循环，确保水分彻底移除。
3. 记录与报告

    保存真空度数据及操作日志，以备环保审查（如EPA 608要求保留5年记录）。

4. 安 全防护  

   - 真空泵需配备止回阀，防止油倒吸污染系统。  
   - 处理可燃冷媒时需防爆设备（如防爆真空泵）。
四、常见问题与解决
真空度不达标：可能因泄漏、真空泵能力不足或系统潮湿（需延长抽真空时间或更换干燥剂）。  
法规处罚风险：未达标真空操作可能导致冷媒泄漏罚款（如美国EPA高达罚至37,500美元/日）。

通过合规使用真空计并遵循上述标准，可确保制冷系统高效运行，同时满足环保与安 全法规要求。建议始终以制造商手册和新法规为依据。

PIRANI皮拉尼热导率真空计/真空规工作原理

1.加热：将一个小型加热器放置在真空室中，温度传感器（热电偶或热电堆或热敏电阻）放置在距离加热器已知距离处。

2.气体导热测量：当存在气体时，它会将热量从加热器中传导出去。传热速率受气体导热系数的影响，导热系数随压力而变化。

3.温度差：测量加热器和温度传感器之间的温差。该差值用于计算腔室中的压力。

PIRANI皮拉尼热导率真空计应用

• 实验室真空系统
• 气体分析
• 环境监测
• 冷媒加注

MEMS微机械加工皮拉尼真空计传感器的相对低成本、小尺寸和良好的灵敏度使其成为中低真空范围内常规真空测量的很好选择。相对于其他类型的真空计，它们的精度较低（读数的5%），这限制了它们在非关键应用中的使用。它们对反应性气体的敏感性意味着它们必须与工艺气流隔离。

MEMS和灯丝皮拉尼真空传感器的比较

MEMS微机械加工和灯丝皮拉尼真空传感器的比较
特点	灯丝皮拉尼真空传感器	MEMS皮拉尼真空传感器
尺寸	较大	极其小且紧凑
响应时间	中等	快
灵敏度	好	高
功耗	中等	低
制造过程	简单	复杂
成本	低	稍高
耐久性	坚固	更坚固
集成性	有限	易于与电子设备集成

MEMS和加热灯丝皮拉尼真空计传感器都具有独特的优势，根据其设计和性能特点适用于不同的应用。灯丝皮拉尼传感器以其坚固性、宽测量范围和成本效益而闻名，使其成为工业和实验室应用的理想选择。另一方面，MEMS皮拉尼真空传感器利用先进的微细加工技术实现小型化、快速响应时间和高灵敏度，使其适用于便携式、消费类和物联网应用。随着真空技术的不断进步，MEMS和灯丝皮拉尼真空计传感器之间的选择将取决于应用的具体要求，包括尺寸、灵敏度、功耗和成本考虑。

TCD-5880皮拉尼真空规传感器

TCD-5880真空规传感器对薄膜中心的热电堆的热接点和芯片框架上的冷接点之间的热阻进行测量。这是通过使用加热电阻加热膜的中心来实现的。由此产生的中心温度升高通过6组热电堆来测量。实际温度升高取决于膜中心和环境之间的有效热阻，这受到环境气体热阻的影响。TCD-5880真空规传感器安装在6引脚TO-5上金属基座上。

TCD-5880皮拉尼真空计传感器技术参数

@环境温度22°C和1 V电源
尺寸：敏感元件尺寸（mm3)：2.50 x 3.33 x 0.3
尺寸：TO-5晶体管基座（mm2)：9Фx 6
针脚长度（mm）：13.5
TO-5重量（g）：0.71
TO-5+带筛网金属帽+过滤器的重量（g）：1.05
输出
在<1 mPa（V/W）的真空中：130
在100 kPa（V/W）的空气中：30
在10 MPa（V/W）的空气中：26
在氦气中，100 kPa（V/W）：7
在氦气中，10 MPa（V/W）：6.9
时间常数
空气中（ms）：9
在真空中（ms）：36
稳定性
短期，1天（ppm）：1
长期，1年（ppm）：100
热阻
膜（kK/W）：100
膜+空气（kK/W）23
Max.加热电压
空气中（V）：2.5
真空（V）1