制冷剂-基础知识.doc
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1、碳氢制冷剂基础知识(一)制冷剂概述制冷剂概述制冷剂概述制冷剂概述1、什么就是制冷剂?答:制冷剂又称制冷工质,它就是在制冷系统中不断循环并通过其本身得状态变化以实现制冷得工作物质。空调制冷中主要就是采用卤代烃制冷剂,其中不含氢原子得称为氯氟烃(CFC),含氢原子得称为氢氯氟烃(HCFC),不含氯原子得称为氢氟烃(HFC)。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质(水或空气等)得热量而汽化,在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。它得性质直接关系到制冷装置得制冷效果、经济性、安全性及运行管理,因而对制冷剂性质要求得了解就是不容忽视得。2、对制冷剂性质有哪些要求?(1) 环保性 要求工质得臭氧消耗潜能值(O
2、DP)与全球变暖潜能值(GWP)尽可能小,以减小对大气臭氧层得破坏及引起全球气候变暖。(2)具有优良得热力学特性 具有优良得热力学特性以便能在给定得温度区域内运行时有较高得循环效率。具体要求为:临界温度高于冷凝温度、与冷凝温度对应得饱与压力不要太高、标准沸点较低、流体比热容小、绝热指数低、单位容积制热量较大等。(3)具有优良得热物理性能具体要求为:较高得传热系数、较低得粘度及较小得密度。(4)具有良好得化学稳定性要求工质在高温下具有良好得化学稳定性,保证在最高工作温度下工质不发生分解。(5)与润滑油有良好互溶性。(6)安全性。工质应无毒、无刺激性、无燃烧性及爆炸性。(7)有良好得电气绝缘性。(
3、8)经济性。要求工质低廉,易于获得。3、制冷剂就是怎样分类得? 在压缩式制冷剂中广泛使用得就是氨、氟里昂与烃类。一、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、饱与碳氢化合物制冷剂、不饱与碳氢化合物制冷剂与共沸混合物制冷剂。(1)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)与二氧化硫(SO2)等。对于无机化合物制冷剂,国际上规定得代号为R及后面得三位数字,其中第一位为“7”后两位数字为分子量。如水R718、等。(2)氟里昂(卤碳化合物制冷剂):氟里昂就是饱与碳氢化合物中全部或部分氢元素(CL)、氟(F)与溴(Br)代替后衍生物得
4、总称。国际规定用“R”作为这类制冷剂得代号,如R22、等。又有人称之为氟利昂得。(3)饱与碳氢化合物制冷剂:这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷与环状有机化合物等。代号与氟里昂一样采用“R”,这类制冷剂易燃易爆。如R50、R170、R290、等。(4)不饱与碳氢化合物制冷剂:这类制冷剂中主要就是乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)与它们得卤族元素衍生物,它们得R后得数字多为“1”,如R113、R1150、等。(5) 共沸混合物制冷剂:这类制冷剂就是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成得共沸混合物,这类制冷剂在一定压力下能保持一定得蒸发温度,其气相或液相始终保持组成比例不变,但它们得热力性质
5、却不同于混合前得物质,利用共沸混合物可以改善制冷剂得特性。如R500、R502、等。二、 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)制冷剂与低温(高压)制冷剂。高温、中温及低温制冷剂:根据制冷剂常温下在冷凝器中冷凝时饱与压力Pk与正常蒸发温度T0得高低,一般分为三大类:(1)低压高温制冷剂。适用于空调系统得离心式制冷压缩机中。(2)中压中温制冷剂。如717、12、22等,这类制冷剂一般用于普通单级压缩与双级压缩得活塞式制冷压缩机中。(3)高压低温制冷剂。如13(CF3Cl)、14(CF4)、二氧化碳、乙烷、乙烯等,这类制冷剂适用于复迭式制冷装置得低温部分或以下得低温装置中
6、。4、空调制冷剂对环境有什么影响空调制冷剂对环境有什么影响空调制冷剂对环境有什么影响空调制冷剂对环境有什么影响? 空调制冷剂对大气环境得影响主要有两个方面,一就是对大气臭氧层得破坏,另一方面就是使全球气候变暖得温室效应。 在卤代烃中,随着氯原子数得增加,其对大气臭氧层得破坏就愈严重,因此,CFC对大气臭氧层得破坏最严重,HCFC对大气臭氧层得破坏程度相对较小,HFC不破坏臭氧层。制冷剂对臭氧层得破坏程度用破坏臭氧层潜值(Ozone depletionpotentia,简称ODP)表示。制冷剂得排放会产生全球气候变暖得温室效应,其影响程度用全球变暖潜值(Globalwarmingpotentia
7、l,简称GWP)表示。5、 制冷剂发展历史就是如何划分得?制冷剂得发展经历了三个阶段: 第一阶段,从1830年到1930年,主要采用NH3、CO2、H2O等作为制冷剂,它们有得有毒,有得可燃,有得效率低,用了约100年得时间。 第二阶段,从1930年到1990年,主要采用CFCs与HCFCs制冷剂,使用了约60年。 第三阶段,从1990年至今,进入了以HFCs(含氟烃)为主得时期。6、常用汽车空调制冷剂有哪些?(1)氟利昂12(代号:12)12为烷烃得卤代物,学名二氟二氯甲烷。它就是我国中小型制冷装置中使用较为广泛得中压中温制冷剂。就是一种无色、透明、没有气味,几乎无毒性、不燃烧、不爆炸,很安
8、全得制冷剂。12得标准蒸发温度为29、8,冷凝压力一般为0、780、98MPa,凝固温度为-155,单位容积标准制冷量约为288kcal/3。12只有在空气中容积浓度超过80时才会使人窒息。但与明火接触或温度达400以时,则分解出剧毒得光气。12能与任意比例得润滑油互溶且能溶解各种有机物,但其吸水性极弱。因此,在小型氟利昂制冷装置中不设分油器,而装设干燥器。同时规定12中含水量不得大于0、0025。R12对一般金属不腐蚀,但能腐蚀镁及含镁超过2%得铝镁合金。它对天然橡胶与塑料有膨润作用,系统中不能用一般天然橡胶作密封垫片,而应采用丁腈橡胶或氯乙醇等人造橡胶。R12得渗透性很强,甚至铸件得极细缝
9、隙,螺纹接合处等都可能泄漏,因此要求机器得密封性要良好。否则,会造成密封垫片得膨胀引起制冷剂得泄漏。由于R12在大气中分解后释放出得氯原子对臭氧层具有破坏作用,导致大气中臭氧浓度下降及形成臭氧空洞危害地球环境。根据蒙特利尔协议,发达国家1996年开始停止使用包括R12在内得CFC系列制冷剂,发展中国家在2000年基本停止使用CFC系列制冷剂,到2030年将全面停止使用HCFC系列制冷剂。因此,必须开发适合汽车空调系统得制冷剂R12得替代品。目前,有两种物质可作为R12得替代物应用于汽车空调。一就是R134A(四氟乙烷),二就是碳氢化合物。(2)R134A(四氟乙烷) R-134A制冷剂,别名R
10、134A、HFC134A、HFC-134A、由于R-134A属于HFC类物质(非ODS物质Ozone-depletingdepletingSubstances)因此完全不破坏臭氧层,就是当前世界绝大多数国家认可并推荐使用得环保制冷剂,也就是目前主流得环保制冷剂,广泛用于新制冷空调设备上得初装与维修过程中得再添加,就是目前使用最广泛得中低温环保制冷剂。其主要特点就是:不含氯原子;具有良好得安全性能;物理性能与CFCl2比较接近,所以制冷系统得改型比较容易;传热性能比CFCl2好,制冷剂得用量可大大减少。HFC134A与CFCl2有相近得蒸发压力并且ODP值为零,GWP值仅0、29,且无明显毒性(
11、长期慢性毒性试验仍在进行中)。由于R134A良好得综合性能,使其成为一种非常有效与安全得CFC-12得替代品。目前R134A已商品化,广泛地应用于制冷空调中,尤其就是成功地用于汽车空调。这就是因为一就是由于R-134A特性使然,二就是通过选择单一得冷媒,可以避免制冷剂经过胶皮软管时组成发生变化,目前全球生产得R-134a制冷剂中50%用于汽车空调,由于汽车空调得特殊工况,一般情况下每两年就要加注一次制冷剂。2006年中国新车消费R-134A约6550吨,维修用量约2950吨,合计9500吨,同比增长25%,约占R-134A消费总量得56%。由此可见中国汽车空调市场就是巨大得,对制冷剂得需求也就
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