制冷剂化学的要求
1 制冷剂的粘度应尽可能小,以减少管道流动阻力、提换热设备的传热强度。
2 制冷剂的导热系数应当高,以提高换热设备的效率,减少传热面积。
3 制冷剂与油的互溶性质:制冷剂溶解于润滑油的性质应从两个方面来分析。如果制冷剂与润滑油能任意互溶,其优点是润滑油能与制冷剂一起渗到压缩机的各个部件,为机体润滑创造良好条件;且在蒸发器和冷凝器的热换热面上不易形成油膜阻碍传热。其缺点是从压缩机带出的油量过多,并且能使蒸发器中的蒸发温度升高。部分或微溶于油的制冷剂,其优点是从压缩机带出的油量少,故蒸发器中蒸发温度较稳定。其缺点是在蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油膜,影响了传热。 类 别 溶解性 制冷剂 产生的影响
1 难溶 NH3、CO2、R13、R14、R15、SO2 无2 微溶(在压缩机曲轴箱和冷凝器内相互溶解,在蒸发器内分解) R22、R114、R152、R502 溶解时降低润滑油的沾度
3 完全溶解 R11、R12、R21、R113、烃类、CH3CI、R500
降低润滑油的沾度和凝固点,并使油中石蜡下沉,蒸发温度升高
4 应具有一定的吸水性,这样就不致在制冷系统中形成“冰塞”,影响正常运行。
5 应具有化学稳定性:不燃烧、不爆炸,使用中不分解,不变质。同时制冷剂本身或与油、水等相混时,对金属不应有显著的腐蚀作用,对密封材料的溶胀作用应小。
安全性的要求
1 由于制冷剂在运行中可能泄漏,故要求工质对人身健康无损害、无毒性、无刺激作用。
制冷剂的分类
1 在压缩式制冷剂中广泛使用的制冷剂是氨、氟里昂和烃类。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。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。2 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。
3 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。
4 饱和碳氢化合物: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,安全性很差。如R50、R170、R290...等。
5 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。
6 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。
7 高温、中温及低温制冷剂:是按制冷剂的标准蒸发温度和常温下冷凝压力来分的。
制冷剂 使用温度范围 压缩机类型 用途 备注
R717(氨) 中、低温 活塞式、离心式 冷藏、制冰 在普通制冷领域 R11 高温 离心式 空调
R12 高、中、低温 活塞式、回转式、离心式 冷藏、空调 高温为:10-0℃
R13 超低温 活塞式、回转式 超低温
R22 高、中、低温 活塞式、回转式、离心式 空调、冷藏、低温 中温为:0--20℃
R114 高温 活塞式 特殊空调 低温为:-20--60℃
R500 高、中温 活塞式、回转式、离心式 空调、冷藏 超低温为:-60--120℃
R502 高、中、低温 活塞式、回转式 空调、冷藏、低温 氨(R717)的特性
1 氨(R717、NH3)是中温制冷剂之一,其蒸发温度ts为-33.4℃,使用范围是+5℃到-70℃,当冷却水温度
达高30℃时,冷凝器中的工作压力一般不超过1.5MPa。
2 氨的临界温度较高(tkr=132℃)。氨是汽化潜热大,在大气压力下为1164KJ/Kg,单位容积制冷量也大,氨压缩机之尺寸可以较小。
3 纯氨对润滑油无不良影响,但有水分时,会降低冷冻油的润滑作用。
4 纯氨对钢铁无腐蚀作用,但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金(磷青铜除外),故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金。
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