制冷剂概述

　　制冷剂又称制冷工质，它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。它的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理，因而对制冷剂性质要求的了解是不容忽视的。

　　对制冷剂性质的要求

　　（1）具有优良的热力学特性，以便能在给定的温度区域内运行时有较高的循环效率。具体要求为：临界温度高于冷凝温度、与冷凝温度对应的饱和压力不要太高、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。

　　（2）具有优良的热物理性能 具体要求为：较高的传热系数、较低的粘度及较小的密度。

　　（3）具有良好的化学稳定性 要求工质在高温下具有良好的化学稳定性，保证在最高工作温度下工质不发生分解。

　　（4）与润滑油有良好互溶性

　　（5）安全性 工质应无毒、无刺激性、无燃烧性及爆炸性。

　　（6）有良好的电气绝缘性

　　（7）经济性 要求工质低廉，易于获得。

　　（8）环保性 要求工质的臭氧消耗潜能值（ODP）与全球变暖潜能值（GWP）尽可能小，以减小对大气臭氧层的破坏及引起全球气候变暖。

　　制冷剂的一般分类

　　根据制冷剂常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力Pk和正常蒸发温度T0的高低，一般分为三大类：

　　1、低压高温制冷剂

　　冷凝压力Pk≤２～３Kg/cm2（绝对），T0>０℃

　　如Ｒ11（CFCl3），其T0＝23.7℃。这类制冷剂适用于空调系统的离心式制冷压缩机中。通常30℃时，Pk≤3.06Kg/cm2。

　　2、中压中温制冷剂

　　冷凝压力Pk<20Kg/cm2（绝对），0℃>T0>-60℃。

　　如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，这类制冷剂一般用于普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。

　　3、高压低温制冷剂

　　冷凝压力Pk≥20Kg/cm2（绝对），T0≤-70℃。

　　如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（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的低温部分或-70℃以下的低温装置中。

　　常用制冷剂的特性

　　目前使用的制冷剂已达70～80种，并正在不断发展增多。但用于食品工业和空调制冷的仅十多种。其中被广泛采用的只有以下几种：

　　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1.1～1.3MPa，即使当夏季冷却水温高达３０℃时也决不可能超过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0.78～0.98MPa，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的单位容积制冷量却比Ｒ12大的多，接近于氨。当要求-40～-70℃的低温时，利用Ｒ22比Ｒ12适宜，故目前Ｒ22被广泛应用于-40～-60℃的双级压缩或空调制冷系统中。

　　制冷剂的命名方法

　　（1）无机化合物。

　　无机化合物的简写符号规定为R7（）。括号代表一组数字，这组数字是该无机物分子量的整数部分。

　　（2）卤代烃和烷烃类。

　　烷烃类化合物的分子通式为CmH2m+2；卤代烃的分子通式为CmHnFxClyBrz（2m+2 = n+x+y+z），它们的简写符号规定为R（m-1）（n+1）（x）B（z）。下图为一些制冷剂的符号举例

　　（3）非共沸混合制冷剂。

　　非共沸混合制冷剂的简写符号为R4（）。括号代表一组数字，这组数字为该制冷剂命名的先后顺序号，从00开始。

　　（4）共沸混合制冷剂。

　　共沸混合制冷剂的简写符号为R5（）。括号代表一组数字，这组数字为该制冷剂命名的先后顺序号，从00开始。

　　（5）环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物。

　　其简写符号规定：环烷烃及环烷烃的卤代物用字母“RC”开头，链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头 。

　　（6）有机制冷剂则在600序列任意编号。