全面制冷剂的知识，一文讲透！
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以上这些定义都是对的，但制冷剂比那些物质更广泛。水是制冷剂，在吸收式制冷机中使用。 二氧化碳(CO2)和氨(NH3)作为“天然”制冷剂而为人所知。易燃物质如丙烷和异丁烷也被作为制冷剂使用。对于卤代烃物质如CFC，HCFC和HFC族物质，更是受到广泛欢迎的制冷剂。ASHRAE标准34《制冷剂命名和安全分类》列出了100多种制冷剂，尽管其中许多并不在常规商业HVAC中使用。制冷剂是化学物质。一些物质，被认为是制冷剂（如R-141b），实际上却广泛应用于诸如发泡剂场合，其实很少用于冷却场合。 www.ehvacr.com 根据制冷剂的分子结构可将制冷剂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。 根据制冷剂的物理性质可将制冷剂分为高温(低压)、中温(中压)、低温(高压)制冷剂。
按制冷剂标准沸点的不同区分：
举例： 1 离心式制冷机的空调系统； 2 普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷系统,-60°C以上； 3 覆叠式装置的低温级。 ehvacr.com （1） 无机化合物 无机化合物用序号700表示，化合物的分子量（取整数部分）加上700就得出其制冷剂的编号。例如，氨的分子量为17，其编号为R717 。二氧化碳和水的编号分别为R744和R718。 （2） 卤代烃-氟利昂 CmHnFpClqBrr，其原子数m、n、p、q、r之间的关系式为2m 2=n p q r。 暖通空调在线 命名：R（m-1）（n 1）pBr，如：CF2Cl2为R12 ，C2H2F4为R134， CF3Br为R13B1。 环状衍生物的编号的规则相同，只在字母R后加一个字母C，如C4F8为RC318。 同分异构体相同编号，而随着同分异构变得愈来愈不对称，附加小写a、b、c等。如CH2FCH2F，编号为R152；它的同分异构体分子式为CHF2CH3，编号为R152a。 近年来，常常根据制冷剂的化学组成表示制冷剂的种类。不含氢的卤代烃称为氯氟化碳，写成CFC；含氢的卤代烃称为氢氯氟化碳，写成HCFC；不含氯的卤代烃称为氢氟化碳，写成HFC；碳氢化合物写成HC；CFC、HCFC、HFC、HC等后接数字或字母的编制方法同国家标准GB7778-87规定一致。如，R12属氯氟化碳化合物，表示成CFC-12；R22、R134a、R170分别表示成HCFC-22、HFC-134a、HC-170。 CFC，氯氟烃 性能稳定，可进入平流层 只有受紫外线照射方分解出Cl离子 对臭氧层破坏作用较大 HCFC，氢氯氟烃 相对不稳定，到达平流层前已经分解 对臭氧层破坏作用较小 ehvacr.com (4) 甲烷族氟利昂
(5) 乙烷族氟利昂
一提到性质，首先就会想到诸如毒性低、不可燃、效率高、价廉。这些性质当然重要，且还是好的广告卖点。但选择一种制冷剂用于制冷和空调，要考虑的性质远不止上述这些。例如，“效率”就可能意味着许多东西，还可能引起误解和混淆。 暖通在线 先了解下蒸气制冷循环 Ehvacr 除吸收式制冷机，大多数商用空调系统是基于蒸气压缩循环。循环过程从空气中收集热量（叫空调器），或从水中收集热量（叫制冷机）。并向空气排出热量（风冷），或向水中排出热量（水冷）。甚至可将循环过程作为一个加热器，将热量从冷流体（室外空气）转移到热流体（室内空气），这就是热泵。 暖通-空调-在线 以水冷式制冷机举例，制冷机利用蒸气压缩循环使水温下降，并将从冷冻水和压缩机中收集的热量排到另一个水回路，由冷却塔冷却排入大气。图1显示了基本的制冷回路。回路由以下四个主要部件构成：
蒸发器 nuantongkongtiaozaixian 蒸发器是一个换热器，通过换热过程降低冷冻水的水温，从而取走建筑物的热量。吸收的热量使制冷剂沸腾，从液体变成气体。 压缩机 压缩机装配体由一个主运动部件（一般是电机）和压缩机构成。压缩机的作用是升高制冷剂气体的压力和温度。 冷凝器 和蒸发器一样,冷凝器是一个换热器。那么，它从制冷剂中取走热量，使水温升高，制冷剂从气体冷凝成液体。然后冷却水将热量从冷却塔排入大气。 暖通-调在线 膨胀装置 制冷剂冷凝成液体后，流过一个降压装置。降压装置可能像孔板一样简单，或如电子膨胀阀一样复杂。 压焓图 暖通空调zaixian 压焓（P-H）图是观察制冷循环的另一种方式。它的好处是用图表显示循环过程、制冷效果，以及所需消耗的功。 图 2 是图 1所示制冷回路的压焓图(P-H)表示，图中示出了每个部件的过程。从点 1 到点 2 是 蒸发过程.制冷剂从液体变成气体，压力（和温度）保持不变。在相变时吸收热量（潜热）。制冷效果就是点 2 和点 1 之间的焓差。从点 2 到 点 3 的曲线表示压缩过程。压缩功是点 3 和点 2 之间的 焓差乘以制冷剂流量。压缩功增加了制冷剂中热值。曲线的垂直部分表示制冷剂压力（和温度）从 点 2 升高到点 3。 下一个过程发生在冷凝器中。过程的第一段（制冷剂气液分界线的外侧）是过热 气体的降温过程。一旦制冷剂达到饱和状态，制冷剂从气体变成液体。和在蒸发器中一样,线为水 平表明压力（或温度）不变。 最后一个过程是膨胀过程。从点 4 到点 1 的线是垂直的，表明制冷剂流过热力膨胀阀时压力（或温度）是下降的但焓不变。
图 3 表示了冷凝器和蒸发器的换热过程。图中示出了标准的水温工况。在冷凝器中, 制冷剂温度为恒定的 37℃。制冷剂从气体变成液体，放出冷凝潜热。同时，从冷却塔来的 30℃ 水进入冷凝 器，温度升高到 35℃ 。 蒸发器中的过程相似。这样，蒸发器中的制冷剂为恒定的 5℃。制冷剂从液体变成气体，吸收蒸气潜热。冷冻水以 12℃ 进入蒸发器，下降到 7℃ 。 暖通百科 蒸发器或冷凝器中的压力是给定温度所对应的饱和压力。这可以从制冷剂压力温度表中查出。对于 HFC-134a 而言，37℃ 时的冷凝压力为 917KPA，5℃ 时的蒸发压力为252KPA。
卡诺循环 卡诺循环是一种完全可逆的理论循环。图 5 表示卡诺循环。卡诺循环的效率公式是：COP = TR /(TO- TR) 暖通-空调-在线 式中TR是绝对蒸发温度，TO是绝对冷凝温度。请注意制冷剂不是公式的一部分。建立制冷剂模型并计算理论性能是可能的，但如果考虑到系统设计和部件效率等的工程实际情况，谈制冷剂的效率就是将苹果和苹果进行比较，没有任何价值。相对于不同的制冷系统设计，制冷剂的最佳效率是各不相同的。任何根据系统设计来分析哪种制冷剂的效率最高的做法，这都是没有意义的。
换热性质 制冷的主要目的是将热量从不需要的地方转移到需要的地方（或转移到至少不会有问题的地方）。此过程换热是关键。制冷剂可能因其强的换热性能，而使得理论效率很高。好的换热效果使得换热器的传热温差小，从而使压缩机耗功减小，效率提高。 有许多因素影响换热。有几个因素如管路设计、材料和流量（雷诺数）和制冷系统自身有关。 制冷剂有三个关键性质影响系统的总体换热能力。它们是粘度(μ)、比热(cp)和导热系数(λ)。这些 参数在换热器设计时用于计算普朗特数(Pr=μ?cp/λ)。制冷剂的选择目标是单位制冷剂能够携带很多热量（比热大）且热量传递容易（导热系数高），也希望容易增加紊流（低粘度）而减小运送流体时的功耗。 理想的冷媒是什么？ 理想的冷媒物理特性 1、蒸发压力要高 暖通百科 若冷媒之蒸发压力低於大气压力时，则空气易侵入系统，系统处理上较为困难，因此希望冷媒在低温蒸发时，其蒸发压力可高於大气压力。 ehvacr.com 2、蒸发潜热要大 暖通在线 冷媒之蒸发潜热大，表示使用较少的冷媒便可以吸收大量的热量。 3、临界温度要高 临界温度高，表示冷媒凝结温度高，则可以用常温的空气或水来冷却冷媒而达到凝结液化的作用。 4、冷凝压力要低 冷凝压力低，表示用较低压力即可将冷媒液化，压缩机之压缩比小，可节省压缩机之马力。 5、凝固温度要低 Ehvacr 冷媒之凝固点要低，否则冷媒在蒸发器内冻结而无法循环。 6、气态冷媒之比容积要小 气态冷媒之比容积愈小愈好，则压缩机之容积可缩小使成本降低，且吸气管及排气管可以用较小的冷媒配管。 7.液态冷媒之密度要高 暖通-空调-在线 液态冷媒之密度愈高，则液管可用较小的配管。 8.可溶於冷冻油，则系统不必装油分离器。 理想的冷媒化学特性 1、化学性质稳定 蒸发温度会随应用温度而变化，例如冰水机之蒸发温度约为0~5℃，冷在冷冻循环系统中，冷媒只有物理变化，而无化学变化，不起分解作用。 www.ehvacr.com 2、无腐蚀性 对钢及金属无腐蚀性，氨对铜具有腐蚀性，因此氨冷冻系统不得使用铜管配管；绝缘性要好，否则会破坏压缩机马达之绝缘，因此氨不得使用於密闭式压缩机，以免与铜线圈直接接触。 Ehvacr 3、无环境污染性 对自然环境无害，不破坏臭氧层，温室效应低。 4、无毒性。 www.ehvacr.com 5.不具爆炸性与燃烧性。 请问有这样的冷媒？ 现今常用冷媒的特性及主要用途 版权为ehvacr.com
1．制冷性能：我们期望制冷剂的冷凝压力不太高，蒸发压力在大气压以上或不要比大气压低的太多，压力比较适中，排气温度不太高，单位容积制冷量大，循环的性能系数高。传热性好。 nuantongkongtiaozaixian 2. 实用性：制冷剂的化学稳定性和热稳定性好，在制冷循环过程中不分解，不变质。无毒，无害。来源广，价格便宜。 3. 环境可接受性：应满足保护大气臭氧层和减少温室效益的环境保护要求，制冷剂的臭氧破坏指数必须为0，温室效益指数应尽可能小。 www.ehvacr.com 1要求制冷剂临界温度高
nuantongkongtiaozaixian 对于绝大多数物质，其临界温度与标准蒸发温度存在以下关系： 这说明：标准沸点低的低温制冷剂的临界温度也低；高温制冷剂的临界温度也高。Ts/Tc≈0.6不可能找到一种制冷剂，它既有较高的临界温度又有很低的标准沸点。故对于每一种制冷剂，其工作温度范围是有限的。另外，蒸发制冷循环应远离临界点。若冷凝温度tk超过制冷剂的临界温度Tc，则无法凝结；若Tk略低于Tc，则虽然蒸汽可以凝结，但节流损失大，循环的制冷系数大为降低。爱森曼(Eiseman)发现，当对比冷凝温度Tk/Tc和对比蒸发温度To/Tc相同时，各种制冷剂理论循环的制冷系数大体相等。 版权为ehvacr.com 根据特鲁顿(Trouton)定律，各种制冷剂在一个大气压力下汽化时，单位容积汽化潜热rs/vs大体相等。单位容积汽化潜热 近似反应单位容积制冷量qv。故相同蒸发温度下，压力高的制冷剂单位容积制冷量大；压力低的制冷剂单位容积制冷量小。 2 粘性和导热性 制冷剂的这些性质对制冷机辅机（特别是热交换设备）的设计有重要影响。粘性反映流体内部分子之间发生相对运动时的摩擦阻力。粘性的大小与流体种类、温度、压力有关。衡量粘性的物理量是动力粘性系数u（N·s/m2）和运动粘性系数v（m2/s），两者之间的关系是v=μ/р。式中р----- 流体密度，kg/m3。 制冷剂的导热性用导热系数λ[W/m·K]表示。气体的导热系数一般很小，并随温度的升高而增大，在制冷技术常用的压力范围内，气体的导热系数实际上随压力而变化。液体的导热系数主要受温度影响，受压力影响很小。 制冷剂的化学、安全和环境性质指标： 1、热稳定性 2、与水的溶解作用 Ehvacr 3、和润滑油的溶解性 暖通-空调-在线 4、对金属和非金属的作用 5、电绝缘性 6、毒性和可燃性 7、环境性能及指标 ：ODP /GWP/TEWI/LCCP 暖通空调zaixian 如：一些制冷剂使用的最高温度
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