制冷剂【冷暖头条】5分钟让你掌握最全面的制冷剂知识

什么是制冷剂？

韦氏词典将制冷剂定义为“用于制冷循环或像冰一样用于直接冷却的物质”。暖通空调行业以外的人可能会将制冷剂描述为空空调中使用的某种流体。暖通行业很多人会马上想到CFC(含氯氟烃)。

这些定义是正确的，但是制冷剂比那些物质更广泛。水是一种制冷剂，用于吸收式制冷机。

二氧化碳(CO2)和氨(NH3)被称为“天然”制冷剂。丙烷和异丁烷等易燃物质也用作制冷剂。氯氟化碳、氟氯烃和氢氟碳化合物等卤代烃作为制冷剂受到广泛欢迎。ASHRAE标准34“制冷剂命名和安全分类”列出了100多种制冷剂，尽管其中许多并未用于传统的商用暖通空调。制冷剂是一种化学物质。一些被认为是制冷剂的物质(如R-141b)，实际上在发泡剂场合应用广泛，但在冷却场合很少使用。

常用制冷剂的种类和编号

制冷剂根据分子结构可分为无机化合物和有机化合物。

根据制冷剂的组成，可分为单一制冷剂和混合制冷剂。

制冷剂根据其物理性质可分为高温(低压)、中温(中压)和低温(高压)制冷剂。

根据制冷剂的不同标准沸点:

示例:

1 空离心式冰箱调节系统；

2普通单级压缩和两级压缩活塞式制冷系统，在-60℃以上；

3.重叠装置的低温阶段。

降低%(按真实浓度计算)

制冷量

2.7

11.0

警察

1.0

3.9

容积制冷量

3.0

8.0

加注非共沸制冷剂时，应更加注意确保添加液体，仅添加液体需要专用储罐。油箱中剩余的制冷剂不能重复使用。

制冷剂和制冷系统

制冷剂的许多特性会影响其使用性能。这些特性还会影响它在哪个制冷系统中使用，尤其是在哪个压缩机中使用。大多数商业制冷系统是吸收式或蒸汽压缩式。吸收式冰箱以水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，也可以使用水、氨等其他物质。由于冷冻水温度的限制(必须高于0℃)，以水为制冷剂的冰箱只能在商用空工况下使用。

1.压缩机

蒸汽压缩制冷系统利用压缩机增加制冷剂焓(压力和温度)。操作条件决定了所需的提升能力(通常称为压力比)(见图3-换热器性能)。空冷系统所需的压力比高于水冷系统，因为空冷系统的冷凝温度较高。冷却温度低的系统也需要相对较大的压力比。制冷量(单位为冷吨)与制冷剂流量(单位为cfm/吨)成正比。

容积式压缩机的压力小于大流量压缩机的压力。例子包括往复式、涡旋式和螺杆式压缩机。离心式压缩机的压力高于低流量压缩机。

小分子量制冷剂一般用于压力比高、流量小的场合。换句话说，它对容积式压缩机有好处。例子包括R-22、R-410A和R-134a。以R-410A为例，上图显示其分子量较小。

上图显示了R-410A轻松获得高压比的能力。两图显示R-410A每吨制冷量仅需1.5 cfm/吨左右，非常适合容积式压缩机。

分子量大的制冷剂要求流量大，提供的压力比小。例子包括R-11和R-123。上图说明这两种制冷剂特别适合离心式压缩机。每冷吨两种制冷剂的流量约为17 cfm/吨。

R-134a通常用于容积式压缩机和离心式压缩机。虽然可以用在任何一种容积式压缩机上，但由于螺杆式压缩机的流量稍大，所以多用于螺杆式压缩机。R-134a每冷吨流量约为3 cfm/吨。

2.热交换器

蒸发器和冷凝器都是热交换器。制冷剂将能量传入和传出热交换器的能力将影响系统的整体性能。热交换量与面积和温差成正比。如果一种制冷剂的传热性能很差，它必须要么增加面积(增加许多铜管的成本)，要么增加温差。增加温差意味着增加压缩机压力比，导致压缩机功耗增加。在商用空调节中，冰箱的温差可以小到0.5到1℃，所以即使温差增加一点，性能差异也会很大。

比如R-123的导热系数为0.0476 btu/hft f，而R-134a的导热系数为0.0521 btu/hft f，导热的增强使得系统设计人员可以在降低换热器中铜管的成本和降低压缩机的压比之间进行选择，以提高性能。

3.管道和压力损失

所有制冷剂，无论是气态还是液态，在流经制冷回路时都会有压降。压降可能在部件之间的连接管中，也可能在一个部件中(如压缩机流道)。当压力发生变化时，制冷剂的温度也发生变化，这种变化取决于制冷剂本身。考虑到进气和排气管道上的压降，温度变化通常会对系统性能产生不利影响。为了在蒸发器和冷凝器中保持适当的压力，压降(温度变化)将增加压缩机的压力比。此外，对于大多数制冷剂，吸入管线中的压降引起的温度变化比排出管线中的压降引起的温度变化更显著。

关于R32

R32的基本性能

二氟甲烷

分子式:CH2F2

物性:无色无味，微易燃(A2级)。制冷剂R410A无毒不可燃(A1级)

不爆炸，无毒，易燃，但仍然安全的制冷剂？

R32的热力学性质与R410A相似。

R32和R410A性能对比

R32的热性能和R410A非常接近。与R22相比，CO2减排率可达77.6%(R410A减排2.5%)，符合国际减排要求。

根据摩尔质量，大致与填充量成正比，相对填充量约为70%。

就安全特性而言，R32是无毒可燃的A2系统。更换制冷剂匹配后，其工作压力略高于R410A系统，排气温度更高。

如果压缩机排量相同，R32系统的制冷量和COP将分别提高约12%和5%。

单从性能:R32的系统优于R410A的系统，需要注意的是排气温度比较高。

加注注意事项:由于R32是单一制冷剂，加注和添加制冷剂与R22相同。

制冷剂

R32

R410A

摩尔质量

52.02

72.58

标准沸点℃

-51,7

-51.4

临界温度℃

78.1

70.5

临界压力(Mpa)

5.78

4.81

相对填充量

0.7

一个

油扩散泵（Oil Diffusion Pump的缩写）

买一赠一(gift with purchase)

675

2100

安全级别/阶段

Asia2realm亚洲2号服务器

一流的

淘汰时限与替代方案

在过去几年里，对原议定书进行了几次修正，包括增加拟淘汰的物质数量和改变淘汰时限。此外，该协定的附件1(适用于发达国家)和附件2(适用于发展中国家)区分了不同的淘汰时限。以下两段总结了最初的要求和过去几年的变化。联合国环境规划署(环境署)每年举行会议，讨论进一步的变化，未来的议定书可能仍会继续变化。

协定附件1:消除发达国家的时限

时间详情

1987年《蒙特利尔议定书》:到2000年，氟氯化碳的产量将减少50%。其他化合物也要控制。

1990年伦敦修正案:到2000年要求生产100%的氟氯化碳。

1992年《哥本哈根修正案》:氟氯化碳于1996年完全停产。将1996年的氟氯烃消费量设定为一个限度，并在随后几年内不可逆转地逐步淘汰氟氯烃:

. 2004-限额的65%

。2010年-限额的35%

。2015年-限额的10%

。2020-限值的0.5%

该限额是根据氟氯烃臭氧消耗潜能值的加权消费量加上基于1989年的氟氯化碳加权消费量的3.1%确定的。

1995年，氟氯烃限额中的氟氯化碳部分从3.1%降至2.8%。

1997年《蒙特利尔议定书》修正案:2020年至2030年的氟氯烃消费量只能用于原始设备的维护。

1999年北京修正案:氟氯烃生产限制被用来解决发展中国家的贸易问题。

《协定》附件2:发展中国家淘汰时限的细节

1999年6月，氟氯化碳的消费量被限制在1995年至1997年的平均水平，并于2010年停止。

在2016年和2015年冻结氟氯烃消费，并在2040年停止消费。

中国的淘汰计划

中国于1991年6月加入了《蒙特利尔议定书》。1993年，国务院批准了《中国淘汰臭氧层物质国家计划》，并于1998年修订了国家计划。根据国家计划，到2002年，工业和商业制冷设备中将完全淘汰氟氯化碳-11。氟氯化碳-12的淘汰时间是2006年，氟氯化碳-11和氟氯化碳-12的生产从2003年开始停止，新离心机的填充和维护可延长至2010年。关于氟氯烃，中国将执行《蒙特利尔议定书》附件2的淘汰时间表。