制冷剂基础知识

碳氢制冷剂基础知识

(一)制冷剂概述制冷剂概述制冷剂概述制冷剂概述

1、什么是制冷剂？

答：制冷剂又称制冷工质，它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。空调制冷中主要是采用卤代烃制冷剂，其中不含氢原子的称为氯氟烃(CFC)，含氢原子的称为氢氯氟烃(HCFC)，不含氯原子的称为氢氟烃(HFC)。

制冷剂在蒸发器吸收被冷却介质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。它的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理，因而对制冷剂性质要求的了解是不容忽视的。

2、对制冷剂性质有哪些要求？

（1）环保性

要求工质的臭氧消耗潜能值（ODP）与全球变暖潜能值（GWP）尽可能小，以减小对大气臭氧层的破坏及引起全球气候变暖。

（2）具有优良的热力学特性

具有优良的热力学特性以便能在给定的温度区域运行时有较高的循环效率。具体要求为：临界温度高于冷凝温度、与冷凝温度对应的饱和压力不要太高、标准沸点较低、流体比热容小、绝热指数低、单位容积制热量较大等。

（3）具有优良的热物理性能

具体要求为：较高的传热系数、较低的粘度及较小的密度。

（4）具有良好的化学稳定性

要求工质在高温下具有良好的化学稳定性，保证在最高工作温度下工质不发生分解。

（5）与润滑油有良好互溶性。

（6）安全性。工质应无毒、无刺激性、无燃烧性及爆炸性。

（7）有良好的电气绝缘性。

（8）经济性。要求工质低廉，易于获得。

3、制冷剂是怎样分类的？

在压缩式制冷剂中广泛使用的是氨、氟里昂和烃类。

一、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。

（1）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。

（2）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。又有人称之为氟利昂的。

（3）饱和碳氢化合物制冷剂：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。如R50、R170、R290...等。

（4）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”，如R113、R1150...等。

（5）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。

二、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。高温、中温及低温制冷剂：根据制冷剂常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力Pk和正常蒸发温度T0的高低，一般分为三大类：（1）低压高温制冷剂。适用于空调系统的离心式制冷压缩机中。

（2）中压中温制冷剂。如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，这类制冷剂一般用于普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。

（3）高压低温制冷剂。如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，这类制冷剂适用于复迭式制冷装置的低温部分或－７０℃以下的低温装置中。

4、空调制冷剂对环境有什么影响空调制冷剂对环境有什么影响空调制冷剂对环境有什么影响空调制冷剂对环境有什么影响？

空调制冷剂对大气环境的影响主要有两个方面，一是对大气臭氧层的破坏，另一方面是使全球气候变暖的温室效应。

在卤代烃中，随着氯原子数的增加，其对大气臭氧层的破坏就愈严重，因此，CFC对大气臭氧层的破坏最严重，HCFC对大气臭氧层的破坏程度相对较小，HFC不破坏臭氧层。制冷剂对臭氧层的破坏程度用破坏臭氧层潜值(Ozone depletion potentia，简称ODP)表示。制冷剂的排放会产生全球气候变暖的温室效应，其影响程度用全球变暖潜值(Global warming potential，简称GWP)表示。

5、制冷剂发展历史是如何划分的？

制冷剂的发展经历了三个阶段：

第一阶段，从1830年到1930年，主要采用NH3、CO2、H2O等作为制冷剂，它们有的有毒，有的可燃，有的效率低，用了约100年的时间。

第二阶段，从1930年到1990年，主要采用CFCs和HCFCs制冷剂，使用了约60年。

第三阶段，从1990年至今，进入了以HFCs（含氟烃）为主的时期。

6、常用汽车空调制冷剂有哪些？

（1）氟利昂－12（代号：Ｒ12）

Ｒ12为烷烃的卤代物，学名二氟二氯甲烷。它是我国中小型制冷装置中使用较为广泛的中压中温制冷剂。是一种无色、透明、没有气味，几乎无毒性、不燃烧、不爆炸，很安全的制冷剂。Ｒ12的标准蒸发温度为－29.8℃，冷凝压力一般为0.78～0.98MPa，凝固温度为-155℃，单位容积标准制冷量约为288kcal/ｍ3。

Ｒ12只有在空气中容积浓度超过80％时才会使人窒息。但与明火接触或温度达400℃以时，则分解出剧毒的光气。

Ｒ12能与任意比例的润滑油互溶且能溶解各种有机物，但其吸水性极弱。因此，在小型氟利昂制冷装置中不设分油器，而装设干燥器。同时规定Ｒ12中含水量不得大于0.0025％。

R12对一般金属不腐蚀，但能腐蚀镁及含镁超过2%的铝镁合金。它对天然橡胶和塑料有膨润作用，系统中不能用一般天然橡胶作密封垫片，而应采用丁腈橡胶或氯乙醇等人造橡胶。R12的渗透性很强，甚至铸件的极细缝隙，螺纹接合处等都可能泄漏，因此要求机器的密封性要良好。否则，会造成密封垫片的膨胀引起制冷剂的泄漏。

由于R12在大气中分解后释放出的氯原子对臭氧层具有破坏作用，导致大气中臭氧浓度下降及形成臭氧空洞危害地球环境。根据蒙特利尔协议，发达国家1996年开始停止使用包括R12在的CFC系列制冷剂，发展中国家在2000年基本停止使用CFC系列制冷剂，到2030年将全面停止使用HCFC系列制冷剂。