制冷剂分类和要求说明

命名

用英文单词「refrigerant（制冷剂）」的首写字母「R」作为制冷剂的代号，后面的数字或字母根据一定的规则编写。

分类

• 无机化合物类
• 氟利昂和烷烃类
• 混合制冷剂

（1）无机化合物类

属于无机化合物的制冷剂有氨、水和二氧化碳等。

对于无机化合物制冷剂的代号，采用「R」后第一位数字为 7，7 后面加该物质分子量的整数来表示，即：「R7××」（其中「××」为制冷剂分子量的整数）。例如 NH3、H2O、CO2的分子量分别为 17、18、44，表示的符号分别为 R717、R718、R744。

N=14

H=1

O=16

C=12

(2）氟利昂和烷烃类

氟利昂是饱和烃类（饱和碳氢化合物）的卤族衍生物的总称，氟利昂的分子通式为 CmHnFxClyBrz（n+x+y+z=2m+2），其中字母m、n、x、y、z表示氟利昂分子上 C、H、F、Cl、Br 离子数，它们之间应满足 2m+2=n+x+y+z关系。简写符号规定为 R（m-1）（n+1）（x）B（z）。每个括弧内都是一个数字，其中z值为零时则 B 和 0 同时省略不写；对于氟利昂同分异构体，在其最后加小写英文字母以示区别。

表 3-1　氟利昂和烷烃类制冷剂命名举例

　　注：正丁烷和异丁烷分别用 R600 和 R600a 表示。

（3）混合制冷剂

混合制冷剂由两种或两种以上的纯物质按一定比例混合而成.根据混合物是否具有共沸的性质，分为共沸混合制冷剂和非共沸混合制冷剂两类。

1）共沸混合制冷剂

共沸混合制冷剂与单组分制冷剂一样，在一定压力下具有恒定的饱和温度和恒定的气、液相组分。

沸混合制冷剂代号采用「R5××」表示，R 后的第一个数字 5 专指共沸混合制冷剂，「××」按照发现的先后顺序编号。

表 3-2　几种共沸混合制冷剂的组成及特性参数

2）非共沸混合制冷剂

表 3-3　几种非共沸混合制冷剂的组成及特性参数

非共沸混合制冷剂代号采用「R4××」表示，R 后的第一个数字 4 指非共沸混合制冷剂，「××」按照发现的先后顺序编号，同组分、不同组成比例的非共沸混合制冷剂后缀 A、B、C 等。

制冷剂的选用原则

制冷剂的性质将直接影响制冷机的种类、构造、尺寸和运行特性，同时也会影响制冷循环的形式、设备结构及经济技术性能，

（1）热力学方面的要求

① 沸点要低，可获得较低的蒸发温度。同时，沸点低的制冷剂具有较高的蒸发压力。

② 临界温度要高，凝固温度要低，以保证制冷剂在较广的温度范围内安全工作。

③ 制冷剂具有适宜的工作压力。制冷剂在制冷系统中的蒸发压力最好接近或略高于大气压力，避免制冷系统低压部位出现真空而增大空气渗入系统的机会。

④ 对于大型的制冷系统，要求制冷剂的单位容积制冷量qv尽可能大。

表 3-4　常用制冷剂单位容积制冷能力

⑤ 制冷剂具有较低的绝热指数。制冷剂的绝热指数越小，压缩机排气温度越低，不但有利于提高压缩机的容积效率，而且对压缩机的润滑也是有好处的。

表 3-5　常用制冷剂绝热压缩温度（蒸发温度-20℃，冷凝温度 30℃）

（2）环保方面的要求

① 臭氧衰减指数 ODP：消耗臭氧潜能值 ODP（ozone depletion potential）表示一种物质气体逸散到大气中，对大气臭氧层造成破坏的潜在影响程度的指标。ODP 值越小，制冷剂的环境特性越好。ODP=0 则该制冷剂对大气臭氧层无害。

② 全球变暖指数 GWP：全球变暖指数 GWP（global warming potential）表示物质产生温室效应的一个指标，也称温室效应指数。

表 3-6　几种常用制冷剂的 ODP 值和 GWP 值

表 3-6 列出了几种常用制冷剂的 GWP 值，从表中可以看出，R11、R12 不仅 ODP 值高，而且 GWP 值也很高，对环保很不利，因此要被禁止使用。作为替代 R12 的 R134a，虽然 ODP=0，但仍有较高的 GWP 值，会引起全球变暖效应。而 R290、R600a 等制冷剂，既不破坏臭氧层，又不使全球变暖，是完全环保的制冷剂。

（3）制冷剂的物理化学方面的要求

① 制冷剂的黏度要小，以减少制冷剂在系统中的流动阻力，缩小制冷系统管道的直径，降低金属的消耗量。黏度小也可提高制冷剂的传热性能。

② 制冷剂的热化学稳定性要好，在高温下不易分解，制冷剂与油、水相混合时，对金属材料不应有明显的腐蚀作用。

③ 安全性好。国际上常用毒性和可燃性表示制冷剂安全级别的两个关键因素。

表 3-7　制冷剂安全分类

表 3-8　常用制冷剂安全性分类

表 3-9　制冷剂毒性分级表

物质的毒性是相对而言的。几乎任何东西在一定剂量时都是有毒的。一些制冷剂虽然无毒或毒性较低，但其浓度达到一定数值时，仍会对人体造成危害。因此，制冷机房应做好通风等防范措施，尤其是制冷机房设置在地下室的情况。

④ 溶油性。制冷剂的溶油性表现为完全溶解、微溶解和完全不溶解。当制冷剂与润滑油完全溶解时，能为机件润滑创造良好的条件，在冷凝器等换热器的换热面上不易形成油膜，换热效果较好；但会使制冷剂的蒸发温度升高，低温下的润滑油黏度降低，还会使制冷剂沸腾时泡沫增多，蒸发器中的液面不稳定以及运行时制冷机的耗油量大，系统回油不易。当制冷剂与润滑油完全不溶时，对制冷系统的蒸发温度影响较小，但在换热器换热表面易形成油膜而影响换热。微溶解于油的制冷剂的优缺点介于两者之间。

⑤ 溶水性。不同制冷剂与水的相溶能力也是不同

对于难溶于水的制冷剂，若系统中含水，则水以游离形式存在，当制冷温度达到 0℃ 以下，游离态的水会结冰，堵塞制冷系统狭窄的管道，尤其是节流机构部分，形成「冰堵」，在节流前一定要做好除水工作（常采用干燥器），防止「冰堵」发生；

对于易溶于水的制冷剂，虽然制冷系统不会发生「冰堵」现象，但制冷剂遇水会发生水解作用，生成的物质可能会对制冷系统管道、设备造成腐蚀。所以，制冷系统必须严格控制含水量。