1、家用空调制冷剂介绍目前家用空调器中使用的制冷剂大多是 R22,少数国家开始使用 R407c 和 R410a 这两种环保制冷剂。由于 R22 的分子中含有氯原子,会破坏大气臭氧层。对 R22 等制冷剂的替代品主要有两大类,即氢氟烃类(HFC 类)和碳氢类(HC 类)。比较成熟的替代 R22 的氢氟烃类制冷剂。1.R407CR407C 是由 R32、R125 和 R134a 混合而成的,其混合比例(质量比)为:R32 占 32%,R125 占 25%,R134a 占 52%。R407c 用于替代R22,在目前用得较多。原有 R22 制冷设备改用 R407C 后,除更换润滑油、调整系统制冷剂充注量及
2、节流元件外,对压缩机及其余没备均可不作改变,但空洞器的制冷量及能效比相对R22 稍有下降,结构优化后可望与 R22 相近。2.R410aR410a 是由 R32 和 R125 混合而成的,其 R410a 的混合比例为:R32 占 50% ,R125 占 50%。其热力学性能十分接近单工质,这对热力计算、维修均带来方便,用其替代 R22 时空调设备的结构要作改动,制冷系统的冷凝压力和制冷量均增大近 500,能效比与 R22 相近。三、天然替代工质天然制冷剂(Natural Refi-igerant)是指天然存在不是用人工合成的可作制冷剂的物质,如水、空气、氮气、烃(甲烷、丙烷、丁烷等)、氨、二氧
3、化碳、氦等。氮、甲烷、空气、氦等因标准蒸发温度很低, 主要用于低温工程,其余的则可用于制冷工程。人工合成的化合物大量地释放到周围环境中, 往往产生无法预计的后果。用HFC 替代 CFC,并可以缓解对臭氧层的破坏,但是没有解决另一个危害地球生态平衡的问题 温室效应。而氨、丙烷、丁烷及二氧化碳等用作制冷剂有许多突氧层也不产生温室效应(作制冷剂的 co2取自大气, 不增加大气中 CO:的含量)、价格低廉、可采用传统的润滑油等。当然,由于可燃性、毒性的问题,使用烃及氨时,务必注意安全问题;采用 c01,必须对压缩机及制冷系统进行重新设计。这些问题均可通过技术上的不断改进而解决。1.CO,制冷剂的特性C
4、o2 制冷剂运用在制冷及空调上已有百年以上的历史。虽然Co2 制冷剂有许多优良的特性,但在高温环境运转时的容积损失大、系统效率低、操作压力高等,是以往一直无法解决的难题。1930 年开始研究使用 CFC 为制冷剂时,未发现其对出的优点,如热力性质好,不破坏臭 环境的影响,因此,CFC 制冷剂便逐步取代了较有使用限制的天制冷剂(如氨有毒、碳氢化合物易燃、CO2 效率低等),到了 20 世纪 50 年代,国际上运用CO2 作制冷剂便停止了。经过半个多世纪的发展,也是由于环保需求,在 CO2 制冷剂运用领域上又开始了新的研究。1993 年,挪威的 G.Lorentzen 和I.Pettersen 首
5、先提出了将 CO 制冷剂应用在汽车空调制冷系统上,并进行了一些实验研究。CO2 与 R12 制冷剂相比具有如下一些性质:(1)CO2 的临界温度低(31.1 ),如以 CO 为制冷剂进行压缩,则其放热区将超越临界点温度以上,而处在超临界点的区域中工作。(2)0 的 I 临界点压力高(738MPa),约为 R12 的 1.8 倍,但是,因其临界点温度低,在进行压缩循环时,其工作压力将更高。CO2在超临界点区域进行放热有相当大的温差可实现,因此,该特性很适合应用于高效率的热泵系统中,CO2 具有较高的绝热系数,将导致压缩机排气温度升高。但压缩比低,足以抵消绝热系数所带来的负效应,而且可以降低压缩机
6、余隙容积再膨胀的损失。比热容、蒸发潜热、导热系数,以及动力黏度是与热交换和压降相关的重要性能参数,在这些性能参数方面,CO:要比卤代烃好。另外,从实用的观点来看,CO:与卤代烃制冷剂相比还有以下优点:1)与各种润滑油和常用机零部件材料相容;2)很容易获取,不受供应限制;3)运行维护方便,无需回收再生,价格低廉2.丙烷制冷剂的特性丙烷广泛地存在于石油、天然气中,提炼方便、价格便宜,在石油化工产业得到广泛应用。丙烷是一种非常廉价的天然制冷剂,其 ODP 和 GW P 值均为零。丙烷(P,290)是饱和碳氢化合物,化学性质很不活泼,难溶于水。它能使润滑油溶解,让润滑油黏度下降,因此,需选用黏度较大的
7、润滑油。丙烷属于中温冷剂,标准蒸发温度低于 0 、高于一 60 ,冷凝压力高于 0.3MPa、低于 2.0MPa。丙烷是非极性化合物,它的压缩性能比 R.134a 好。在空调工况下,丙烷的压力比要比相应条件下的 R134a 低,这对于提高压缩机的输气系数、降低压缩机的排温是有利的。丙烷具有很大的汽化潜热,这不仅可以提高冷凝和蒸发传热系数,而且表明在系统中可以减少丙烷的充注量。丙烷的气相和液相导热系数比 R.134a 高,这也在一定程度上提高了丙烷的冷凝和蒸发传热系数,降低了不可逆损失,同时也可以减少换热器的换热结构尺寸。另外,丙烷的黏性系数比 R134a 低,而丙烷的分子量又比 R134a 小得多。丙烷在 0 时的单位容积制冷量比 R134a 高 35%,这样就可以减少空调系统的尺寸,降低制造成本。丙烷具有优良的热力学性能,且与 R12 系统相容,具有良好的经济性。虽然有人对它的可燃性表示担忧,但这已不能成为新技术发展的障碍,现代的管理制度使人们完全可以控制丙烷使用时的可燃性。