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制冷剂常识----制冷达人必修课
来源:app上下分棋牌 发布时间:2016-01-12

   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 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。


热力学的要求


   1 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 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。  


   2 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。  


   3 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。  


  4 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 在常温或普通低温范围内能否液化。  


  5 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。


物理化学的要求  


 1 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。  


 2 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。  


 3 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。  


 根据溶解程度及影响大致划分以下几类:


① 难溶 NH3、CO2、R13、R14、R15、SO2 ,无  


② 2 微溶(在压缩机曲轴箱和冷凝器内相互溶解,在蒸发器内分解) R22、R114、R152、R502 ,微溶溶解时降低润滑油的沾度  


③ 3 完全溶解 R11、R12、R21、R113、烃类、CH3CI、R500,完全溶解 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  


 4 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。  


 5 应具有化学稳定性:不燃烧、不爆炸,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  


 1 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。  


 2 无机化合物制冷剂:这类制冷剂使用得比较早,如氨(NH3)、水(H2O)、空 气、二氧化碳(CO2)和二氧化硫(SO2)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。  


 3 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。  


 4 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。  


 5 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 后的数字多为“1”, R113、 如 R1150...等。  


 6 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。  


 7 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。  


氨(R717)的特性  


 1 氨(R717、NH3)是中温制冷剂之一,其蒸发温度 ts 为-33.4℃,使用范围是 +5℃到-70℃,当冷却水温度 达高 30℃时,冷凝器中的工作压力一般不超过 1.5MPa。  


 2 氨的临界温度较高 (tkr=132℃)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。  


 3 纯氨对润滑油无不良影响,但有水分时,会降低冷冻油的润滑作用。  


 4 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。  


 5 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。  


 6 氨在常温下不易燃烧,但加热至 350℃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。


氟里昂的特性


1氟里昂是一种透明、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、中温和 低温制冷机,以适应不同制冷温度的要求。  


2 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。  


3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-40.8℃, 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。  


4氟里昂 134a C2H2F4,( R134a) 是一种较新型的制冷剂, : 其蒸发温度为-26.5℃。 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。  


5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。  


6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 温度来防止氟里昂的溶解。


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