28种常用制冷剂（冷媒 雪种）的特性和用途总结（制冷剂知识点汇总）.docx

《28种常用制冷剂（冷媒 雪种）的特性和用途总结（制冷剂知识点汇总）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《28种常用制冷剂（冷媒 雪种）的特性和用途总结（制冷剂知识点汇总）.docx（14页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、28种常用制冷剂（冷媒、雪种）的特性和用途总结（制冷剂知识点汇总）一、制冷剂的分类目前使用的制冷剂很多，根据制冷剂的分子结构可分为无机化合物和有机化合物（碳氢化合物、氟利昂以及混合溶液）两大类；根据制冷剂的组成，可分为单一（纯质）制冷剂和混合制冷剂；根据制冷剂的常规冷凝压力Pk和标准沸点（即标准大气压力下的蒸发温度），可分为高温（低压）、中温（中压）和低温（高压）制冷剂。一般高温是指标准沸点为010（压力Rl14等。这类制冷剂对臭氧层有破坏作用，同时还是产生温室效应的气体，我国已于2007年7月1日实现了CFCS类物质消费的全面淘汰。2）分子中含有氢、氯、氟、碳的不完全卤代烧写作HCFCS（即

2、氢氯氟烧）,如：R22、R123Rl41、R142b等。这类制冷剂由于氢、氯共存，氯原子对大气臭氧层的破坏作用虽有所减缓，但它也同时是温室气体，目前全球也进入了HCFCs加速淘汰阶段：我国需要在2025年淘汰消费基线水平的67.5%,在2030-2040年仅允许保留基线水平的2.5%供维修设备使用。3）分子中含有氢、氟、碳的无氯卤代燃写作HFCS（即氢氟烧），如：R134aR125R32、R1407CR410AR404AR245fa.R152a等。这类制冷剂对臭氧层没有破坏作用，但属于限制排放的温室气体。按照蒙特利尔议定书基加利修正案的规定，中国等发展中国家需要在2024年冻结HFCs的生产和

3、消费，2029年实现HFCs消减基线水平的10%o（2）混合制冷剂1）非共沸制冷剂（如R407A和R407C）在给定压力下，二元溶液的沸腾温度介于两个纯组分蒸发温度之间，蒸发过程或冷凝过程的蒸发温度或冷凝温度并非定值，开始蒸发的温度称为泡点，开始冷凝的温度称为露点；露点和泡点之差，称为温度滑移。理想液体二元混合溶液此特性特别明显，由于在等压下不存在单一的蒸发温度，故称为非共沸混合溶液。非共沸制冷剂在使用上的一个麻烦就是系统泄漏时引起混合物成分的变化，所以一旦泄漏需全部更换制冷剂。利用非共沸混合制冷剂定压下相变不等温的特性，与实际有限大热源的变温特点相适应，可以减小冷凝器和蒸发器的传热不可逆损失

4、，所以在热泵中应用取得较好的节能效果。另外，非共沸制冷剂也应用于自复叠制冷循环中。2）近共沸（如R404A和R410A）和共沸制冷剂（如R507A）当非共沸混合溶液的饱和液线与饱和蒸气线非常接近时，其定压相变时的温度滑移很小（通常认为泡、露点温度差小于1）,可视为近似等温过程，故将这类混合溶液叫做近共沸混合制冷剂。近共沸混合制冷剂在泄漏后及再充注时，只要注意液相充注，其成分的微小变化不会较大地影响机组性能。但是，也有一些真实溶液有一种完全不同的特性，当溶液具有最低沸点或最高沸点的浓度时，在给定压力下其蒸发温度或冷凝温度为定值，故称为共沸混合制冷剂，它像纯组分一样具有稳定的热物理性质。2 .碳氢

5、化合物（HC）碳氢化合物制冷剂的共同特点是：凝固点低，与水不起化学反应，不腐蚀金属，溶油性好。由于它们是石油化工流程中的产物，故易于获得、价格便宜。共同的缺点是燃爆性很强。因此，它们主要用作石油化工制冷装置中的制冷剂。用碳氢化合物作制冷剂的制冷系统，低压侧必须保持正压，否则一旦有空气渗入，便有爆炸的危险。目前常用的有烷烧类和烯燃类制冷剂。丙烯的制冷温度范围与R22相当，可以用于两级压缩制冷装置，也可以在复叠式制冷装置中作高温部分的制冷剂；乙烷、乙烯的制冷温度范围与R13相当，只在复叠式制冷系统的低温部分使用；甲烷可以与乙烯、氮（或丙烷）组成三元复叠制冷系统，获得-150左右的低温，用于天然气液

6、化装置。正丁烷、异丁烷或正丁烷与异丁烷的混合物可以用在家用冰箱中。3 .无机化合物无机化合物的制冷剂的编号法则是700加化合物分子量（取整数），如氨的编号为R717,二氧化碳的编号为R744,水的编号为R718o二、制冷剂的性质1 .热力学性质（1）沸点制冷剂在标准大气压（IOl.32kPa）下的沸腾温度称为标准蒸发温度或标准沸点ts,多数制冷剂在大气压和环境温度下是气态。制冷剂的标准蒸发温度大体反映了制冷剂能够实现的低温范围，标准沸点越低的制冷剂越能够制取低温。各种制冷剂的标准沸点与其分子组成、临界温度有关，一般沸点越低，蒸发压力、冷凝压力越高，单位容积制冷量越大。习惯上依据标准蒸发温度的高

7、低，将制冷剂划分为高温、中温和低温制冷剂。另一方面，沸点越低的制冷剂在常温下的相变压力越高，故根据常温下制冷剂的相变压力的高低又可将制冷剂分为高压、中压和低压制冷剂。可见，高温制冷剂就是低压制冷剂，低温制冷剂就是高压制冷剂。空气调节用制冷机采用中温、高温制冷剂。通常希望蒸发压力不低于大气压，这样可避免渗入空气，同时要求冷凝压力不应太高，这样可降低压比，设备承压能力可以低些。常见的高温、中温、低温制冷剂性能见表4.4-1。（2）制冷效率制冷效率是理论循环制冷系数与两个传热过程有温差的逆卡诺循环制冷系数之比，其标志了不同制冷剂节流损失和过热损失的大小。（3）临界温度（tc）临界温度是制冷剂在临界点

8、的温度，是制冷剂不可能加压液化的最低温度，即在该温度以上，再怎么提高压力，制冷剂也不会从气态变成液态。对于绝大多数物质，其临界温度和标准蒸发温度存在Ts/Tcg0.6的关系，该关系式说明低温制冷剂的临界温度低、高温制冷剂的临界温度高，不可能找到一种既有高的临界温度又有低标准沸点的制冷剂。临界温度高，便于采用常规冷却介质水或空气对制冷剂实现冷凝。此外，制冷循环的工作区域越远离临界点、制冷循环越接近逆卡诺循环，节流损失越小，制冷系数较高。（4）汽化潜热大多数物质定标准蒸发温度下蒸发时，其摩尔燧增的数值都大体相等，这就是特鲁顿定律（又称为特鲁顿数），即：s=MrsTs76-88kJ（kmol.K）o

9、式中，M为制冷剂的千克摩尔分子量，rs为标准蒸发温度下的汽化潜热。根据特鲁顿定律可以推出制冷剂基本性质对制冷循环影响的一些规律：1）标准沸点相近的物质，分子量大的汽化潜热小（单位质量制冷量小），分子量小的汽化潜热大（单位质量制冷量大）；2）各种制冷剂在一个大气压下汽化时，单位容积汽化潜热rs/vs大体相等。单位容积汽化潜热近似反映了单位容积制冷量，所以在相同蒸发温度下，压力高的制冷剂单位容积制冷量大，压力低的制冷剂单位容积制冷量小。（5）凝固温度凝固温度低，可以制取较低的蒸发温度，以免制冷剂在蒸发温度下凝固，如水的凝固点为0,制冷温度就要在0以上。（6）蒸发压力和冷凝压力蒸发压力p不宜低于大气

10、压力，以避免空气渗入制冷系统。冷凝压力pk也不宜过高，可以降低对制冷设备的强度要求，降低耗功。此外，希望压缩机压缩比pkp和压力差Pk-p比较小，这对于减小压缩机耗功、降低排气温度和提高压缩机实际吸气量十分有益。（7）单位容积制冷量（qv）单位容积制冷量越大，产生一定量的制冷量时所需要的制冷剂体积流量越小，可以减小压缩机尺寸。一般而言，标准大气压力下沸点越低的制冷剂，单位容积制冷量越大。对于小型制冷压缩机或离心式压缩机而言，有时尺寸过小反而引起制造上的困难，此时要求小些反而是合理的。（8）绝热指数（比热比）相同吸气温度下，制冷剂等嫡压缩的终了温度与其绝热指数和压比有关。绝热指数越小，排气温度越

11、低，同时还可以降低耗功量。常用的中温制冷剂中R717和R22的排气温度较高，因此在压缩过程中需要采取冷却措施以降低排气温度；而R134a和R152a的排气温度较低，所以它们在全封闭压缩机中使用效果要比R22好得多。2 .物理化学性质（1）制冷剂的导热系数、放热系数要高，这样可以提高热交换效率，减少蒸发器、冷凝器等设备的传热面积。（2）制冷剂的密度、黏度要小，这样可以减少制冷剂在系统中流动的阻力，降低压缩机的耗功或减小系统管路直径。（3）制冷剂对金属和其他材料（如橡胶）应无腐蚀和侵蚀作用。（4）制冷剂的热化学稳定性要好，在高温下应不分解。（5）有良好的电绝缘性，在封闭式压缩机中，由于制冷剂与电机

12、的线圈直接接触，因此要求制冷剂应具有良好的电绝缘性能，电击穿强度是绝缘性能的一个重要指标，故要求制冷剂的电击穿强度要高。（6）制冷剂有一定的吸水性，当制冷系统中储存或者渗进极少量的水分时，虽会导致蒸发温度稍有提高，但不会在低温下产生“冰塞”，系统运行安全性好。（7）制冷剂与润滑油的良好匹配。3 .安全性和环境友好性（1）制冷剂应具有可接受的安全性安全性包括毒性、可燃性和爆炸性。制冷剂编号方法和安全性分类GB/T7778-2017（后文简称GB/T7778）分别按毒性定量和可燃性定量方法，将制冷剂分为8个安全分类（Al、A2L、A2、A3和Bl、B2L、B2、B3）,1（无火焰传播）、2L（弱可

13、燃）、2（可燃）和3（可燃易爆）依次为可燃性增强，L表示低燃烧速度；B（制冷剂的职业接触限定值OELV400ppm）较A毒性强。非共沸混合物制冷剂在温度滑移时，其组分的浓度也发生变化，其燃烧性和毒性也可能变化。因此，它应该有两个安全性分组类型表示，这两个类型使用一个斜杠（J）分开，如AlA2o第1个类型是在规定的组分浓度下的安全分类；第2个类型是混合制冷剂在最大温度滑移的组分浓度下的安全分类。冷库制冷系统所采用的卤代燃及其混合物制冷剂应为GB/T7778规定的Al类制冷剂。（2）制冷剂环境友好性制冷剂对大气环境的影响可以通过制冷剂的消耗臭氧层潜值ODP（OzoneDepletionPotent

14、ial）全球变暖潜值GWP（GlobalWaringPotential）大气寿命（AtmOSPheriCLife）等现有数据，按标准规定的计算方法进行评估，以确定其排放到大气层后对环境的综合影响。消耗臭氧层潜值ODP的大小表示消耗臭氧层物质ODS（OzoneDepletionSubstan-ceo）排放大气，对大气臭氧层的消耗程度，即反映对大气臭氧层破坏的大小，其数值是相对于CFC-Il排放所产生的臭氧层消耗的比较指标。（3）全球变暖潜值GWPGWP是衡量制冷剂对全球气候变暖影响程度大小的指标值。GWP被定义在固定时间范围内Ikg物质与IkgCO2脉冲排放引起的时间累积（如100年）辐射力的比

15、例。此外，国际上近年来还采用一个整体温室效应值TEWI（TotalEquivalentWarmingImPact）,它是综合反映1台机器对全球变暖所造成影响的指标值。TEWl计算比较复杂，它包括直接使用制冷剂产生的温室效应和制冷剂使用期内电厂发电产生的间接温室效应两部分。（4）大气寿命指任何物质排放到大气层被分解到一半（数量）时，所需要的时间（年），也就是制冷剂在大气中存留的时间。制冷剂在大气中寿命长，说明其潜在的破坏作用大。4 .制冷剂的经济性和充注量降低制冷设备制冷剂充注量的研发日渐深入，如机组采用降膜式蒸发器，有的机型可使制冷剂充注量减少30%50%,同时还强化了换热效果。常/M沙丹性成&制冷桶ftf8沸点（）*界9哽出WM()OV