技術知識:常用制冷劑分類以及性能介紹
制冷劑又稱制冷工質是制冷循環的工作介質利用制冷劑的相變來傳遞熱量既制冷劑在蒸發器中汽化時吸熱在冷凝器中凝結時放熱當前能用作制冷劑的物質有80多種最常用的是氨氟利昂類水和少數碳氫化合物等
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《關于消耗臭氧層的蒙特利爾協議書》于1989年1月1日起生效對氟利昂在的R11R12R113R114R115R502及R22等CFC類的生產進行限制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（CCL4）和甲基氯仿（C2H3CL3）生產的限制要求締約國中的發達國家在2000年完全停止生產以上物質發展中國家可推遲到2010年另外對過渡性物質HCFC提出了2020年后的控制日程表HCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品
熱力學的要求
1 在大氣壓力下制冷劑的蒸發溫度沸點ts要低這是一個很重要的性能指標ts愈低則不僅可以制取較低的溫度而且還可以在一定的蒸發溫度to下使其蒸發壓力Po高于大氣壓力以避免空氣進入制冷系統發生泄漏時較容易發現
2 要求制冷劑在常溫下的冷凝壓力Pc應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備的強度要求過高并且冷凝壓力過高也有導致制冷劑向外滲漏的可能和引起消耗功的增大
3 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的循環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
4 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能否液化
5 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
制冷劑分子式分子量u正常蒸發溫度ts℃凝固點tf℃臨界溫度tkp℃臨界壓力PKP絕對壓力絕熱指數K水（R718）H2O18.02+100±0+374.1225.61.33氨（R717）NH317.03-33.4-77.7+132.4115.21.31R11CFCL3137.39+23.7-111+19844.61.17R12CF2CL2120.92-29.8-155+111.540.861.15R13CF3CL104.47-81.5-180+28.839.4-R22CHF2CL88.48-40.8-180+9650.31.19R115C2F5CL154.48-38-106+8033
物理化學的要求
1 制冷劑的粘度應盡可能小以減少管道流動阻力提換熱設備的傳熱強度
2 制冷劑的導熱系數應當高以提高換熱設備的效率減少傳熱面積
3 制冷劑與油的互溶性質制冷劑溶解于潤滑油的性質應從兩個方面來分析如果制冷劑與潤滑油能任意互溶其優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造良好條件且在蒸發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器中的蒸發溫度升高部分或微溶于油的制冷劑其優點是從壓縮機帶出的油量少故蒸發器中蒸發溫度較穩定其缺點是在蒸發器和冷凝器換熱面上形成很難清除的油膜影響了傳熱
類別溶解性制冷劑產生的影響
1 難溶NH3CO2R13R14R15SO2無
2 微溶（在壓縮機曲軸箱和冷凝器內相互溶解在蒸發器內分解）R22R114R152R502溶解時降低潤滑油的沾度
3 完全溶解R11R12R21R113烴類CH3CIR500降低潤滑油的沾度和凝固點并使油中石蠟下沉蒸發溫度升高
4 應具有一定的吸水性這樣就不致在制冷系統中形成冰塞影響正常運行
5 應具有化學穩定性不燃燒不爆炸使用中不分解不變質同時制冷劑本身或與油水等相混時對金屬不應有顯著的腐蝕作用對密封材料的溶脹作用應小
安全性的要求
由于制冷劑在運行中可能泄漏故要求工質對人身健康無損害無毒性無刺激作用
相關閱讀
霍尼韋爾制冷劑助美國學校廢熱轉成電力
使用含HCFC制冷劑的工商制冷業調查通知
2008年制冷劑國內市場銷售價格全面下滑
｜
制冷劑的分類
1 在壓縮式制冷劑中廣泛使用的制冷劑是氨氟利昂和烴類按照化學成分制冷劑可分為五類無機化合物制冷劑氟利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
2 無機化合物制冷劑這類制冷劑使用得比較早如氨（NH3）水（H2O）空氣二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2）等對于無機化合物制冷劑國際上規定的代號為R及后面的三位數字其中第一位為7后兩位數字為分子量如水R718...等
3 氟利昂（鹵碳化合物制冷劑）氟利昂是飽和碳氫化合物中全部或部分氫元素（CL）氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的總稱國際規定用R作為這類制冷劑的代號如R22...等
4 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狀有機化合物等代號與氟利昂一樣采用R這類制冷劑易燃易爆安全性很差如R50R170R290...等
5 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后的數字多為1如R113R1150...等
6 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卻不同于混合前的物質利用共沸混合物可以改善制冷劑的特性如R500R502...等
7 高溫中溫及低溫制冷劑是按制冷劑的標準蒸發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域R11高溫離心式空調R12高中低溫活塞式回轉式離心式冷藏空調高溫為10-0℃R13超低溫活塞式回轉式超低溫R22高中低溫活塞式回轉式離心式空調冷藏低溫中溫為0--20℃R114高溫活塞式特殊空調低溫為-20--60℃R500高中溫活塞式回轉式離心式空調冷藏超低溫為-60--120℃R502高中低溫活塞式回轉式空調冷藏低溫
氨（R717）的特性
1 氨（R717NH3）是中溫制冷劑之一其蒸發溫度ts為-33.4℃使用范圍是+5℃到-70℃當冷卻水溫度達高30℃時冷凝器中的工作壓力一般不超過1.5MPa
2 氨的臨界溫度較高（tkr=132℃）氨是汽化潛熱大在大氣壓力下為1164KJ/Kg單位容積制冷量也大氨壓縮機之尺寸可以較小
3 純氨對潤滑油無不良影響但有水分時會降低冷凍油的潤滑作用
4 純氨對鋼鐵無腐蝕作用但當氨中含有水分時將腐蝕銅和銅合金（磷青銅除外）故在氨制冷系統中對管道及閥件均不采用銅和銅合金
5 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氨液飛濺到皮膚上時會引起凍傷當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空氣中氨的濃度不得超過0.02mg/L
6 氨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生爆炸
氟利昂的特性
1 氟利昂是一種透明無味無毒不易燃燒爆炸和化學性穩定的制冷劑不同的化學組成和結構的氟利昂制冷劑熱力性質相差很大可適用于高溫中溫和低溫制冷機以適應不同制冷溫度的要求
2 氟利昂對水的溶解度小制冷裝置中進入水分后會產生酸性物質并容易造成低溫系統的冰堵堵塞節流閥或管道另外避免氟利昂與天然橡膠起作用其裝置應采用丁晴橡膠作墊片或密封圈
3 常用的氟利昂制冷劑有R12R22R502及R1341a由于其他型號的制冷劑現在已經停用或禁用在此不做說明
4 氟利昂12（CF2CL2R12）是氟利昂制冷劑中應用較多的一種主要以中小型食品庫家用電冰箱以及水路冷藏運輸等制冷裝置中被廣泛采用R12具有較好的熱力學性能冷藏壓力較低采用風冷或自然冷凝壓力約0.8-1.2KPaR12的標準蒸發溫度為-29℃屬中溫制冷劑用于中小型活塞式壓縮機可獲得-70℃的低溫而對大型離心式壓縮機可獲得-80℃的低溫近年來電冰箱的代替冷媒為R134a
相關閱讀
霍尼韋爾制冷劑助美國學校廢熱轉成電力
使用含HCFC制冷劑的工商制冷業調查通知
2008年制冷劑國內市場銷售價格全面下滑
｜
5 氟利昂22（CHF2CLR22）是氟利昂制冷劑中應用較多的一種主要以家用空調和低溫冰箱中采用R22的熱力學性能與氨相近標準氣化溫度為-40.8℃通常冷凝壓力不超過1.6MPaR22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冷水機組的冷媒大都采用R134a來代替
6 氟利昂502（R502）R502是由R12R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液R502與R115R22相比具有更好的熱力學性能更適用于低溫R502的標準蒸發溫度為-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溫度可低達-55℃R502在冷藏柜中使用較多
7 氟利昂134a（C2H2F4R134a）是一種較新型的制冷劑其蒸發溫度為-26.5℃它的主要熱力學性質與R12相似不會破壞空氣中的臭氧層是近年來鼓吹的環保冷媒但會造成溫室效應是比較理想的R12替代制冷劑
8 氟利昂與水的關系氟利昂和水幾乎完全相互不溶解對水分的溶解度極小從低溫側進入裝置的水分呈水蒸氣狀態它和氟利昂蒸氣一起被壓縮而進入冷凝器再冷凝成液態水水以液滴壯混于氟利昂液體中在膨脹閥處因低溫而凍結成冰堵塞閥門使制冷裝置不能正常工作水分還能使氟利昂發生水解而產生酸使制冷系統內發生鍍銅現象
9 氟利昂與潤滑油的關系一般是易溶于冷凍油的但在高溫時氟利昂就會從冷凍油內分解出來所以在大型冷水機組中的油箱里都有加熱器保持在一定的溫度來防止氟利昂的溶解
相關閱讀
霍尼韋爾制冷劑助美國學校廢熱轉成電力
使用含HCFC制冷劑的工商制冷業調查通知
2008年制冷劑國內市場銷售價格全面下滑
