常見的製冷劑
按照化學成分,製冷劑可分為五類:無機化合物製冷劑、氟里昂、飽和碳氫化合物製冷劑、不飽和碳氫化合物製冷劑和共沸混合物製冷劑。根據冷凝壓力,製冷劑可分為三類:
高溫(低壓)製冷劑、
中溫(中壓)製冷劑
低溫(高壓)製冷劑。
製冷劑,又稱冷媒、致冷劑、雪種,是各種熱機中藉以完成能量轉化的媒介物質。這些物質通常以可逆的相變(如氣-液相變)來增大功率。如蒸汽引擎中的蒸汽、制冷機中的雪種等等。一般的蒸汽機在工作時,將蒸汽的熱能釋放出來,轉化為機械能以產生原動力;而制冷機的雪種則用來將低溫處的熱量傳動到高溫處。下面就常用的幾種製冷劑做個簡單的介紹。
R12氟里昂12是一種無色、無臭、透明、幾乎無毒性的製冷劑,但空氣中含量超過80%時會引起人的窒息。氟里昂12不會燃燒也不會爆炸,當與明火接觸或溫度達到400℃以上時,能分解出對人體有害的氟化氫、氯化氫和光氣(COCl2)。R12是應用較廣泛的中溫製冷劑,適用於中小型製冷系統,如電冰箱、冰櫃等。R12能溶解多種有機物,所以不能使用一般的橡皮墊片(圈),通常使用氯丁二烯人造橡膠或丁睛橡膠片或密封圈。
R22 不燃燒也不爆炸,其毒性比R12稍大,水的溶解度雖比R12大,但仍可能使製冷系統發生「冰塞」現象。R22能部分地與潤滑油互相溶解,其溶解度隨着潤滑油的種類及溫度而改變,故採用R22的製冷系統必須有回油措施。在標準大氣壓力下的對應蒸發溫度為-40.8℃,常溫下冷凝壓力不超過15.68×105 Pa,單位容積製冷量與比R12大60%以上。在空調設備中,大都選用R22製冷劑。
R23作為廣泛使用的超低溫製冷劑,由於HFC-23良好的綜合性能,使其成為一種非常有效和安全的CFC-13(R13、R-13、Freon 13、氟利昂-13)和R-503的替代品,主要應用於環境試驗箱/設備(冷熱衝擊試驗機)、凍干機/冷凍乾燥機、超低溫冰箱或冷櫃、血庫冰箱、生化試驗箱等深冷設備中(包括科研製冷、醫用製冷等),多見用於這些復疊式製冷系統的低溫級。三氟甲烷同時還可用作氣體滅火劑,是哈龍1301的理想替代品,具有清潔、低毒、滅火效果好等特點。
R134A作為使用最廣泛的中低溫環保製冷劑,由於HFC-134a良好的綜合性能,使其成為一種非常有效和安全的CFC-12的替代品,主要應用於在使用R12製冷劑的多數領域,包括:冰箱、冷櫃、飲水機、汽車空調、中央空調、除濕機、冷庫、商業製冷、冰水機、雪糕機、冷凍冷凝機組等製冷設備中,同時還可應用於氣霧推進劑、醫用氣霧劑、殺蟲藥拋射劑、聚合物(塑料)物理髮泡劑,以及鎂合金保護氣體等。
R141B
是一種高純度液體,在塑料泡沫領域中具有廣泛的應用。由於其所具有的低氣相導熱係數等優良性質,同時與CFC-11相比,HCFC-141b對大氣臭氧層的破壞是相當於CFC-11的十分之一,因而被選定為全鹵代的氟氯碳化合物的一種理想替代物。HCFC-141b可作清洗劑和發泡劑,替代CFC-11和CFC-113
R142作為製冷劑,發泡劑、生產偏氟乙烯、溫度控制器介質及航空推進劑的中間體,還用作化工原料。
R290用作感溫工質;優級和一級R290可用作製冷劑替代R22、R502,與原系統和潤滑油兼容,用於中央空調、熱泵空調、家用空調和其它小型製冷設備,也可以用於金屬氧割氣。
R404A是一種對臭氧層不起破壞作用的混合製冷劑。它是應用在商用製冷系統領域的R-502與R-22的長期替代品。R-404a廣泛適用於超市冷凍櫃、冷庫、陳列櫃、運輸冷凍、製冰機等領域。
R406A混合製冷劑由HCFC-22,HCFC-142b和R-600a混合而成,在常溫下是無色氣體,在自身壓力下是無色透明液體,是R500,R12的替代品,在環保、節能及製冷容積等方面均優於R12,可以直接替代R12,不過耗電量會增加18%。
R407C 是一種對臭氧層不起破壞作用的混合製冷劑。由於它的性能與HCFC-22非常接近,它被應用於製冷系統領域的HCFC-22的長期替代,使用於各種空調系統和非離心式製冷系統。,R-407c廣泛適用於家用空調,中小型商用家調,客車空調,火車空調等。
R409A屬於HCFC類製冷劑由製冷劑R22,製冷劑R124和製冷劑R142b混合而成,在常溫下為無色氣體,在自身壓力下為無色透明液體,是R12的替代品,用於固定容積式空調及製冷系統如輕便式冰箱、飲料機、自動售賣機及超市製冷系統。在多數整體式及封閉聯結式系統中無需更換潤滑油。
R410A是一種新型環保製冷劑,不破壞臭氧層,工作壓力為普通R22空調的1.6倍左右,製冷(暖)效率更高。提高空調性能,不破壞臭氧層。R410A新冷媒由兩種准共沸的混合物而成,主要有氫,氟和碳元素組成(表示為hfc),具有穩定,無毒,性能優越等特點。同時由於不含氯元素,故不會與臭氧發生反應,既不會破壞臭氧層。另外,採用新冷媒的空調在性能方面也會又一定的提高。R410A是目前為止國際公認的用來替代R22最合適的的冷媒,並在歐美,日本等國家得到普及。物化特性:常溫常壓下, R410A 是一種不含氯的氟代烷非共沸混合製冷劑,無色氣體,貯存在鋼瓶內是被壓縮的液化氣體。其 ODP 為 0 ,因此R410A是不破壞大氣臭氧層的環保製冷劑。
R417A混合製冷劑由HFC-143、HFC-125和R600混合而成,在常溫下呈無色氣體,在自身壓力下呈無色透明液體,R417A能與現有的冷凍油互溶,適合典型的R22直接膨脹(DX)系統使用。它與R22的操作壓力和效能十分接近,是代替R22的長遠解決方案,而不需要對設備和系統進行改動,適用於各種使用R22的空調和冷凍機組。
R433B的熱工性能與R22相近,所以對於R22的製冷系統無須變更,可直接充裝到R22製冷系統中,達到同樣的製冷效果,並與各類潤滑油有良好的相容性。
R436A的熱工作性能與R134相近,所以對R134的製冷系統無須變更,與R134a的潤滑油兼容性良好,可直接充至R134a製冷系統中。
R502是一種低溫製冷工質,具有冷凍容量高、致冷速度快的優異製冷性能。主要用途:可作為食品陳列、食品貯藏、製冷、雪糕、冰箱、低溫冰箱以及代溫冷凍壓縮機用致冷劑。由R125/製冷劑R143製冷劑混合而成,是一種不破壞臭氧層的環保製冷劑。多用於中/低溫商用製冷系統。是R-502製冷劑的長期替代品(HFC類物質),ODP值為零,不含任何破壞臭氧層的物質。由於R507製冷劑的製冷量及效率與R502非常接近,並且具有優異的傳熱性能和低毒性,因此R507比其他任何的R-502的替代物更適合中低溫冷凍領域應用。
R507和R404A一樣是用於替代R502的環保製冷劑,但是R507通常能比R404A達到更低的溫度。R507適用於中低溫的新型商用製冷設備(超市冷凍冷藏櫃、冷庫、陳列展示櫃、運輸)、製冰設備、交通運輸製冷設備、船用製冷設備或更新設備,適用於所有R502可正常運作的環境。主要用作超低溫致冷劑,與F22組成的製冷系統用於-80~-120℃的超低溫製冷裝置。也用作泡沫塑料的發泡劑,作製冷劑替代R12。
R1150主要用於低溫製冷設備中(用於充液量較少的低溫製冷設備中),R1150(乙烯)也是低溫配合冷媒的重要組分;R1150與原系統和潤滑油兼容。