制冷劑
制冷劑知識大揭秘：理解制冷過程中的重要角色，在制冷裝置中，必須要有工質在其中進行狀態變化并完成熱力循環過程，制冷裝置才能連 續、穩定地向外界供冷，該循環工質稱為制冷劑。
在逆卡諾循環中曾指出，制冷系數的大小與制冷劑性質無關，但在理論和實際制冷循環 中,制冷劑的物理特性對制冷循環的優劣有著重要影響。另外,在選用制冷劑時,還需要考慮 到制冷劑的化學穩定性、毒性、可燃性、價格,以及對生態環境影響等多種因素。 隨著科學技術發展，對制冷裝置所用的制冷劑一直在進行篩選，其目的主要是使制冷裝置 在規定的制冷溫度區間內，能具有安全可靠和良好的經濟運行性能，而且不會造成環境污染。
2.1.1制冷劑的種類
目前,可用做制冷的物質有幾十種,但在普通制冷范圍(-120~+5℃)所用的制冷劑 只有十幾種,而在空調制冷系統中所用的制冷劑僅有幾種。
1.無機化合物
水(H20)和氨(NH,)是使用最早的兩種無機化合物制冷劑，目前，氨主要用在大中型冷庫及制冰系統中，而水僅用于溴化鋰吸收式制冷裝置中。氨作為制冷劑的代號為R717、水為R718。
2.碳氫化合物
碳氫化合物類制冷劑主要有乙烷(C2H)、丙烷(C3H)和丙烯(C3H)等，相應的制
冷劑代號為R170、R1150和R1290。這類制冷劑主要用在石化工業中，空調制冷系統不采用。
3.氟利昂
氟利昂是飽和碳氫化合物的鹵素衍生物，其分子通式為CmHFXL,Br,并且有2m+2= n+x+y+z的關系,因此,根據氟利昂化合物中不同的原子數,可以有許多種類的氟利昂。按 規定編號方法可編出許多代號，如氟利昂22(HCF2CL)的代號為R22,氟利昂134a (CH2FCF3)的代號為R134a等。
氟利昂是20世紀30年代隨著有機化學工業的發展而研制成功的有機化合物。應該承認， 多品種氟利昂的出現，使壓縮式制冷技術得到了極大的改善和發展。
4.混合制冷劑
混合制冷劑是由兩種或兩種以上制冷劑，按一定比例混合而成的一種混合物。它在制取某一區間低溫時，能獲得比單一化合物更優良的循環運行性能?；旌现评鋭┓譃楣卜谢旌现评鋭┖头枪卜谢旌现评鋭﹥煞N。
(1)共沸混合制冷劑。該制冷劑在一定壓力下具有一個共沸點。在一定壓力下，液化或汽化過 程的溫度不發生變化，常用的共沸混合制冷劑有R502(R22/R500)、R500(R12/R152a)等。
(2)非共沸混合制冷劑。這類制冷劑在一定壓力下沒有共沸點，液化或汽化過程的溫度將 相應變化。因此，在變溫熱源的制冷循環中，使用非共沸混合制冷劑，能減小蒸發器和冷凝器中的傳熱溫差，提高制冷裝置的運行性能。非共沸混合制冷劑主要有R12/R13、R22/R114等。
2.1.2常用制冷劑的特性
常用制冷劑的特性仍按傳統應用的制冷劑介紹，雖然其中有些制冷劑被禁用或將被禁用，但在目前投入工業及商業運行的制冷裝置中仍占極大比例。
1.氨(NH3)
氨是使用歷史最長的制冷劑。它具有良好的熱力性能，循環過程中壓力適中，且具有極大 的單位容積制冷量和較高的制冷系數。在氟利昂制冷劑未出現之前，在大中型壓縮式制冷裝置 中，幾乎一統天下。但氨有毒且具有刺激性氣味，與空氣混合達到一定濃度后有爆炸危險。氨與水混合后會腐蝕銅及銅合金（磷青銅除外）。 目前，在新型空調制冷系統中已不再采用。
2.R22(氟利昂22)
R22的綜合性能極佳，具有良好的熱力性能。例如，運行壓力適中，單位容積制冷量僅次于氨，等熵指數低于氨。在相同壓力比時，排氣溫度較氨低，而且具有無毒、無燃燒及低爆炸性等優點。R22的出現，使它在空調制冷系統中得到了廣泛應用。另外，所有氟利昂對銅及電動機的耐氟絕緣漆均不起作用。因此，結構緊湊的各類封閉式制冷壓縮機得以大量使用。
目前，在各類制冷機組及冷（熱）水機組中，多數選用R22為制冷劑。
3.R12(氟利昂12)
R12是氟利昂族制冷劑中最早得到廣泛應用的一種傳統制冷劑。特別是它的冷凝壓力較低，等熵指數小，在相同的高/低溫介質溫度條件下，它的排氣溫度和壓力比氨和R22低，廣泛使用在小型冷庫、冷柜、電冰箱制冷系統中。但R12的單位容積制冷量較小，遠低于氨和R22,因此，在空調制冷系統中，逐漸被R22所代替。
4.R11(氟利昂11)
R11的分子量較大，單位容積制冷量較小，常溫下的飽和壓力較低，僅適用于離心壓縮式的制冷系統中，對空調用離心壓縮式制冷系統，單級離心壓縮機就能達到其運行的壓力比。
5.R502(混合制冷劑)
R502是由質量分數為48.8%的R22和51.2%的R115組合而成的共沸混合制冷劑，其熱力性能優于R12和R22。
目前，仍在使用的制冷劑及一些新的替代制冷劑的熱力特性，參見《制冷工程手冊》的 制冷劑熱力特性表和熱力特性曲線。
2.1.3氟利昂換代
1.氟利昂換代的必要性
環保專家指出，氟利昂中的氯原子對大氣臭氧層具有破壞作用，當臭氧層減弱或出現空洞 時,短波紫外線將直接照射地球,破壞生態平衡,危及人類生存。同時,這類物質的大量排 放，也會助長地球上的溫室效應。
氟利昂是飽和碳氫化合物的鹵素衍生物，或稱鹵代烴物質。其化學成分比較復雜，組分較 多，對臭氧的破壞程度也不相同。通常把含氯而無氫的氟利昂稱為CFC,如R12(CF2CL2)-CFC12、R11(CFCL3)-CFC11,此類物質對臭氧的破壞程度最為嚴重。對既含氯又有氫的氟利昂稱為HCFC,如R22(HCF2CL)-CFC11,此類物質對臭氧的破壞程度較弱。把含氫而無氧的氟利昂稱為HFC,如R134a(CH2FCF3)-HFC134a此類物質對臭氧無破壞作用。
自1977年起，聯合國環境署召開了一系列國際會議，對于各種含氯氟利昂對臭氧的破壞 程度，決定按計劃逐步進行限制和禁用，并根據各國生產和使用情況，制定了受控制物質的名 稱和逐步禁用的進度表。1989年3月，中國政府參加了在倫敦召開的保護臭氧層會議，并于1993年批準了《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》。
對照國際禁用和受控物質名單，與空調和冷藏制冷關系最密切的是CFC11、CFC12和HCFC22三種制冷劑。為尋求這類使用面廣、量大的制冷劑替代物，近20年來，制冷和制熱物理技術界曾進行了大量研究工作，提出和試驗過許多替代工質。
例如,HFC134a制冷劑,它與CFC12的熱力性能相近,但對臭氧無破壞作用,溫室效應也遠遠小于CFC12,是目前替代CFC12最理想的工質，而且已廣泛使用。HCFC123制冷劑，早期曾作為離心壓縮式制冷系統中替代CFC11使用過，但該制冷劑具有一定毒性，且屬于 HCFC制冷劑，因此，目前已不再使用。
在小型低溫制冷系統中，近幾年也有選用與R502熱力性能相近，但對臭氧層無破壞作用的R404a、R507替代R12和R502的制冷機組,并已進入實際應用階段。
2.替代的制冷劑種類
(1)R418A替代R22、R502、R407C有節能效果。
(2)R418A與R22、R502、R407C所使用的冷凍油及其他材料完全相容，可直接置換。
(3)R418A置換R22離心式機組目前存在不節能、制冷量稍微偏小的原因，暫時不改造。
(4)R418A充注量一般為R22的90%~100%。
(5)R415替代R12,在渦旋式、活塞式、螺桿式機組及替代R134a螺桿式機組有節能 效果。
(6)R415B不能替代R134a離心式機組（由于R134a本來是環保制冷劑）。
(7)R415B與R12、R134a系統的金屬材料、塑性材料和彈性材料等均相容，不需要 更換。
(8)R414B與R134a所使用的酯類油(POE或PAG油)完全互溶，替換R134a時不需要 更換潤滑油，可以直接充注。
(9)R415B與R12系統使用的礦物油(MO油)互溶性略差，替換R12時需要把礦物油更
換為酯類油(POE或PAG油)。
(10)R415充注量一般為R12的50%左右，約為R134a的60%左右。
探索可持續未來：制冷劑行業的環保創新與發展趨勢以上文章來自沈陽冷水機組回收網http://www.dd9555.cc制冷劑安全使用指南：了解潛在風險與防范措施。
客服1