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制冷劑
制冷劑

 制冷劑又稱制冷工質,在南方一些地區俗稱雪种。它是在制冷系統中不斷循環并通過其本身的狀态變化以实現制冷的工作物質。制冷劑在蒸發器内吸收被冷卻介質(水或空氣等)的熱量而汽化,在冷凝器中将熱量傳遞給周圍空氣或水而冷凝。

 
到現在为止使用的制冷劑已達70~80种,并正在不斷發展增多。但用于食品工业和空調制冷的僅十多种。其中被廣泛采用的隻有以下幾种:
 
1.氨(代号:R717)
 
氨是目前使用最为廣泛的一种中壓中溫制冷劑。氨的凝固溫度为-77.7℃,标準蒸發溫度为-33.3℃,在常溫下冷凝壓力一般为1.1~1.3MPa,即使當夏季冷卻水溫高達30℃时也絕不可能超過1.5MPa。氨的單位标準容積制冷量大約为520kcal/m3。
 
氨有很好的吸水性,即使在低溫下水也不會從氨液中析出而凍結,故系統内不會發生“冰塞”現象。氨對鋼鐵不起腐蝕作用,但氨液中含有水分後,對銅及銅合金有腐蝕作用,且使蒸發溫度稍許提高。因此,氨制冷裝置中不能使用銅及銅合金材料,并規定氨中含水量不應超過0.2%。
 
氨的臨界溫度較高(tkr=132℃),汽化潛熱大,在大氣壓力下为1164KJ/Kg,标準工況下的單位容積制冷量也大,氨壓縮機尺寸可以較小。
 
純氨對潤滑油無不良影響,但有水分时,會降低冷凍油的潤滑作用。氨在潤滑油中不易溶解,故要在裝置中設置油分離器,減少潤滑油進入冷凝器和蒸發器,防止熱交換表面被油污染後傳熱性能降低。
 
純氨對鋼鐵無腐蝕作用,但當氨中含有水分时将腐蝕銅和銅合金(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。
 
液氨透明無色,氨蒸氣無色,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时會引起凍傷。當空氣中氨蒸氣的容積達到0.5-0.6%时可引起爆炸。故機房内空氣中氨的濃度不得超過0.02mg/L。
 
氨在常溫下不易燃燒,加熱至350℃时,分解为氮和氫氣,氫氣與空氣中的氧氣混合後會發生爆炸。與空氣混合的體積分数在11%-14%时即可燃燒。在16%-25%时遇明火可能爆炸。在0.5%-0.6%时,人在其中停留半小时就會中毒。
 
氨極溶于水,0℃时每升水能溶解130升氨氣。一般規定液氨中含水量低于0.2%。
 
氨的比重和粘度小,放熱系数高,價格便宜,易于獲得。但是,氨有較強的毒性和可燃性。若以容積計,當空氣中氨的含量達到0.5%~0.6%时,人在其中停留半個小时即可中毒,達到11%~13%时即可點燃,達到16%时遇明火就會爆炸。因此,氨制冷機房必須注意通風排氣,并需經常
 
冰箱
排除系統中的空氣及其它不凝性氣體。 
总上所述,氨作为制冷劑的優點是:易于獲得、價格低廉、壓力适中、單位制冷量大、放熱系数高、幾乎不溶解于油、流动阻力小,洩漏时易發現。其缺點是:有刺激性臭味、有毒、可以燃燒和爆炸,對銅及銅合金有腐蝕作用。
 
2.氟利昂-12(代号:R12)
 
R12为烷烴的鹵代物,學名二氟二氯甲烷,分子式为CF2Cl2。它是我國中小型制冷裝置中使用較为廣泛的中壓中溫制冷劑。R12的标準蒸發溫度为-29.8℃,冷凝壓力一般为0.78~0.98MPa,凝固溫度为-155℃,單位容積标準制冷量約为288kcal/m3。
 
R12是一种無色、透明、沒有氣味,幾乎無毒性、不燃燒、不爆炸,很安全的制冷劑。隻有在空氣中容積濃度超過80%时才會使人窒息。但與明火接觸或溫度達400℃以上时,則分解出對人體有害的氣體。
 
R12能與任意比例的潤滑油互溶且能溶解各种有機物,但其吸水性極弱。因此,在小型氟利昂制冷裝置中不設分油器,而裝設幹燥器。同时規定R12中含水量不得大于0.0025%,系統中不能用一般天然橡膠作密封墊片,而應采用丁腈橡膠或氯乙醇等人造橡膠。否則,會造成密封墊片的膨脹引起制冷劑的洩漏。
 
3.氟利昂-22(代号:R22)
 
R22也是烷烴的鹵代物,學名二氟一氯甲烷,分子式为CHClF2,标準蒸發溫度約为-41℃,凝固溫度約为-160℃,冷凝壓力同氨相似,單位容積标準制冷量約为454kcal/m3。
 
R22的許多性質與R12相似,但化學穩定性不如R12,毒性也比R12稍大。但是,R22的單位容積制冷量卻比R12大的多,接近于氨。當要求-40~-70℃的低溫时,利用R22比R12适宜,故發文时R22被廣泛應用于-40~-60℃的雙級壓縮或空調制冷系統中。
 
4.R-134a(代号:R134a)
 
分子式 : CH 2 FCF 3 (四氟乙烷) ,分子量:102.03
 
沸點 :-26.26℃ , 凝固點 :-96.6°C ,臨界溫度 :101.1 ℃ ,臨界壓力:4067kpa
 
飽和液體密度 :25℃ , 1.207g/cm 3 ,液體比熱 :25℃ , 1.51KJ/(Kg·℃)
 
溶解度( 水中, 25℃ ) :0.15% ,臨界密度 :0.512g/cm3
 
破壞臭氧潛能值( ODP ) :0 , 全球變暖系数值( GWP ) :0.29
 
沸點下蒸發潛能 :215 kJ/kg
 
質量指标 : 純度 ≥ 99.9 % ,水份PPm≤ 0.0010,酸度 PPm≤ 0.00001 ,蒸發殘留物PPm≤ 0.01
 
R134a作为R12的替代制冷劑,它的許多特性與R12很相像。
 
R134a的毒性非常低,在空氣中不可燃,安全類别为A1,是很安全的制冷劑。
 
R134a的化學穩定性很好,然而由于它的溶水性比R22高,所以對制冷系統不利,即使有少量水分存在,在潤滑油等的作用下,将會産生酸、二氧化碳或一氧化碳,将對金屬産生腐蝕作用,或産生“鍍銅”作用,所以R134a對系統的幹燥和清潔要求更高。R134a對鋼、鐵、銅、鋁等金屬未發現有相互化學反應的現象,僅對鋅有輕微的作用。
 
R134a 是發文时國際公認的替代 CFC-12 的主要制冷工質之一,常用于車用空調,商业和工业用制冷系統,以及作为發泡劑用于硬塑料保溫材料生産,也可以用來配置其他混合緻冷劑,如 R 404a 和 R 407c 等。
 
5.R-404A制冷劑
 
物化特性:R404A是一种不含氯的非共沸混合制冷劑,常溫常壓下为無色氣體,貯存在鋼瓶内是被壓縮的液化氣體。其 ODP 为 0 ,因此R404A是不破壞大氣臭氧層的環保制冷劑。主要用途:R404A 主要用于替代 R22 和 R502 ,具有清潔、低毒、不燃、制冷效果好等特點,大量用于中低溫冷凍系統。
 
6.R-410A制冷劑
 
物化特性:常溫常壓下, R410A 是一种不含氯的氟代烷非共沸混合制冷劑,無色氣體,貯存在鋼瓶内是被壓縮的液化氣體。其 ODP 为 0 ,因此R410A是不破壞大氣臭氧層的環保制冷劑。
 
主要用途:大量用于家用空調、小型商用空調、戶式中央空調等。
 
7.混合共沸制冷劑,發文时尚不公開配方,用在複疊式制冷機中,在空氣冷凝的前提下,蒸發溫度可以達到-150度左右
 
8.碳氫制冷劑主要是節能和環保這兩大優點;節能方面:用R433b的空調要比用R134,R22的空調節省能耗15%至35%左右。環保方面:碳氫制冷劑屬于天然工質,因此對大氣無污染、對臭氧層無破壞和溫室效應幾乎为零。

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