
制冷劑又稱制冷工質(zhì),是制冷循環(huán)的工作介質(zhì),利用制冷劑的相變來傳遞熱量,既制冷劑在蒸發(fā)器中汽化時吸熱,在冷凝器中凝結(jié)時放熱。當前能用作制冷劑的物質(zhì)有80多種,最常用的是氨、氟里昂類、水和少數(shù)碳氫化合物等。?
1987年9月在加拿大的蒙特利爾室召開了專門性的國際會議,并簽署了《關(guān)于消耗臭氧層的蒙特利爾協(xié)議書》,于1989年1月1日起生效,對氟里昂在的R11、R12、R113、R114、R115、R502及R22等CFC類的生產(chǎn)進行限制。
1990年6月在倫敦召開了該議定書締約國的第二次會議,增加了對全部CFC、四氯化碳(CCL4)和甲基氯仿(C2H3CL3)生產(chǎn)的限制,要求締約國中的發(fā)達國家在2000年完全停止生產(chǎn)以上物質(zhì),發(fā)展中國家可推遲到2010年。另外對過渡性物質(zhì)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。?
熱力學(xué)的要求?
1.在大氣壓力下,制冷劑的蒸發(fā)溫度(沸點)ts要低。這是一個很重要的性能指標。ts愈低,則不僅可以制取較低的溫度,而且還可以在一定的蒸發(fā)溫度to下,使其蒸發(fā)壓力Po高于大氣壓力。以避免空氣進入制冷系統(tǒng),發(fā)生泄漏時較容易發(fā)現(xiàn)。?
2.要求制冷劑在常溫下的冷凝壓力Pc應(yīng)盡量低些,以免處于高壓下工作的壓縮機、冷凝器及排氣管道等設(shè)備的強度要求過高。并且,冷凝壓力過高也有導(dǎo)致制冷劑向外滲漏的可能和引起消耗功的增大。?
3.對于大型活塞式壓縮機來說,制冷劑的單位容積制冷量qv要求盡可能大,這樣可以縮小壓縮機尺寸和減少制冷工質(zhì)的循環(huán)量;而對于小型或微型壓縮機,單位容積制冷量可小一些;對于小型離心式壓縮機亦要求制冷劑qv要小,以擴大離心式壓縮機的使用范圍,并避免小尺寸葉輪制造之困難。?
4.制冷劑的臨界溫度要高些、冷凝溫度要低些。臨界溫度的高低確定了制冷劑在常溫或普通低溫范圍內(nèi)能否液化。?
5.凝固溫度是制冷劑使用范圍的下限,冷凝溫度越低制冷劑的適用范圍愈大。?
制冷劑??????? 分子式???? ?分子量u?? 正常蒸發(fā)溫度ts(℃)? 凝固點(℃) 臨界溫度? ? 臨界壓力PKP?? 絕熱指數(shù)K??
水????????????? H2O???????? 18.02????? +100?????????????????? ?±0?????????? +374.1??????? 225.6???????????1.33??
氨????????????? NH3???????? 17.03????? -33.4?????????????????? ?-77.7??????? +132.4????????115.2?????????? 1.31???
R11???????????CFCL3????? 137.39????+23.7???????????????? ?-111???????? ?+198???????????44.6?????????????1.17??
R12???????????CF2CL2??? 120.92????-29.8?????????????????? -155??????? ? +111.5????????40.86???????????1.15??
R13???????????CF3CL????? 104.47????-81.5????????????????? ?-180???????? ?+28.8???????????39.4?????????????? -??
R22???????????CHF2CL?? ?88.48????? -40.8??????????????? ? -180????????? ?+96??????????????50.3??????????? 1.19??
R115?????????C2F5CL??? 154.48?????-38??????????????????? -106?????????? +80??????????????33 1???????????????-
物理化學(xué)的要求?
1.制冷劑的粘度應(yīng)盡可能小,以減少管道流動阻力、提換熱設(shè)備的傳熱強度。?
2.制冷劑的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)當高,以提高換熱設(shè)備的效率,減少傳熱面積。?
3.制冷劑與油的互溶性質(zhì):制冷劑溶解于潤滑油的性質(zhì)應(yīng)從兩個方面來分析。如果制冷劑與潤滑油能任意互溶,其優(yōu)點是潤滑油能與制冷劑一起滲到壓縮機的各個部件,為機體潤滑創(chuàng)造良好條件;且在蒸發(fā)器和冷凝器的熱換熱面上不易形成油膜阻礙傳熱。
其缺點是從壓縮機帶出的油量過多,并且能使蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度升高。部分或微溶于油的制冷劑,其優(yōu)點是從壓縮機帶出的油量少,故蒸發(fā)器中蒸發(fā)溫度較穩(wěn)定。其缺點是在蒸發(fā)器和冷凝器換熱面上形成很難清除的油膜,影響了傳熱。?
類別? 溶解性?????????????????? 制冷劑????????????????????????????????????????? ?????????????????? 產(chǎn)生的影響??
1.???? 難溶????? NH3、CO2、R13、R14、R15、SO2??????????????????????????????? ?? ?無??
2.???? 微溶????? R22、R114、R152、R502???????????????????????????????????? ?溶解時降低潤滑油的沾度??
3.??? 完全溶解?? R11、R12、R21、R113、烴類、CH3CI、R500?? 降低潤滑油的沾度和凝固點,并使油中石蠟下沉,蒸發(fā)溫度升高?
??
4. 應(yīng)具有一定的吸水性,這樣就不致在制冷系統(tǒng)中形成“冰塞”,影響正常運行。?
5. 應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性:不燃燒、不爆炸,使用中不分解,不變質(zhì)。同時制冷劑本身或與油、水等相混時,對金屬不應(yīng)有顯著的腐蝕作用,對密封材料的溶脹作用應(yīng)小。?
安全性的要求?
由于制冷劑在運行中可能泄漏,故要求工質(zhì)對人身健康無損害、無毒性、無刺激作用。
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