氟利昂制冷劑

1、氟利昂制冷劑開放分類：化學(xué)、制冷氟里昂制冷劑大致分為 3類。一是氯氟烴類產(chǎn)品，簡稱CFC。主要包括 R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于對臭氧層的破壞作用以及最大，被蒙特利爾議定書列為一類受控物質(zhì)。二是氫氯氟烴類產(chǎn)品，簡稱 HCFC。主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧層破壞系數(shù)僅 僅是R11的百分之幾，因此，目前 HCFC類物質(zhì)被視為CFC類物質(zhì)的最重要的過渡性替代物質(zhì)。在蒙 特利爾議定書中 R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年。三是氫氟烴類：簡稱 HFC。主要包括 R134A、R125、R32、R407C、R410A、

2、R152等，臭氧層破 壞系數(shù)為0,但是氣候變暖潛能值很高。在蒙特利爾議定書沒有規(guī)定其使用期限，在聯(lián)合國氣候變 化框架公約京都議定書中定性為溫室氣體。專家表示：我們目前所使用的所有制冷劑全部都是氟里昂制品，非氟里昂制冷劑到目前為止還沒有研 發(fā)岀來。政府明令禁止的是第一類氯氟烴類產(chǎn)品，對于氫氯氟烴類產(chǎn)品和氫氟烴類制冷劑，還要有相當長 的一段使用時間。所以，消費者千萬不要談氟”色變近年來我國的制冷空調(diào)行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，從國外引進了 70多條冰箱生產(chǎn)線和150多條空調(diào)生產(chǎn)線。隨著冰箱空調(diào)的逐漸普及，它們的能耗指標越來越受到人們的重視。節(jié)能型的冰箱、空調(diào)不僅能緩解 我國能源緊張的局面，而且對減少溫室

3、效應(yīng)也有重大的作用。冰箱與空調(diào)的節(jié)能有多種途徑，其中選用以 不必改變原來的制冷部件與機械新的制冷劑的方法可是一種最經(jīng)濟有效的方法。制冷劑分為單一制冷劑和混合制冷劑。單一制冷劑只含有一種化學(xué)物質(zhì)，其熱物理性能參數(shù)恒定不變， 例如，近幾年新研制的 R134a、R152a等新型制冷劑都具有較高的能量效率?；旌现评鋭┦怯蓛煞N或兩種 以上制冷劑組成的混合物。根據(jù)它在氣液相平衡時氣相和液相的組成是否相等又分為共沸混合制冷劑和非 共沸混合制冷劑。氣液相平衡時氣液兩相組成相等的屬于共沸混合制冷劑（包括相平衡時氣液兩相組成近似相等的近共沸混合制冷劑），組成不相等的屬于非共沸混合制冷劑。本文著重探討混合制冷劑的選

4、用與制冷 機械的節(jié)能。Pt二、共沸混合制冷劑的選用與制冷系統(tǒng)節(jié)能共沸混合制冷劑在一定的壓力下蒸發(fā)和冷凝時，氣相和液相的組成不變，且能保持恒定的溫度。它和單一 制冷劑具有近似的熱物理性能。這類制冷制是研究和應(yīng)用最早、最成熟的制冷劑，現(xiàn)將已研究的共沸混合 制冷劑列入表1中。對于非共沸混合制冷劑，其在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程及在冷凝器中的冷凝過程都是非理想混合過程。這兩種 非理想混合過程使得混合制冷劑在制冷系統(tǒng)中冷凝壓力降低，蒸發(fā)壓力升高，壓縮機的排氣溫度降低。這 就使得制冷機的壓比降低，制冷系數(shù)提高，從而提高了制冷系統(tǒng)的能量效率。表1已研究的共沸混合制冷劑組成質(zhì)量比標準沸點C）對工質(zhì)熱力性質(zhì)的改善R12

5、/R152a73.8/26.2-33.3 比 R12 制冷量大 17 18% R12/R2225/75-41.5 蒸發(fā)溫度比 R22 低R22/R11548.8/51.2-45.6制冷量比 R22 大 13%R23/R1340.1/59.9-88.7 制冷量比 R13 大R32/R11548.2/51.8-57.2單級壓縮可達 50 C 以下R12/R3178/22-29.6 空調(diào)工況制冷能力比 R12大8%R31/R11455/45-12.5R124/RC31860/40-12.3有較低的冷凝壓力R290/R2231.8/68.2-48.6R22/R115/R29044.9/47.1/8-4

6、7.4 改善 R592 同潤滑油互溶性R13B1/R3280/20-64.0R290/R11531.6/68.4-46.6不同種類的混合制冷劑具有不同的熱物理性質(zhì)，這就會為制冷劑的優(yōu)選提供了較大的余地。對于某一固定 的制冷系統(tǒng)，在其最佳運行工況下，要求制冷劑必須具有特定的熱物理性質(zhì)。合理選用不同的共沸混合制 冷劑使其滿足這種特定的熱物理性質(zhì)，就可以提高制冷系統(tǒng)的熱力學(xué)效率，從而達到節(jié)能的效果。由于共沸混合制冷劑可使冷凝壓力降低，而同時蒸發(fā)壓力升高，這樣在冷凝溫度和蒸發(fā)溫度不變的情況下，壓縮機的壓比就會減小，從而使壓縮機的功耗降低。因此獲得同樣的制冷量時就只需較少的功。同時蒸發(fā) 壓力的升高會減小

7、蒸發(fā)器的真空度，使蒸發(fā)器更穩(wěn)定地工作，而冷凝壓力的降低會使冷凝器在更安全的狀 態(tài)下遠行。印度的制冷專家C.P.A RORA在第十五屆國際制冷學(xué)會上發(fā)表的論文中，以共沸混合制冷劑R22/R12(85/15)為例肯定了這個效果。由于壓比的降低，壓縮機的容積效率得到改進，制冷量增加，性能 系數(shù)提高，同時壓縮機的電機溫度也從87.5 C降低到70.3 C，電機啟動線圈的溫度從97.3 C降到58.3 C，對空調(diào)器的安全運轉(zhuǎn)起了重要的作用。采用共沸混合制冷劑能夠使壓縮機的排氣溫度降低，它與制冷劑的性質(zhì)密切相關(guān)。研究證明制冷劑的熱容 越大或絕熱指數(shù)越小，則壓縮機的排氣溫度就越低。制冷劑R115、R114、

8、RC318的熱容都很大，它們作為混合制冷劑的組分都有降低壓縮機排氣溫度的能力。如共沸混合制冷劑 R22/R115(48.8/51.2)在冷凝溫度44 C、蒸發(fā)溫度-12 C的情況下，其排氣溫度為108 C,而采用單一制冷劑 R22，其排氣溫度為133 C;采用R12時排氣溫度為112 Co三、非共沸混合制冷劑的應(yīng)用與制冷系統(tǒng)節(jié)能非共沸混合制冷劑在蒸發(fā)和冷凝時，溫度及氣液相組成是不斷變化的，正是由于它在蒸發(fā)器和冷凝器中的 溫度變化，在蒸發(fā)器和冷凝器中實現(xiàn)了非等溫換熱，表現(xiàn)岀它自己獨特的節(jié)能特點?，F(xiàn)將正在使用和研究 的非共沸混合制冷劑列入表 2中。非共沸混合制冷劑在相變過程中岀現(xiàn)各組分的混合與分離

9、現(xiàn)象。冷凝過程是高沸點組分冷凝和低沸點組分 溶解的過程。其中各組分既要放岀自己的液化潛熱又要放岀混合熱，最終使單位制冷劑的冷凝熱增大。而 蒸發(fā)過程是低沸點組分解吸和高沸點組分蒸發(fā)的過程，此時各組分除吸收各自的汽化潛熱外，還將吸收相 應(yīng)的分離熱，結(jié)果使單位制冷劑的吸熱量即制冷量增加。這是制冷系統(tǒng)在沒有增加功耗的情況下增加了制 冷量。同時制冷劑的單位容積制冷量也相應(yīng)提高。研究表明，使用非共沸混合制冷劑后，制冷系統(tǒng)顯著降 低了能耗。例如 R22/R114(50/50)非共沸混合制冷劑取代 R22用于熱泵，制冷系數(shù)提高了25%，R22/R11(50/50)在冰箱中取代R12后，功耗降低20%。表2已進

10、行研究的非共沸混合制冷劑 組成質(zhì)量比用途及研究成果：R12/R1190/10 用于熱泵R12/R12B1 不定用于制冷 R12/R13B160/40 用于制冷及熱泵R12/R11450/50 用于制冷比 R12節(jié)能，用于熱泵比 R12節(jié)能16% R12/R142R12=50 70%用于熱泵與純組分節(jié)能 10%R12/R143R143 25% 用于制冷R12/R22R2225%用于制冷及熱泵，主要用于改善循環(huán)參數(shù)R22/R1150/50 用于制冷，節(jié)能 12%R22/R11450/50 用于熱泵，節(jié)能 25% R13B1/R151a60/40 用于熱泵式空調(diào)器 R142/R143R14335%

11、用于熱泵R22/R1130/70 用于熱泵，節(jié)能 50%非共沸混合制冷劑在相變過程中其氣相和液相間的織成差異影響非共沸混合制冷劑的熱力學(xué)性能。在相變 過程中岀現(xiàn)的氣相和液相的組成的明顯差異使非共沸混合制冷劑的各組分比較容易混合與分離，從而達到 調(diào)節(jié)混合比的目的。一些民用空調(diào)器，在全年運行期間，外界的環(huán)境條件變化相當大，常規(guī)使用的單一制 冷劑的空調(diào)器，如單一制冷劑R22的適用范圍很小，它在某一特定氣候條件下性能指標非常好。而在氣候條件變化時性能指標就會下降。非共沸混合制冷劑因其相變時配比隨之變化，對變工況運行的適應(yīng)能力較 強，可以根據(jù)氣候條件變化來調(diào)整制冷劑各組分的濃度。如使用R22/R13B1

12、，在夏季制冷時，以高濃度R22運行，在冬季供暖時以高濃度 R13B1運行。使用這種非共沸混合制冷劑后，空調(diào)器全年能在較高的熱 力學(xué)效率下運行，具有顯著的節(jié)能效果。另外，采用非共沸混合制冷劑可以實現(xiàn)勞倫茲循環(huán)，其吸熱平均溫度較高，放熱平均溫度較低，因此具有較高的卡諾效率。如圖1所示，當制冷劑在(a)給岀的變溫熱源下工作時，理論上可以實現(xiàn)的逆卡諾循環(huán)為 (b)中的abcda，而勞倫茲循環(huán)為(c)中的ABCDA，由圖可以看出，對于逆循環(huán)即制冷循環(huán)，勞倫茲循環(huán)比 相應(yīng)的逆卡諾循環(huán)省功。格林柯爾不是生產(chǎn)環(huán)保制冷劑嗎？不是已有空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)在使用了嗎？春蘭、新科、松下、科龍不是都有部分產(chǎn)品在使用R411A、R411B、R411C 了嗎，但是這樣的產(chǎn)品出口的比較多，在市場上可以見到的就只有科龍雙高效空調(diào)了。冰箱也不