制冷剂现状研究

1、制冷剂现状研究 胡月露叙述发展历史制冷剂在各行业的应用常用制冷剂介绍制冷剂的发展方向叙述叙述制冷剂是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。发展历史发展历史十九世纪中叶出现了机械制冷。雅各布.帕金斯（Jacob Perkins）在1834年建造了首台实用机器。它用乙醚作制冷剂。二十世纪初，制冷系统开始作为大型建筑的空气调节手段。位于德克萨斯圣安东尼奥的梅兰大厦是第一个全空调高层办公楼。1926年， 托马斯.米奇尼（Thomas Midgely）开发了首台CFC（氯氟碳）机

2、器，使用R-12. CFC族（氯氟碳）不可燃、无毒（和二氧化硫相比时）并且能效高。该机器于1931年开始商业生产并很快进入家用。威利斯.开利（Willis Carrier）开发了第一台商用离心式制冷机，开创了制冷和空调的纪元。 20世纪30年代，一系列卤代烃制冷剂相继出现，杜邦公司将其命名为氟利昂（Freon）。这些物质性能优良、无毒、不燃，能适应不同的温度区域，显著地改善了制冷机的性能。几种制冷剂在空调中变得很普遍，包括CFC-11.CFC-12. CFC-113.CFC-114和HCFC-22.20世纪50年代，开始使用共沸制冷剂。60年代开始使用非共沸制冷剂。 发展历史发展历史空调工业从

3、幼小成长为几十亿美元的产业，使用的都是以上几种制冷剂。到1963年,这些制冷剂占到整个有机氟工业产量的98%。 到1970年代中期， 对臭氧层变薄的关注浮出水面，CFC族物质可能要承担部分责任。这导致了1987年蒙特利尔议定书的通过，议定书要求淘汰CFC和HCFC族。新的解决方案是开发HFC族，来担当制冷剂的主要角色。HCFC族作为过渡方案继续使用并将逐渐淘汰。 在1990年代，全球变暖对地球生命构成了新的威胁。虽然全球变暖的因素很多，但因为空调和制冷耗能巨大（美国建筑物耗能约占总能耗的1/3），且许多制冷剂本身就是温室气体，制冷剂又被列入了讨论范围。虽然ASHRAE标准34把许多物质分类为制

4、冷剂，但只有少部分用于商业空调。天然工质制冷剂现在，人们又将眼光回到了天然工质制冷剂上，主要有以下三类：碳氢化合物，包括丙烷(R290)、丁烷(R600)和异丁烷(R600a)等；氨(R717)；二氧化碳(R744)。氨和二氧化碳作为制冷剂使用已有很长一段时间，尤其是在工业领域有着广泛的应用并取得了良好的效果和效益。近年来，R290也已开始投入商业运营。问题：碳氢化合物易燃易爆；氨具有毒性且易燃；二氧化碳稳定性欠佳，不允许泄漏，系统能耗高。乘客区的空气处理单元安装在车顶的开口处，通过螺栓和单元的法兰安装在车顶。进入乘客区的供风气流通过消声器和置于车顶和天花板之间的矩形风道进行分配，并通过供风终

5、端装置吹进车里。乘客区空调系统具有回风功能，并在通过过滤器进入蒸发器之前将其与新鲜空气混合。每车两端的车顶设置排气单元。车内供暖通过安装在车辆侧墙内的加热器实现，并通过空调系统控制器进行控制。卫生间和餐饮区设有排气扇。空调系统的电气和控制设备安装在车辆电器柜内。制冷剂在各行业的应用在普通家用空调行业，现在市面上的制冷剂中，以R410a使用最为普遍。这除了R410a本身所具有的优点外，还同杜邦、霍尼韦尔、大金这三大巨头的推广有着很大的关系。例如，日本在早期开始替代时，多采用R407c，后来随着龙头企业大金大力推广R410a，其他各企业相继跟进，最终使R410a成为了主导产品。在汽车空调行业，目前

6、的主导产品则是杜邦公司的R134a。但其已快成为下一个被替换者。欧盟已经决定从2017年开始停止生产以R134a为制冷剂的产品。在冰箱制冷业中，R600a则是主流产品，这也是由于冰箱行业的制冷剂替换工作进展较快，直接进入了自然制冷剂时代。在大型商业制冷剂领域，广泛采用的则是R404a、R507。常用制冷剂介绍常用制冷剂介绍1.氨（代号：R717） 氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨的凝固温度为-77.7，标准蒸发温度为33.3，在常温下冷凝压力一般为1.11.3MPa，即使当夏季冷却水温高达30时也绝不可能超过1.5MPa。氨的单位标准容积制冷量大约为520kcal/m3。 氨有很好

7、的吸水性，即使在低温下水也不会从氨液中析出而冻结，故系统内不会发生“冰塞”现象。氨对钢铁不起腐蚀作用，但氨液中含有水分后，对铜及铜合金有腐蚀作用，且使蒸发温度稍许提高。因此，氨制冷装置中不能使用铜及铜合金材料，并规定氨中含水量不应超过0.2%。 氨的比重和粘度小，放热系数高，价格便宜，易于获得。但是，氨有较强的毒性和可燃性。若以容积计，当空气中氨的含量达到0.5%0.6%时，人在其中停留半个小时即可中毒，达到11%13%时即可点燃，达到16%时遇明火就会爆炸。因此，氨制冷机房必须注意通风排气，并需经常排除系统中的空气及其它不凝性气体。 总上所述，氨作为制冷剂的优点是：易于获得、价格低廉、压力适

8、中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小，泄漏时易发现。其缺点是：有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸，对铜及铜合金有腐蚀作用。 2.氟利昂-12（代号：R12） R12为烷烃的卤代物，学名二氟二氯甲烷，分子式为CF2Cl2。它是我国中小型制冷装置中使用较为广泛的中压中温制冷剂。R12的标准蒸发温度为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/m3。 R12是一种无色、透明、没有气味，几乎无毒性、不燃烧、不爆炸，很安全的制冷剂。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以上时，则分解出对人

9、体有害的气体。 R12能与任意比例的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R12中含水量不得大于0.0025%，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。否则，会造成密封垫片的膨胀引起制冷剂的泄漏。 3.氟利昂-22（代号：R22） R22也是烷烃的卤代物，学名二氟一氯甲烷，分子式为CHClF2，标准蒸发温度约为41，凝固温度约为160，冷凝压力同氨相似，单位容积标准制冷量约为454kcal/m3。 R22的许多性质与R12相似，但化学稳定性不如R12，毒性也比R12稍大。但是，R22的单位容积

10、制冷量却比R12大的多，接近于氨。当要求4070的低温时，利用R22比R12适宜，故目前R22被广泛应用于4060的双级压缩或空调制冷系统中。4. R-134a(代号：R134a） 分子式 ： CH 2 FCF 3 （四氟乙烷） ，分子量 ：102.03 R134a作为R12的替代制冷剂，它的许多特性与R12很相像。 R134a的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别为A1，是很安全的制冷剂。 R134a的化学稳定性很好，然而由于它的溶水性比R22高，所以对制冷系统不利，即使有少量水分存在，在润滑油等的作用下，将会产生酸、二氧化碳或一氧化碳，将对金属产生腐蚀作用，或产生“镀铜”作用，所以R134

11、a对系统的干燥和清洁要求更高。R134a对钢、铁、铜、铝等金属未发现有相互 化学反应的现象，仅对锌有轻微的作用。 R134a 是目前国际公认的替代 CFC-12 的主要制冷工质之一，常用于车用空调，商业和工业用制冷系统，以及作为发泡剂用于硬塑料保温材料生产，也可以用来配置其他混合致冷剂，如 R 404a 和 R 407c 等。 5. R-404A制冷剂 物化特性：R404A是一种不含氯的非共沸混合制冷剂，常温常压下为无色气体，贮存在钢瓶内是被压缩的液化气体。其 ODP 为 0 ，因此R404A是不破坏大气臭氧层的环保制冷剂。主要用途：R404A 主要用于替代 R22 和 R502 ，具有清洁、

12、低毒、不燃、制冷效果好等特点，大量用于中低温冷冻系统。6. R-410A制冷剂 物化特性：常温常压下， R410A 是一种不含氯的氟代烷非共沸混合制冷剂，无色气体，贮存在钢瓶内是被压缩的液化气体。其 ODP 为 0 ，因此R410A是不破坏大气臭氧层的环保制冷剂。 主要用途：R410A 主要用于替代 R22 和 R502 ，具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好等特点，大量用于家用空调、小型商用空调、户式中央空调等。7.混合共沸制冷剂混合共沸制冷剂目前尚不公开配方，用在复叠式制冷机中，在空气冷凝的前提下，蒸发温度可以达到-150度左右。制冷剂的发展方向一是环保，使用绿色环保的制冷剂已经是大势所趋，绿

13、色环保制冷剂可以是合成的，也可以是天然的，虽然合成的环保制冷剂也对臭氧不会造成破坏，但从地球生态的可持续发展来看天然制冷剂是最理想的选择，因为天然制冷剂本来就是地球生态系统中存在的，无论是使用还是排放到环境中，取之于自然回之于自然，对环境的影响比合成制冷剂都小的多，相信随着技术的不断进步，天然制冷剂必将大有发展。二是节能，随着人们生活水平的提高制冷空调等设备越来越普及，同时其消耗的大量的能源也越来越引起人们的注意，当然我们除了改进制冷技术外还可从制冷剂上下手。总结何种制冷剂在未来担任主角还不能确定。制冷剂的性能是必需满足要求的，同时使用制冷剂的系统开发技术和减少使用制冷剂量的基本技术也是必不可少的。除了考