目前,冰箱CFCs制冷剂主要有两种替代方案,即以美国、日本为首的采用HFC-134a替代CFC-12方案和以欧盟为首的Hc~600a代替CFC-12方案。相比之下,HFC-134a的GWP(温室效应系数)不为零,产生温室效应,是《京都议定书》中受限制气体之一,因而不是最终替代方案;而HC-600a的ODP(臭氧破坏系数)=0,GWP=0,无温室效应,属一步到位的最终替代方案。下面就HC-600a制冷剂特点、HC-600a冰箱设计要点及产品故障维修工艺作一说明。 

一、常用制冷剂特性参数 
    表1列出了三种常用制冷剂的主要特性参数。 

二、制冷系统设计差异 
    1、压缩机:HC-600a专用,气缸容积比CFC-12约增大70%,润滑油为矿物油,密封或固态式启动及保护装置,COP值较高,噪声振动较低,高低压差较小,运行工况较优越。 
    2、冷凝器、蒸发器与CFC-12系统基本相同。 
    3、毛细管长度需根据试验情况在CFC-12基础上作适当调整,一般应稍减短。 
    4、采用XH-9专用干燥过滤器。 
    5、HC-600a充注量约为CFC-12的35%~40%,具体数值由试验确定,要求较精确,误差±1g以内。 

三、安全性设计原则 
    Hc-600a制冷剂燃烧爆炸的三个条件:(1)异丁烷制冷剂发生泄漏;(2)泄漏的异丁烷制冷剂达到爆炸的浓度(1.8%~8.4%);(3)电气件产生电火花或电气件表面温度达到异丁烷燃点(460℃),三者缺一不可。因而,设计时应注意以下点。 
    1、所有电气件及电气开关尽量设在冰箱外部,如温控器、门控开关、电脑板及电气插接件等;在箱体内部的电气元件须选用防爆型或作防爆处理。Hc-600a制冷剂冰箱对电气件要求为:封装且呈固体状态;封装在一个密封盒内;安装位置远离制冷回路。 
    (1)采用耐热、耐寒材料; 
    (2)对易发生短路危险或产生火花危险的部位,采用密封结构和温度保护装置; 
    (3采用符合要求的连接器,保证连接部位的强度; 
    (4)采用防腐蚀镀层,保证连接部位的表面不易锈蚀,并从结构上确保其充分接触; 
    (5)对于有相对运动的部件,保证有足够的间隙或有防摩擦的保护; 
    (6)采用符合电气强度要求的绝缘材料; 
    (7)采用限制温度的装置或降低加热器的发热功率,从而降低最高表面温度; 
    (8)采用优质安全型的防爆电气件。 
    2、蒸发器采用内藏式及加厚盘管壁厚,并适当提高耐压值水平和防锈防腐处理。 
    3、制冷盘管减少焊接接头,减少制冷剂泄漏的概率。 
    4、控制加热器具表面温度(<400℃)。 

四、防爆工艺设计 
    1、对制冷系统密封性要求高,须增加氦检漏(充注前)和四极质谱检漏(充注后)工位以测试异丁烷泄漏情况。蒸发器应保压检漏。避免制冷剂充注后泄漏的冰箱进入试验线测试房,以保证车间生产的安全性。 
    2、检漏时应注意:制冷系统工作时检查系统的高压侧,制冷系统不工作时检查系统的低压侧。否则,如有泄漏,水份将被吸入制冷系统内。 
    3、管路连接可采用锁环连接技术,制冷剂充注后改用超声波焊接封口或洛克环系统封口新工艺,也可采用焊接方法封口,但需确保封口钳夹紧工艺管,不会泄漏,并对焊接工艺提出了具体的机械性能要求。 
    4、充注制冷剂、封口、测试及返修区域,需增加抽排风系统和安全警报装置,对操作员工进行安全操作规范培训后才能上岗。 

五、生产线防爆控制 
    制冷剂灌注线: 
    异丁烷一增压泵一罐注机一充注生产 
    根据“碳氢化合物+氧气+高能量点=燃烧(爆炸)”,建议具体控制措施如下: 
    1、控制碳氢化合物 
   (1)防止碳氢化合物泄漏; 
   (2)所有碳氢化合物可能泄漏处加强抽排风,并装配报警探头; 
    (3)尽量减少碳氢化合物在生产线上的库存量。 
    2、控制氧气 
    (1)储存容器均用氮气保压; 
    (2)枪头、阀门的开启闭合所用气路系统均改用氮气; 
    (3)储罐区碳氢化合物易泄漏区域均装有氮气喷嘴,可稀释超标的可燃性气体。 
   3、控制高能量点 
  (1)电气设备须防爆处理; 
  (2)生产区域附近严禁明火,厂内禁烟; 
  (3)储料罐等要做好防雷击处理; 
  (4)防静电处理; 
  (5)生产现场禁止撞击产生火花。 

六、维修工艺 
    1、维修用管、快速接头、真空泵、制冷剂瓶、三通阀等专用。 
    2、维修现场保持通风良好,与其它区域之间要用防火隔离墙分开。由于HC-600a比空气重,场地的地面不得有沟槽、凹坑等,以防止其积聚。维修场地应有抽排风系统,抽风机安装应贴近地面,出风口应是通风良好的开阔地,避免HC-600a二次积聚。维修现场:10m范围内无点火装置,并备有两个以上灭火器,放在垂手可触的位置。 
    3、操作时,要避免静电产生火花,所有设备应采用防爆型且接地牢固可靠。 
    4、由于HC-600a制冷剂冰箱有一定的危险性,一般情况下不要在用户家中打开制冷系统及进行相关操作。 
    5、更换的压缩机存放时应将冷冻油倒掉并密封各管口。 
    6、维修时,若更换压缩机,则HC-600a充注量为铭牌上标注额定值;若不更换压缩机,则充注量为额定值的90%,这是由于HC-600a完全溶于润滑油(矿物油),即使抽真空时间较长,仍有大约10%HC-600a溶于矿物油中。 
    7、充注Hc-600a设备精度要高,可用电子秤充注规定的制冷剂;如无电子秤等称量工具,也可用下述方法来充注:将制冷剂瓶瓶口朝上,气态充注,至压力平衡,大概进入冰箱制冷剂约10g左右,接通电源,使压缩机启动,此时由于压缩机的抽吸作用,制冷剂继续进入冰箱,约15秒左右关闭阀门,停止加Hc-600a制冷剂。试机两小时后观察蒸发器结霜是否均匀,用手摸回气管有微冷感,同时回气管应无凝露及结霜现象。测得冰箱各室温度在规定的范围之内,能在120min内开停机两次方可封口。 
    8、Hc-600a制冷剂瓶的使用、装卸、运输、储存应符合易燃危险物的操作规程。 
    9、维修时,割开排气管,并将其引出室外,启动压缩机,运行五分钟后停止,振动压缩机以使与冷冻油相溶的制冷剂尽量排放出来,暂停三分钟后再接通电源,启动压缩机,将制冷系统内的残留制冷剂量减至最少。再用高压氮气吹管路5秒钟以上,更换相应零部件,焊接各接口。充加高压氮气检漏,检查不泄漏后,放掉氮气,再抽真空,充注制冷剂。 
    10、维修时,由于HC-600a完全溶于矿物油,即使常温(25℃)下,对制冷系统也需较长时间抽真空,且边抽真空边间歇性摇动压缩机,翻滚压缩机中的润滑油,才可将HC-600a抽干净。 
    11、采用专用封口维修接头洛克环(LOKRING)封口或采用超声波焊接进行封口。如无上述设备,也可采用焊接方法封口,但需保证封口钳夹紧工艺管,不泄漏,焊接现场通风良好且满足防燃防爆条件,确保焊接可靠不泄漏。 
    12、其它常见故障维修与CFC-12制冷剂冰箱相同或相似,本文不详述。