什么是制冷劑？

韋氏詞典將制冷劑定義為“用于制冷循環(huán)或像冰一樣用于直接冷卻的物質(zhì)”。暖通空調(diào)行業(yè)以外的人可能會將制冷劑描述為空空調(diào)中使用的某種流體。暖通行業(yè)很多人會馬上想到CFC(含氯氟烴)。

這些定義是正確的，但是制冷劑比那些物質(zhì)更廣泛。水是一種制冷劑，用于吸收式制冷機。

二氧化碳(CO2)和氨(NH3)被稱為“天然”制冷劑。丙烷和異丁烷等易燃物質(zhì)也用作制冷劑。氯氟化碳、氟氯烴和氫氟碳化合物等鹵代烴作為制冷劑受到廣泛歡迎。ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)34“制冷劑命名和安全分類”列出了100多種制冷劑，盡管其中許多并未用于傳統(tǒng)的商用暖通空調(diào)。制冷劑是一種化學(xué)物質(zhì)。一些被認(rèn)為是制冷劑的物質(zhì)(如R-141b)，實際上在發(fā)泡劑場合應(yīng)用廣泛，但在冷卻場合很少使用。

常用制冷劑的種類和編號

制冷劑根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可分為無機化合物和有機化合物。

根據(jù)制冷劑的組成，可分為單一制冷劑和混合制冷劑。

制冷劑根據(jù)其物理性質(zhì)可分為高溫(低壓)、中溫(中壓)和低溫(高壓)制冷劑。

根據(jù)制冷劑的不同標(biāo)準(zhǔn)沸點:

示例:

1 空離心式冰箱調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

2普通單級壓縮和兩級壓縮活塞式制冷系統(tǒng)，在-60℃以上；

3.重疊裝置的低溫階段。

降低%(按真實濃度計算)

制冷量

2.7

11.0

警察

1.0

3.9

容積制冷量

3.0

8.0

加注非共沸制冷劑時，應(yīng)更加注意確保添加液體，僅添加液體需要專用儲罐。油箱中剩余的制冷劑不能重復(fù)使用。

制冷劑和制冷系統(tǒng)

制冷劑的許多特性會影響其使用性能。這些特性還會影響它在哪個制冷系統(tǒng)中使用，尤其是在哪個壓縮機中使用。大多數(shù)商業(yè)制冷系統(tǒng)是吸收式或蒸汽壓縮式。吸收式冰箱以水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑，也可以使用水、氨等其他物質(zhì)。由于冷凍水溫度的限制(必須高于0℃)，以水為制冷劑的冰箱只能在商用空工況下使用。

1.壓縮機

蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)利用壓縮機增加制冷劑焓(壓力和溫度)。操作條件決定了所需的提升能力(通常稱為壓力比)(見圖3-換熱器性能)。空冷系統(tǒng)所需的壓力比高于水冷系統(tǒng)，因為空冷系統(tǒng)的冷凝溫度較高。冷卻溫度低的系統(tǒng)也需要相對較大的壓力比。制冷量(單位為冷噸)與制冷劑流量(單位為cfm/噸)成正比。

容積式壓縮機的壓力小于大流量壓縮機的壓力。例子包括往復(fù)式、渦旋式和螺桿式壓縮機。離心式壓縮機的壓力高于低流量壓縮機。

小分子量制冷劑一般用于壓力比高、流量小的場合。換句話說，它對容積式壓縮機有好處。例子包括R-22、R-410A和R-134a。以R-410A為例，上圖顯示其分子量較小。

上圖顯示了R-410A輕松獲得高壓比的能力。兩圖顯示R-410A每噸制冷量僅需1.5 cfm/噸左右，非常適合容積式壓縮機。

分子量大的制冷劑要求流量大，提供的壓力比小。例子包括R-11和R-123。上圖說明這兩種制冷劑特別適合離心式壓縮機。每冷噸兩種制冷劑的流量約為17 cfm/噸。

R-134a通常用于容積式壓縮機和離心式壓縮機。雖然可以用在任何一種容積式壓縮機上，但由于螺桿式壓縮機的流量稍大，所以多用于螺桿式壓縮機。R-134a每冷噸流量約為3 cfm/噸。

2.熱交換器

蒸發(fā)器和冷凝器都是熱交換器。制冷劑將能量傳入和傳出熱交換器的能力將影響系統(tǒng)的整體性能。熱交換量與面積和溫差成正比。如果一種制冷劑的傳熱性能很差，它必須要么增加面積(增加許多銅管的成本)，要么增加溫差。增加溫差意味著增加壓縮機壓力比，導(dǎo)致壓縮機功耗增加。在商用空調(diào)節(jié)中，冰箱的溫差可以小到0.5到1℃，所以即使溫差增加一點，性能差異也會很大。

比如R-123的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0476 btu/hft f，而R-134a的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0521 btu/hft f，導(dǎo)熱的增強使得系統(tǒng)設(shè)計人員可以在降低換熱器中銅管的成本和降低壓縮機的壓比之間進行選擇，以提高性能。

3.管道和壓力損失

所有制冷劑，無論是氣態(tài)還是液態(tài)，在流經(jīng)制冷回路時都會有壓降。壓降可能在部件之間的連接管中，也可能在一個部件中(如壓縮機流道)。當(dāng)壓力發(fā)生變化時，制冷劑的溫度也發(fā)生變化，這種變化取決于制冷劑本身?？紤]到進氣和排氣管道上的壓降，溫度變化通常會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生不利影響。為了在蒸發(fā)器和冷凝器中保持適當(dāng)?shù)膲毫?，壓?溫度變化)將增加壓縮機的壓力比。此外，對于大多數(shù)制冷劑，吸入管線中的壓降引起的溫度變化比排出管線中的壓降引起的溫度變化更顯著。

關(guān)于R32

R32的基本性能

二氟甲烷

分子式:CH2F2

物性:無色無味，微易燃(A2級)。制冷劑R410A無毒不可燃(A1級)

不爆炸，無毒，易燃，但仍然安全的制冷劑？

R32的熱力學(xué)性質(zhì)與R410A相似。

R32和R410A性能對比

R32的熱性能和R410A非常接近。與R22相比，CO2減排率可達77.6%(R410A減排2.5%)，符合國際減排要求。

根據(jù)摩爾質(zhì)量，大致與填充量成正比，相對填充量約為70%。

就安全特性而言，R32是無毒可燃的A2系統(tǒng)。更換制冷劑匹配后，其工作壓力略高于R410A系統(tǒng)，排氣溫度更高。

如果壓縮機排量相同，R32系統(tǒng)的制冷量和COP將分別提高約12%和5%。

單從性能:R32的系統(tǒng)優(yōu)于R410A的系統(tǒng)，需要注意的是排氣溫度比較高。

加注注意事項:由于R32是單一制冷劑，加注和添加制冷劑與R22相同。

制冷劑

R32

R410A

摩爾質(zhì)量

52.02

72.58

標(biāo)準(zhǔn)沸點℃

-51,7

-51.4

臨界溫度℃

78.1

70.5

臨界壓力(Mpa)

5.78

4.81

相對填充量

0.7

一個

油擴散泵（Oil Diffusion Pump的縮寫）

0

0

買一贈一(gift with purchase)

675

2100

安全級別/階段

Asia2realm亞洲2號服務(wù)器

一流的

淘汰時限與替代方案

在過去幾年里，對原議定書進行了幾次修正，包括增加擬淘汰的物質(zhì)數(shù)量和改變淘汰時限。此外，該協(xié)定的附件1(適用于發(fā)達國家)和附件2(適用于發(fā)展中國家)區(qū)分了不同的淘汰時限。以下兩段總結(jié)了最初的要求和過去幾年的變化。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(環(huán)境署)每年舉行會議，討論進一步的變化，未來的議定書可能仍會繼續(xù)變化。

協(xié)定附件1:消除發(fā)達國家的時限

時間詳情

1987年《蒙特利爾議定書》:到2000年，氟氯化碳的產(chǎn)量將減少50%。其他化合物也要控制。

1990年倫敦修正案:到2000年要求生產(chǎn)100%的氟氯化碳。

1992年《哥本哈根修正案》:氟氯化碳于1996年完全停產(chǎn)。將1996年的氟氯烴消費量設(shè)定為一個限度，并在隨后幾年內(nèi)不可逆轉(zhuǎn)地逐步淘汰氟氯烴:

. 2004-限額的65%

。2010年-限額的35%

。2015年-限額的10%

。2020-限值的0.5%

該限額是根據(jù)氟氯烴臭氧消耗潛能值的加權(quán)消費量加上基于1989年的氟氯化碳加權(quán)消費量的3.1%確定的。

1995年，氟氯烴限額中的氟氯化碳部分從3.1%降至2.8%。

1997年《蒙特利爾議定書》修正案:2020年至2030年的氟氯烴消費量只能用于原始設(shè)備的維護。

1999年北京修正案:氟氯烴生產(chǎn)限制被用來解決發(fā)展中國家的貿(mào)易問題。

《協(xié)定》附件2:發(fā)展中國家淘汰時限的細(xì)節(jié)

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

在2016年和2015年凍結(jié)氟氯烴消費，并在2040年停止消費。

中國的淘汰計劃

中國于1991年6月加入了《蒙特利爾議定書》。1993年，國務(wù)院批準(zhǔn)了《中國淘汰臭氧層物質(zhì)國家計劃》，并于1998年修訂了國家計劃。根據(jù)國家計劃，到2002年，工業(yè)和商業(yè)制冷設(shè)備中將完全淘汰氟氯化碳-11。氟氯化碳-12的淘汰時間是2006年，氟氯化碳-11和氟氯化碳-12的生產(chǎn)從2003年開始停止，新離心機的填充和維護可延長至2010年。關(guān)于氟氯烴，中國將執(zhí)行《蒙特利爾議定書》附件2的淘汰時間表。

R22替代對的相對性能

R-290

R-134a

R-404A

R-407C

R-410A

R507

制冷量

85%

67%

106%

95%

141%

109%

效率

99%

100%

93%

98%

100%

94%

吸入壓力(絕對壓力)

94%

59%

121%

91%

159%

125%

冷凝壓力(絕對壓力)

90%

68%

120%

115%

157%

122%

溫度滑動

0

0

0.5℃

4.4℃

0.5℃

0