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1、2005-6-14 11:13:12常用制冷剂种类及特性作者: 未知新闻来源: 空调技术网责任编辑: LOG说明 制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既 制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。当前能用作制冷剂的物质有 80 多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。1987 年 9 月在加拿大的蒙特利尔室召开了专门性的国际会议，并签署了关于消 耗臭氧层的蒙特利尔协议书，于 1989 年 1 月 1 日起生效，对氟里昂在的 R11、R12、 R113、R114、R115、R502 及 R22 等 CFC 类的生产进行限制。1990 年 6
2、月在伦敦召开了 该议定书缔约国的第二次会议，增加了对全部CFC、四氯化碳（CCL4）和甲基氯仿（C2H3CL3）生产的限制，要求缔约国中的发达国家在2000年完全停止生产以上物质，发展中国家可推迟到 2010 年。另外对过渡性物质 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。制冷剂的要求 氨（R717）的特性制冷剂的分类 氟哩昂的特性制冷剂的要求热力学的要求在大气压力下，制冷剂的蒸发温度（沸点）ts要低。这是一个很重要的性能指标。ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度to下，使其蒸发 压力
3、Po 高于大气压力。以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。要求制冷剂在常温下的冷凝压力 Pc 应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、 冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗 漏的可能和引起消耗功的增大。对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量 qv 要求尽可能大，这样可 以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷 量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂 qv 要小，以扩大离心式压缩机的使 用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度的高低确定了制冷剂在常温 或
4、普通低温范围内能否液化。凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。制冷剂 分子式 分子量U 正常蒸发温 凝固点tf（C） 临界温度 临界压力PKp绝热指数K度 tsCC）水（R718）H2O18.02+100氨（R717）NH317.03-33.4R11CFCL3137.39+23.7R12CF2CL2120.92-29.8R13CF3CL104.47-81.5R22CHF2CL88.48-40.8R115C2F5CL154.48-38tkp（C）绝对压力0+374.1225.61.33-77.7+132.4115.21.31-111+19844.61.17-155+1
5、11.540.861.15-180+28.839.4-180+9650.31.19-106+80331物理化学的要求 制冷剂的粘度应尽可能小，以减少管道流动阻力、提换热设备的传热强度。 制冷剂的导热系数应当高，以提高换热设备的效率，减少传热面积。 制冷剂与油的互溶性质：制冷剂溶解于润滑油的性质应从两个方面来分析。如果制 冷剂与润滑油能任意互溶，其优点是润滑油能与制冷剂一起渗到压缩机的各个部件，为 机体润滑创造良好条件；且在蒸发器和冷凝器的热换热面上不易形成油膜阻碍传热。其 缺点是从压缩机带出的油量过多，并且能使蒸发器中的蒸发温度升高。部分或微溶于油 的制冷剂，其优点是从压缩机带出的油量少，故蒸
6、发器中蒸发温度较稳定。其缺点是在 蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油膜，影响了传热。类另9溶解性制冷剂产生的影响1难溶NH CO R13、R14、32R15、SO。2无微溶（在压缩机曲轴箱和冷2凝器内相互溶解，在蒸发器R22、R114、R152、R502溶解时降低润滑油的沾度内分解）3完全溶解Rll、 R12、 R21、 R113、烃 类、CHgl、R500降低润滑油的沾度和凝固 点，并使油中石蜡下沉，蒸 发温度升高应具有一定的吸水性，这样就不致在制冷系统中形成“冰塞”，影响正常运行。 应具有一定的吸水性，这样就不致在制冷系统中形成“冰塞”，影响正常运行。 应具有化学稳定性：不燃烧、不爆炸
7、，使用中不分解，不变质。同时制冷剂本身或 与油、水等相混时，对金属不应有显著的腐蚀作用，对密封材料的溶胀作用应小。 安全性的要求由于制冷剂在运行中可能泄漏，故要求工质对人身健康无损害、无毒性、无刺激作 用。制冷剂的分类在压缩式制冷剂中广泛使用的制冷剂是氨、氟里昂和烃类。按照化学成分，制冷剂 可分为五类：无机化合物制冷剂、氟里昂、饱和碳氢化合物制冷剂、不饱和碳氢化合物 制冷剂和共沸混合物制冷剂。根据冷凝压力，制冷剂可分为三类：高温（低压）制冷剂、 中温（中压）制冷剂和低温（高压）制冷剂。无机化合物制冷剂：这类制冷剂使用得比较早，如氨（NH3）、水（H20）、空气、 二氧化碳（C02）和二氧化硫（
8、S02）等。对于无机化合物制冷剂，国际上规定的代号为 R 及后面的三位数字，其中第一位为“7”后两位数字为分子量。如水 R718. 等。氟里昂（卤碳化合物制冷剂）：氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素（ CL）、 氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的总称。国际规定用“R”作为这类制冷剂的代号，如 R22.等。饱和碳氢化合物：这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和环状有机化合物 等。代号与氟里昂一样采用“R”，这类制冷剂易燃易爆，安全性很差。如R50、R170、 R290.等。不饱和碳氢化合物制冷剂：这类制冷剂中主要是乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）和它们 的卤族元素衍生物，它们的R后的
9、数字多为“ 1”，如R113、R1150.等。共沸混合物制冷剂：这类制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共 沸混合物，这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度，其气相或液相始终保持组 成比例不变，但它们的热力性质却不同于混合前的物质，利用共沸混合物可以改善制冷 剂的特性。如 R500、 R502. 等。高温、中温及低温制冷剂：是按制冷剂的标准蒸发温度和常温下冷凝压力来分的。制冷剂使用温度范围压缩机类型用途备注R717 （氨）中、低温活塞式、离心式冷藏、制冰在普通制冷领域R11高温离心式空调R12高、中、低温活塞式、回转式、离心式冷藏、空调高温为：10-0CR13超低温活塞式、回转
10、式超低温R22高、中、低温活塞式、回转式、离心式空调、冷藏、低温中温为：0-20CR114高温活塞式特殊空调低温为：-20-60CR500高、中温活塞式、回转式、离心式空调、冷藏超低温为:-60-120CR502高、中、低温活塞式、回转式空调、冷藏、低温氨（R717）的特性氨（R717、NH3）是中温制冷剂之一，其蒸发温度ts为-33.4C,使用范围是+5C到-70C,当冷却水温度高达30C时，冷凝器中的工作压力一般不超过1.5MPa。 氨的临界温度较高（tkr=132C）。氨是汽化潜热大，在大气压力下为1164KJ/Kg,单位容积制冷量也大，氨压缩机之尺寸可以较小。纯氨对润滑油无不良影响，但
11、有水分时，会降低冷冻油的润滑作用。 纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金(磷青铜除外)， 故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金。氨的蒸气无色，有强烈的刺激臭味。氨对人体有较大的毒性，当氨液飞溅到皮肤 上时会引起冻伤。当空气中氨蒸气的容积达到 0.5-0.6%时可引起爆炸。故机房内空 气中氨的浓度不得超过 0.02mg/L。氨在常温下不易燃烧，但加热至350C时，则分解为氮和氢气，氢气于空气中的 氧气混合后会发生爆炸。氟哩昂的特性氟哩昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸和化学性稳定的制冷剂。不同 的化学组成和结构的氟里昂制冷剂热力性质相差很大，可适用于高温、中温
12、和低温 制冷机，以适应不同制冷温度的要求。氟里昂对水的溶解度小，制冷装置中进入水分后会产生酸性物质，并容易造成低 温系统的“冰堵”，堵塞节流阀或管道。另外避免氟里昂与天然橡胶起作用，其装置 应采用丁晴橡胶作垫片或密封圈。常用的氟里昂制冷剂有R12、R22、R502及R1341a,由于其他型号的制冷剂现在 已经停用或禁用。在此不做说明。氟里昂12 (CF2CL2, R12)：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以中、小 型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。R12具有较 好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约 0.8-1.2KPa。 R12 的 标准蒸发温
13、度为-29C，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70C的低 温。而对大型离心式压缩机可获得-80C的低温。近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。氟里昂22 (CHF2CL，R22)：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空 调和低温冰箱中采用。R22的热力学性能与氨相近。标准气化温度为-40.8C,通常 冷凝压力不超过1.6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。R22的单位容积 比R12约高60%,其低温时单位容积制冷量和饱和压力均高于R12和氨。近年来对 大型空调冷水机组的冷媒大都采用R134a来代替。氟里昂502 (R502)： R502是由R12、R22以51.2%
14、和48.8%的百分比混合而成的 共沸溶液。R502与R115、R22相比具有更好的热力学性能，更适用于低温。R502 的标准蒸发温度为-45.6C,正常工作压力与R22相近。在相同的工况下的单位容积 制冷量比 R22 大，但排气温度却比 R22 低。 R502 用于全封闭、半封闭或某些中、 小制冷装置，其蒸发温度可低达-55C。R502在冷藏柜中使用较多。氟里昂134a (C2H2F4, R134a)：是一种较新型的制冷剂，其蒸发温度为-26.5C。 它的主要热力学性质与R12相似，不会破坏空气中的臭氧层，是近年来鼓吹的环保 冷媒，但会造成温室效应。是比较理想的R12替代制冷剂。氟里昂与水的关系：氟里昂和水几乎完全相互不溶解，对水分的溶解度极小。从 低温侧进入装置的水分呈水蒸气状态，它和氟里昂蒸气一起被压缩而进入冷凝器， 再冷凝成液态水，水以液滴壮混于氟里昂液体中，在膨胀阀处因低温而冻结成冰， 堵塞阀门，使制冷装置不能正常工作。水分还能使氟里昂发生水解而产生酸，使制 冷系统内发生“镀铜”现象。氟里昂与润滑油的关系：一般是易溶于冷冻油的，但在高温时，氟里昂就会从冷 冻油内分解出来。所以在大型冷水机组中的油箱里都有加热器，保持在一定的温度
