常用制冷劑種類及特性

1、常用制冷劑種類及特性說明制冷劑又稱制冷工質(zhì)，是制冷循環(huán)的工作介質(zhì)，利用制冷劑的相變來傳遞熱量, 既制冷劑在蒸發(fā)器中汽化時吸熱，在冷凝器中凝結(jié)時放熱。當(dāng)前能用作制冷劑的 物質(zhì)有80多種，最常用的是氨、氟里昂類、水和少數(shù)碳氫化合物等。曾1987年9月在加拿大的蒙特利爾室召開了專門性的國際會議，并簽署了關(guān)于消耗臭氧層的蒙特利爾協(xié)議書，于1989年1月1日起生效，對氟里昂在的 Rll> R12、R113、RH4、R115、R502 及 R22 等 CFC 類的生產(chǎn)進行限制。1990 年6月在倫敦召開了該議定書締約國的第二次會議，增加了對全部CFC、四氯化碳（CCLJ和甲基氯仿（"CL

2、）生產(chǎn)的限制，要求締約國中的發(fā)達國家在2000年 完全停止生產(chǎn)以上物質(zhì)：緩融中國家可推遲到2010年。另外對過渡性物質(zhì)HCFC 提出了 2020年后的控制日程表。IHCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品。加熱力學(xué)的要求底在大氣壓力下，制冷劑的蒸發(fā)溫度（沸點）t要低。這是一個很重要的性能指標。 t愈低，則不僅可以制取較低的溫度，而且速可以在一定的蒸發(fā)溫度t下，使其 蒸發(fā)壓力P高于大氣壓力。以避免空氣進入制冷系統(tǒng)，發(fā)生泄漏時較容易發(fā)現(xiàn)。O也要求制冷劑在常溫下的冷凝壓力Pc應(yīng)盡量低些，以免處于高壓下工作的壓縮 機、冷凝器及排氣管道等設(shè)備的強度要求過高。并且，冷凝壓力過高也有導(dǎo)致制

3、冷劑向外滲漏的可能和引起消耗功的增大。匠對于大型活塞式壓縮機來說，制冷劑的單位容積制冷量qv要求盡可能大，這 樣可以縮小壓縮機尺寸和減少制冷工質(zhì)的循環(huán)量；而對于小型或微型壓縮機，單 位容積制冷量可小一些；對于小型離心式壓縮機亦要求制冷劑qv要小，以擴大 離心式壓縮機的使用范圍，并避免小尺寸葉輪制造之困難。國制冷劑的臨界溫度要高些、冷凝溫度要低些。臨界溫度的高低確定了制冷劑在 常溫或普通低溫范圍內(nèi)能否液化。國凝固溫度是制冷劑使用范圍的下限，冷凝溫度越低制冷劑的適用范圍愈大。1制冷劑卜子式分子量u正常蒸 發(fā)溫度 gw;疑固點 tf()臨界溫度 tkpCC)臨界壓力Pkp絕對INI壓力絕熱指數(shù)|水（

4、R718）|I %。II 1802I +100 I| +374.1| 225.6 |口33 |M（R717）I NH3 I| 17.03| -33.4 | -77.7 | +1324| 115.2 |I 131| R11ICFCL3113739| +23.7 |I -111| +198| 44.6 |I 117 |I reJI CF2cL21| 12092| -29.8 |1-155 | +111.540.86 |I 115 II R13 II CF3CL | 104.47 |1-81.5 |I -180 II| +28.8 |I 394 |口| R22| CHF2cLi| 88.48|.8

5、|I -180 II|36 | 503 | 1.19| R115I c2f5cl II| 154.48I -106 III +8。II 33 |u帕物理化學(xué)的要求13制冷劑的粘度應(yīng)盡可能小，以減少管道流動阻力、提換熱設(shè)備的傳熱強度。國制冷劑的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)當(dāng)高，以提高換熱設(shè)備的效率，減少傳熱面積。國冷劑與油的互溶性質(zhì)：制冷劑溶解于潤滑油的性質(zhì)應(yīng)從兩個方面來分析。如 果制冷劑與潤滑油能任意互溶，其優(yōu)點是潤滑油能與制冷劑一起滲到壓縮機的各 個部件，為機體潤滑創(chuàng)造良好條件；且在蒸發(fā)器和冷凝器的熱換熱面上不易形成 油膜阻礙傳熱。其缺點是從壓縮機帶出的油量過多，并且能使蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫 度升高。部分或微溶于

6、油的制冷劑，其優(yōu)點是從壓縮機帶出的油量少，故蒸發(fā)器 中蒸發(fā)溫度較穩(wěn)定。其缺點是在蒸發(fā)器和冷凝器換熱面上形成很難清除的油膜, 影響了傳熱。類另Ij溶解性制冷劑|產(chǎn)生的影響1難溶NHr CO2> R13> RNR15、SO2無2微溶(在壓縮機曲軸 箱和冷凝器內(nèi)相互 溶解，在蒸發(fā)器內(nèi)分 解)R22、R114、R152、R502溶解時降低潤滑油的 沾度完全溶解RIK R12、R21、R113煌類、CH3CF R500降低潤滑油的沾度和 凝固點，并使油中石蠟下沉，蒸發(fā)溫度升高國應(yīng)具有一定的吸水性，這樣就不致在制冷系統(tǒng)中形成“冰塞”，影響正常運行。國應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性：不燃燒、不爆炸，使用中不分

7、解，不變質(zhì)。同時制冷劑本 身或與油、水等相混時，對金屬不應(yīng)有顯著的腐蝕作用，對密封材料的溶脹作用 應(yīng)小。安全性的要求國由于制冷劑在運行中可能泄漏，故要求工質(zhì)對人身健康無損害、無毒性、無刺吵作用。均制冷劑的分類返回）直在壓縮式制冷劑中廣泛使用的制冷劑是氨、氨里昂和煌類。按照化學(xué)成分，制冷劑可分為五類：無機化合物制冷劑、氟里昂、飽和碳氫化合物制冷劑、不飽和碳氫化合物制冷劑和共 沸混合物制冷劑。根據(jù)冷凝壓力，制冷劑可分為三類：高溫（低壓）制冷劑、中溫（中壓） 制冷劑和低溫（高壓）制冷劑。無機化合物制冷劑：這類制冷劑使用得比較早，如氨（NH）、水（H0）、空氣、二氧化碳（CO）和二氧化硫（SO）等。對

8、于無機化合物制冷劑，國際上規(guī)定的代號為R及后詞的三位數(shù)字，其由第一位為“7”后兩位數(shù)字為分子量。如水 R718. .等。國氟里昂（鹵碳化合物制冷劑）：氟里昂是飽和碳氫化合物中全部或部分氫元素 （CL）、氟（F）和澳（Br）代替后衍生物的總稱。國際規(guī)定用“R”作為這類制 冷劑的代號，如R22. .等。國飽和碳氫化合物：這類制冷劑中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和環(huán)狀有機化 合物等。代號與氟里昂一樣采用“R”，這類制冷劑易燃易爆，安全性很差。如 R50、R170、R290等。臼不飽和碳氫化合物制冷劑：這類制冷劑中主要是乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6） 和它們的鹵族元素衍生物，它們的R后的數(shù)字多為“

9、1"，如RH3、R1150. .等。陛共沸混合物制冷劑：這類制冷劑是由兩種以上不同制冷劑以一定比例混合而成 的共沸混合物，這類制冷劑在一定壓力下能保持一定的蒸發(fā)溫度，其氣相或液相 始終保持組成比例不變，但它們的熱力性質(zhì)卻不同于混合前的物質(zhì)，利用共沸混 合物可以改善制冷劑的特性。如R500、R502.等。國高溫、中溫及低溫制冷劑：是按制冷劑的標準蒸發(fā)溫度和常溫下冷凝壓力來分的。制冷劑|使用溫度范圍壓縮機類型用途備注R717 （氨）中、低溫活塞式、離心式冷藏、制冰在普通制冷領(lǐng)域R11高溫離心式空調(diào)R12高、中、低溫活塞式、回轉(zhuǎn)式、 離心式冷藏、空調(diào)高溫為：1O-OCR13超低溫|活塞式、

10、回轉(zhuǎn)式|超低溫R22高、中、低溫活塞式、回轉(zhuǎn)式、 離心式溫空調(diào)、冷藏、低中溫為：0-20cR114高溫活塞式特殊空調(diào)低溫為：-R5OO高、中溫活塞式、回轉(zhuǎn)式、 離心式空調(diào)、冷藏超低溫為：-60-120CR502高、中、低溫活塞式、回轉(zhuǎn)式空調(diào)、冷臧、低 溫葡氨（R717）的特性返回）El目,首氨（R717、NH3）是中溫制冷劑之一，其蒸發(fā)溫度、為-334,使用范圍是+5到-70,當(dāng)冷卻水溫度高達30時，冷凝器中的工作壓力一般不超過1.5MPa。氨的臨界溫度較高（t =132）o氨是汽化潛熱大，在大氣壓力下為1164KJ/Kg, Kr單位容積制冷量也大，氨壓縮機之尺寸可以較小。純氨對潤滑油無不良影

11、響，但有水分時，會降低冷凍油的潤滑作用。純氨對鋼鐵無腐蝕作用，但當(dāng)氨中含有水分時將腐蝕銅和銅合金（磷青銅除外），故在氨制冷系統(tǒng)中對管道及閥件均不采用銅和銅合金。自氨的蒸氣無色，有強烈的刺激臭味。氨對人體有較大的毒性，當(dāng)氨液飛濺到皮膚上時會引起凍傷。當(dāng)空氣中氨蒸氣的容積達到0.5-0.6%時可引起爆炸。故機房內(nèi)空氣中氨的濃度不得超過0. 02mg/Lo白氮在常溫下不易燃燒，但加熱至350時，則分解為氮和氫氣，氫氣于空氣中的氧氣混合 后會發(fā)生爆炸。葡氟哩昂的特性成和結(jié)構(gòu)的氟里昂制冷劑熱力性質(zhì)相差很大，可適用于高溫、中溫和低溫制冷機，以適應(yīng)不 同制冷溫度的要求。/氟里昂對水的溶解度小，制冷裝置中進入

12、水分后會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，并容易造成 低溫系統(tǒng)的“冰堵”，堵塞節(jié)流閥或管道。另外避免氟里昂與天然橡膠起作用， 其裝置應(yīng)采用丁晴橡膠作墊片或密封圈。直常用的氟里昂制冷劑有R12、R22、R502及R1341a,由于其他型號的制冷劑現(xiàn) 在已經(jīng)停用或禁用。在此不做說明。區(qū)氟里昂12 (CF CL , R12)：是氟里昂制冷劑中應(yīng)用較多的一種，主要以中、小 22型食品庫、家用電冰箱以及水、路冷藏運輸?shù)戎评溲b置中被廣泛采用。R12具有 較好的熱力學(xué)性能，冷藏壓力較低，采用風(fēng)冷或自然冷凝壓力約0.8-l.2KPa。 R12的標準蒸發(fā)溫度為-29C,屬中溫制冷劑，用于中、小型活塞式壓縮機可獲 得-70的低溫。而

13、對大型離心式壓縮機可獲得-80C的低溫。近年來電冰箱的代 替冷媒為R134a。巨氟里昂22 (CHFCL, R22)：是氟里昂制冷劑中應(yīng)用較多的一種，主要以家用9空調(diào)和低溫冰箱中采用。R22的熱力學(xué)性能與氨相近。標準氣化溫度為-40. 8C, 通常冷凝壓力不超過L6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。R22的單 位容積比R12約高60%,其低溫時單位容積制冷量和飽和壓力均高于R12和氨。 近年來對大型空調(diào)冷水機組的冷媒大都采用RI34a來代替。EE氟里昂502 (R502)： R502是由R12、R22以51. 2%和48. 8%的百分比混合而成 的共沸溶液。R502與R115、R22相比具有更好的熱力學(xué)性能，更適用于低溫。 R502的標準蒸發(fā)溫度為-45.6,正常工作壓力與R22相近。在相同的工況下的 單位容積制冷量比R22大，但排氣溫度卻比R22低。R502用于全封閉、半封閉 或某些中、小制冷裝置，其蒸發(fā)溫度可低達-55。R502在冷藏柜中使用較多。區(qū)氟里昂134a (CHF, R134a)：是一種較新型的制冷劑，其蒸發(fā)溫度為-26. 5。9 9 4它的主要熱力學(xué)性質(zhì)與R12相似，不會破壞空氣中的臭氧層，是近年來鼓吹的環(huán) 保冷媒，但會造成溫室效應(yīng)。是比較理想的R12替代制冷劑。叵氟里昂與水的關(guān)系：氟里昂和水幾乎完全相互不溶解，