制冷劑的命名

制冷劑、載冷劑、冷凍機(jī)油一、制冷劑[Refrigerant]的性質(zhì)冷劑命名規(guī)則，冷劑標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)、溶水性、溶油性、絕緣性等，ODP，GWP二、載冷劑的性質(zhì)[SecondaryRefrigerant,RefrigeratingMedium]三、冷凍機(jī)油[RefrigerationOil]的性質(zhì)對(duì)冷凍機(jī)油的要求，使用、儲(chǔ)存注意事項(xiàng)。一、制冷劑

在制冷裝置內(nèi)完成熱力循環(huán)的工質(zhì)。1.制冷劑的種類和編號(hào)(1)無機(jī)化合物(2)飽和烴的鹵化物(氟利昂)(3)碳?xì)浠衔?烴類)(4)共沸制冷劑(5)非共沸制冷劑R717R744R718R7XX無機(jī)化合物的分子量編號(hào)氨二氧化碳水舉例(1)無機(jī)化合物[InorganicCompound][HalocarbonRefrigerants](2)飽和烴的鹵化物(氟利昂[Freon])分子式CmHnFxClyBrz

n+x+y+z

=2m+2R22編號(hào)同分異構(gòu)體溴分子數(shù)，為0，B可省略R(m－1)(n+1)x(a,b…)Bz舉例二氟一氯甲烷(CHClF2)二氟二氯甲烷(CCl2F2)R12(3)碳?xì)浠衔?烴類)[Hydrocarbon]R50R170R1150R1270舉例甲烷(CH4)乙烷

(C2H6)R1+氟利昂編號(hào)方法編號(hào)舉例乙烯

(C2H4)丙烯

(C3H6)烷烴類烯烴類編號(hào)與氟利昂編號(hào)方法相同(4)共沸(液體)制冷劑[AzeotropicMixtureRefrigerant]=R152a/R12(26.2/73.8)=R22/R115(48.8/51.2)質(zhì)量百分比組成由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例混合而成，在氣化或液化過程中，蒸氣成分與溶液成分始終保持相同；在既定壓力下，發(fā)生相變時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度保持不變。編號(hào)R5XX舉例R500R502已經(jīng)商品化的共沸混合物，依應(yīng)用先后在500序號(hào)中順次地規(guī)定其識(shí)別編號(hào)組成由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例混合而成。在定壓下氣化或液化過程中，蒸氣成分與溶液成分不斷變化，對(duì)應(yīng)的溫度也不斷變化。編號(hào)R4XX舉例R407cR404a

已經(jīng)商品化的非共沸混合物，依應(yīng)用先后在400序號(hào)中順次地規(guī)定其識(shí)別編號(hào)。R32/R125/R134a(23:25:52(%))R125/R143a/R134a(44:52:4(%))(5)非共沸(液體)制冷劑[NonazeoropicMixtureRefrigerant]制冷劑綜述第一階段：從1830年到1930年，主要采取NH3、HCS、CO2、空氣等作為制冷劑，有的有毒，有的可燃，有的效率很低，主要出于安全性的考慮，盡管使用了一百年之久，當(dāng)出現(xiàn)了CFCS和HCFCS制冷劑后，還是當(dāng)機(jī)立斷，實(shí)現(xiàn)了重大的第一次轉(zhuǎn)軌。制冷的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：制冷劑綜述制冷的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：第二階段：從1930年到1990年，主要采用CFCS和HCFCS制冷劑。使用了60年后，發(fā)現(xiàn)這些制冷劑破壞臭氧層。出于環(huán)保的需要，不得不被迫實(shí)現(xiàn)第二次轉(zhuǎn)軌。制冷劑綜述制冷的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：第三階段：從1990年至今，進(jìn)入以HFCS制冷劑為主的時(shí)期。目前，國外有些專家擔(dān)憂，會(huì)不會(huì)過了若干年后，又發(fā)現(xiàn)HFCS制冷有什么新的問題，特別是由于HFCS制冷劑的GWP大都在1000以上，又重蹈第二階段經(jīng)歷了60年之后才發(fā)現(xiàn)釋放了大量破壞臭氧層氣體的錯(cuò)誤。關(guān)于環(huán)保問題：大氣是地球上生命賴以生存的最重要的條件之一，它是由幾層空氣組成的，其作用就好比是一張過濾器，除了能阻止太陽光的有害輻射外，還能防止地球表面溫度向太空散發(fā)，這種作用稱為溫室效應(yīng)[GreenhouseEffect]，它是生命存在的必要條件。但是因?yàn)榭諝獾奈廴?，一方面使得大氣密集在地球周圍以至地表溫度上升，?dǎo)致了氣候的變化；另一方面污染又使得大氣臭氧層產(chǎn)生空洞，造成地球直接暴露在太陽光的有害輻射之下。含氯的氟里昂(CFC、HCFC)在高空分離出Cl離子，破壞臭氧層[OzoneLayer]，使太陽光紫外線失去對(duì)臭氧層的屏蔽作用。對(duì)臭氧層破壞性的強(qiáng)弱用臭氧消耗潛能值ODP[OzoneDepletionPotential]表示。產(chǎn)生溫室效應(yīng)的影響大小用全球變暖潛能值GWP[GlobalWarmingPotential]表示。制冷空調(diào)行業(yè)界認(rèn)為：應(yīng)全面正確衡量制冷劑對(duì)全球氣候變化的影響，除了制冷劑的GWP值外，空調(diào)制冷系統(tǒng)將會(huì)以另一種方式對(duì)全球變暖起作用，即由于這些系統(tǒng)均需依靠來自電力或化石燃料的消耗來維持運(yùn)行，而煤、石油和天然氣燃料生產(chǎn)電力時(shí)都產(chǎn)生CO2，因而也會(huì)對(duì)全球變暖起作用。

因此，提出了變暖影響總當(dāng)量TEWI[TotalEquivalentWeightImpress]的指標(biāo)，它考慮了這兩種主要方式，也就是制冷劑排放的直接效應(yīng)和能源利用引起的間接效應(yīng)。直接效應(yīng)取決于制冷劑的GWP值、氣體釋放量和考慮的時(shí)間框架長度，間接效應(yīng)取決于這種空調(diào)制冷系統(tǒng)的效率以及能源來自何處。國際上對(duì)各類制冷劑的使用規(guī)定CFC：1996年禁用，發(fā)展中國家到2006年HCFC：2016年凍結(jié)在2015年的水平，，工業(yè)化國家2020(其它國家2040)年禁用。中國最終淘汰消耗臭氧層物質(zhì)(ODS)時(shí)間表家電行業(yè)：1999年實(shí)現(xiàn)40%新生產(chǎn)冰箱、冷柜的替代；2003年完成70%新生產(chǎn)冰箱、冷柜的替代；汽車空調(diào)行業(yè)：自2001年12月31日起禁止所有新空調(diào)車中使用CFC-12，并逐步削減在用車的CFC消費(fèi)量。2009年后只允許使用回收的CFC。工商制冷行業(yè)：透平式制冷機(jī)生產(chǎn)在2003年停止CFC-11/12的新灌裝；2010年停止CFC-11/12維修補(bǔ)充的再灌裝。泡沫行業(yè)：2005年前完成PSPE擠出泡沫和PU垂直/水平泡沫工藝中使用的ODS替代；2007年前完成PU板材、管材泡沫工藝中使用ODS替代；2010年前實(shí)現(xiàn)PU噴涂和箱式工藝中使用的ODS替代。21世紀(jì)綠色環(huán)保制冷劑的展望

1.HFC類制冷劑的實(shí)用化適用于HFC制冷劑的脂類油(POE)，價(jià)格昂貴，潤滑性較差，特別是吸水性和水解性強(qiáng)，凡POE油含水量大于500～1000ppm的，多半要失敗。由于POE油是一種比制冷劑更好的溶劑，因此必須小心選擇所使用的材料、加工過程用的切屑油和清洗液等流體，否則由于與制冷劑/油的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)形成臘狀物質(zhì)，造成膨脹裝置的堵塞。今后的展望是進(jìn)一步開發(fā)高穩(wěn)定性的POE油；PVE油由于有優(yōu)良的潤滑性和的水解性，也有待開發(fā)。

改進(jìn)設(shè)備設(shè)計(jì)，提高能效是必然趨勢。通過能效的提高，可減輕或抵消由于HFC排放引起的溫室效應(yīng)。2.天然制冷劑的推廣與實(shí)用化

NH3是一種傳統(tǒng)工質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是ODP=0、GWP=0、價(jià)格廉、能效高、傳熱性能好、易檢漏、含水量余地大、管徑小，但其毒性需認(rèn)真對(duì)待，今后必須找到更好的安全辦法。但其油溶性、與某些材料不容性、高的排氣溫度等問題也需合理解決。NH3會(huì)有更大的空調(diào)市場份額。

CO2優(yōu)點(diǎn)也是ODP=0、GWP值為1。主要問題是其臨界溫度低(31℃)，因此能效低，而且它是一種高壓制冷劑，系統(tǒng)的壓力較現(xiàn)有的制冷劑高很多。CO2制冷劑可能應(yīng)用的領(lǐng)域有以下三個(gè)方面。第一是CO2超臨界循環(huán)的汽車空調(diào)。第二是CO2熱泵熱水加熱器。第三是在復(fù)疊式制冷系統(tǒng)中，CO2用作低壓級(jí)制冷劑，高壓級(jí)用NH3或HFC-134a作制冷劑。3.新一代替代工質(zhì)的開發(fā)與實(shí)用化從熱力學(xué)角度說，新的高效、綠色環(huán)保制冷劑，必須具有高的臨界溫度和低的液相摩爾熱容。總之，為了適應(yīng)環(huán)保的要求，21世紀(jì)制冷空調(diào)行業(yè)的發(fā)展方向是：綠色環(huán)保，高效節(jié)能，減少排放，加強(qiáng)回收，研究開發(fā)。常用制冷劑及其性質(zhì)對(duì)制冷劑的一般要求：1.臨界溫度[CriticalTemperature]要高。2.適當(dāng)?shù)膲毫Ρ?蒸發(fā)對(duì)應(yīng)的壓力大于1atm)，以防空氣漏入系統(tǒng)。3.使用大中型活塞壓縮機(jī)[ReciprocatingComp.]，冷劑的q0和qv應(yīng)大；小型機(jī)(離心式[CentrifugalComp.])小尺寸不易制造，q0和qv應(yīng)小。4.w0和wv應(yīng)小，循環(huán)效率要高。5.壓縮終了溫度不能太高(潤滑惡化、冷劑分解)。6.粘度和比重小(流阻)。7.放熱系數(shù)大(減小換熱器體積)。8.化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好。9.不易燃爆，對(duì)人體、食品和環(huán)境無害。(毒性分6級(jí)，6級(jí)毒性最小)(氟里昂遇到明火產(chǎn)生光氣(COCl2))10.價(jià)格低廉，易于補(bǔ)給。常用制冷劑及其性質(zhì)Chlorine:氯Fluorine:氟Carbon:碳Hydrogen:氫CCl4(R10)CH4(R50)CF4(R14)穩(wěn)定性增大可燃性增大可燃性增大毒性中間大氯氟烴CFC氫氟烴HFC含氫氯氟烴HCFCCCl3CCl3(R110)CH3CH3(R170)CF3CF3(R116)制冷劑R22R12R134aR717分子式CHClF2CCl2F2CH2FCF3NH3分子量68.48120.0102.017.03標(biāo)注大氣壓沸點(diǎn)(oC)－40.8－29.8－26.5－33.4臨界溫度(oC)96112100.6132.4臨界壓力(MPa)4.9634.123.941.32液體密度(kg/m3)(25Oc)1193.513091206602.7液體比熱(kg/kgK)(25oC)1.250.9711.1894.35蒸氣定壓比熱(kg/kgK)(25oC)0.7310.6150.7913.19標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)氣化潛熱kJ/kg233.7165.3219.81368凝固點(diǎn)(oC)－160－155－101.0－77.7飽和壓力MPa

－15oC+30oC0.2990.1820.1640.2361.2010.7430.7711.167+30oC/－15oC壓力差0.8950.5610.6070.931+30oC/－15oC壓力比4.044.084.74.94比容m3/kg(－15oC)0.0780.0930.1200.508制冷劑R404aR407c替代目標(biāo)R505,R22R505,R22分子量94.7186.2沸點(diǎn)(1atm)-47.4-43.56液體密度(250C)kg/cm210481134蒸氣壓力(kPa)12551174液體比熱(250C)(kJ/kgK)1.541.54蒸發(fā)潛熱(1atm250C)(kJ/kgK)0.8670.829液體熱導(dǎo)(250C)(W/mK)0.06830.0819臨界溫度(0C)72.186.74臨界壓力(kPa)37324619ODP00GWP38001526分子量94.85正常沸點(diǎn)℃-45.48臨界溫度℃93.10臨界壓力MPa4.5125℃汽化潛熱153.425℃密度kg/m3飽和液1155.025℃定壓比熱容KJ/KG.K飽和液1.37飽和氣59.79飽和氣1.06導(dǎo)熱系數(shù)mW/M.k25℃飽和液74.51粘度MPa.s25℃飽和液0.1576-20℃飽和氣9.568-20℃飽和氣0.01093臭氧破壞潛能值0.02全球變暖系數(shù)值<1850THR04(清華4號(hào))用途:R502的替代物關(guān)于制冷劑的其他詳細(xì)特性請參閱教材，下面介紹溶水性、溶油性、禁用材料：溶水性：R12溶水性差，極易發(fā)生冰塞[FreezeUp](低溫工況下游離水在膨脹閥等流道狹窄處結(jié)冰，導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞的故障。)R22溶水性強(qiáng)于R12，不易發(fā)生冰塞。R717溶水性極強(qiáng)，不發(fā)生冰塞。R12與油互溶(液、氣態(tài))R22條件性溶油(>8C易溶，<8C不易溶)。R717微溶于油。R134a難溶普通滑油，使用專用油。R22天然橡膠氯丁橡膠、丁基橡膠R717鋅、銅及合金(磷青銅除外)R134a普通橡膠氫化丁橡膠、氯化橡膠禁用材料：要求(1)比熱大(2)導(dǎo)熱系數(shù)大(3)粘度低(4)凝固點(diǎn)與使用溫度范圍相適應(yīng)(5)腐蝕性小(6)無毒、不燃、不爆(7)化學(xué)穩(wěn)定性好(8)價(jià)格低廉二、載冷劑[SecondaryRefrigerant,RefrigeratingMedium]

在間接制冷系統(tǒng)中用以傳遞冷量的中間介質(zhì)水：用于大型空調(diào)制冷系統(tǒng)中鹽水溶液乙二醇(CH2OH·CH2OH)水溶液