制冷剂的命名..
国际上对各类制冷剂的使用规定
CFC:1996年禁用,发展中国家到2006年 HCFC:2016年冻结在2015年的水平,,工 业化国家2020(其它国家2040)年禁用。
中国最终淘汰消耗臭氧层物质(ODS)时间表
家电行业: 1999年实现40%新生产冰箱、冷柜的替代; 2003 年完成70%新生产冰箱、冷柜的替代;
R22溶水性强于R12, 不易发生冰塞。
R717溶水性极强,不发生冰塞。
R12与油互溶(液、气态) R22条件性溶油(>8C易溶, <8C不易溶)。 R134a难溶普通滑油,使用专用油。 R717微溶于油。
1.201
0.895 4.04 0.078
R12 CCl2F2 120.0 -29.8
112 4.12 1309 0.971 0.615 165.3 -155 0.182
0.743
0.561 4.08 0.093
R134a CH2FCF3 102.0 -26.5 100.6
3.94 1206 1.189 0.791 219.8 -101.0 0.164
无机化合物的分子量
举例
氨
R717
二氧化碳 R744
水
R718
(2)饱和烃的卤化物(氟利昂[Freon])
分子式 CmHnFxClyBrz n+ x+ y+ z = 2m+2 [Halocarbon Refrigerants]
编号 R(m-1)(n+1)x(a,b…)Bz
同分异构体 溴分子数,为0,B可省略
含氯的氟里昂(CFC、HCFC)在高空分离出 Cl离子,破坏臭氧层[Ozone Layer],使 太阳光紫外线失去对臭氧层的屏蔽作用。 对臭氧层破坏性的强弱用臭氧消耗潜能值 ODP[Ozone Depletion Potential]表示。 产生温室效应的影响大小用全球变暖潜能 值GWP[Global Warming Potential]表示。
汽车空调行业: 自2001年12月31日起禁止所有新空调车中使 用CFC-12,并逐步削减在用车的CFC消费量。 2009年后只允 许使用回收的CFC。
工商制冷行业: 透平式制冷机生产在2003年停止CFC-11/12的 新灌装; 2010年停止CFC-11/12维修补充的再灌装。
泡沫行业: 2005年前完成PSPE挤出泡沫和PU垂直/水平泡沫 工艺中使用的ODS替代; 2007年前完成PU板材、管材泡沫工 艺中使用ODS替代; 2010年前实现PU喷涂和箱式工艺中使用 的ODS替代。
ODP GWP
R404a R505,R22
94.71 -47.4 1048 1255 1.54
0.867
0.0683 72.1 3732 0 3800
R407c R505,R22
86.2 -43.56
1134 1174 1.54
0.829
0.0819 86.74 4619
0 1526
THR04 (清华4号)用途: R502的替代物
0.771
0.607 4.7
0.120
R717 NH3 17.03 -33.4 132.4 1.32 602.7 4.35 3.19 1368 -77.7 0.236
1.167
0.931 4.94 0.508
制冷剂 替代目标
分子量 沸点(1atm) 液体密度(250C) kg/cm2 蒸气压力(kPa) 液体比热(250C)(kJ/kgK) 蒸发潜热(1atm 250C)(kJ/kgK) 液体热导(250C)(W/mK) 临界温度(0C) 临界压力(kPa)
蒸气定压比热(kg/kgK)(25 oC)
标准沸点气化潜热kJ/kg
凝固点(oC)
饱和压力MPa -15 oC
+ 30 oC
+ 30 oC/ -15 oC压力差
+ 30 oC/ -15 oC压力比
比容m3/kg (-15 oC)
R22 CHClF2 68.48 -40.8
96 4.963 1193.5 1.25 0.731 233.7 -160 0.299
1atm),以防空气漏入系统。 3.使用大中型活塞压缩机[Reciprocating
Comp.],冷剂的q0和qv应大;小型机(离心 式[Centrifugal Comp.])小尺寸不易制造, q0和qv应小。 4.w0和wv应小,循环效率要高。 5.压缩终了温度不能太高(润滑恶化、冷剂分 解)。
6. 粘度和比重小(流阻)。
目前,国外有些专家担忧,会不会过了 若干年后,又发现HFCS制冷有什么新的问 题,特别是由于HFCS制冷剂的GWP大都在 1000以上,又重蹈第二阶段经历了60年之后 才发现释放了大量破坏臭氧层气体的错误。
关于环保问题:
大气是地球上生命赖以生存的最重要的条件之一,它 是由几层空气组成的,其作 用就好比是一张过滤器, 除了能阻止太阳光的有害辐射外,还能防止地球表面 温度向太空散 发,这种作用称为温室效应 [Greenhouse Effect],它是生命存在的必要条件。 但是因为空气的污染,一方面使得大气密集在地球周 围以至地表温度上升,导致了气候的变化;另一方 面污染又使得大气臭氧层产生空洞,造成地球直接暴 露在太阳光的有害辐射之下。
R502 = R22/R115 (48.8/51.2)
已经商品化的共沸混合物,依应用先后在500序号中 顺次地规定其识别编号
(5) 非共沸(液体)制冷剂[Nonazeoropic Mixture Refrigerant]
组成 由两种或两种以上的制冷剂按一定的比 例混合而成。在定压下气化或液化过程 中,蒸气成分与溶液成分不断变化,对 应的温度也不断变化。
7. 放热系数大(减小换热器体积)。
8. 化学稳定性和热稳定性好。
9. 不易燃爆,对人体、食品和环境无害。(毒性 分6级,6级毒性最小)(氟里昂遇到明火产生光 气(COCl2))
10. 价格低廉,易于补给。
常用制冷剂及其性质 CCl4(R10)
Chlorine: 氯 Fluorine: 氟 Carbon: 碳 Hydrogen: 氢
举例 二氟一氯甲烷(CHClF2) R22
二氟二氯甲烷(CCl2F2) R12
(3)碳氢化合物(烃类) [Hydrocarbon]
烷烃类 烯烃类
编号 与氟利昂编号方法相同
举例 甲烷(CH4) 乙烷 (C2H6)
R50 R170
编号 R1+氟利昂编号方法
举例 乙烯 (C2H4) 丙烯 (C3H6)
R1150 R1270
21世纪绿色环保制冷剂的展望
1. HFC类制冷剂的实用化 适用于HFC制冷剂的脂类油(POE),价格昂贵,润 滑性较差,特别是吸水性和水解性强,凡POE油含 水量大于500~1 000ppm的,多半要失败。由于 POE油是一种比制冷剂更好的溶剂,因此必须小心 选择所使用的材料、加工过程用的切屑油和清洗液 等流体,否则由于与制冷剂/油的化学反应,会形成 腊状物质,造成膨胀装置的堵塞。今后的展望是进 一步开发高稳定性的POE油;PVE油由于有优良的 润滑性和的水解性,也有待开发。
粘度 MPa.s
25℃饱和 液
0.1576
-20℃饱 和气
0.01093
臭氧破坏潜能值 0.02
全球变暖系数值
<1850
关于制冷剂的其他详细特性请参阅教材,下面介绍 溶水性、溶油性、禁用材料:
溶水性:
R12溶水性差,极易发生冰塞[Freeze Up](低温工 况下游离水在膨胀阀等流道狭窄处结冰,导致系统 堵塞的故障。)
制冷剂综述
制冷的发展经历了三个阶段:
第二阶段:从1930年到1990年,主要采用 CFCS和HCFCS制冷剂。使用了60年后,发现 这些制冷剂破坏臭氧层。出于环保的需要, 不得不被迫实现第二次转轨。
制冷剂综述
制冷的发展经历了三个阶段:
第三阶段:从1990年至今,进入以HFCS制 冷剂为主的时期。
编号 R4XX
举例 R407c R32/R125/R134a(23:25:52(%)) R404a R125/R143a/R134a(44:52:4(%))
已经商品化的非共沸混合物,依应用先后在400序号中 顺次地规定其识别编号。
制冷剂综述 制冷的发展经历了三个阶段:
第一阶段:从1830年到1930年,主要采取NH3、 HCS、CO2、空气等作为制冷剂,有的有毒, 有的可燃,有的效率很低,主要出于安全性的 考虑,尽管使用了一百年之久,当出现了CFCS 和HCFCS制冷剂后,还是当机立断,实现了重 大的第一次转轨。
(4) 共沸(液体)制冷剂[Azeotropic Mixture
Refrigerant]
组成
由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而 成,在气化或液化过程中,蒸气成分与溶液成分 始终保持相同;在既定压力下,发生相变时对应 的温度保持不变。
编号 R5XX
质量百分比
R500 = R152a/R12(26.2/73.8) 举例
制冷剂、载冷剂、冷冻机油
业务一部
一、制冷剂[Refrigerant]的性质
冷剂命名规则,冷剂标准沸点、溶水 性、溶油性、绝缘性等,ODP,GWP 二、载冷剂的性质
[Secondary Refrigerant, Refrigerating Medium] 三、冷冻机油[Refrigeration Oil] 的性质
对冷冻机油的要求,使用、储存注意事项。
一、制冷剂 在制冷装置内完成热力循环的工质。
1. 制冷剂的种类和编号 (1) 无机化合物
(2) 饱和烃的卤化物(氟利昂) (3) 碳氢化合物(烃类) (4) 共沸制冷剂 (5) 非共沸制冷剂
(1) 无机化合物[Inorganic Compound]