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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。
R123制冷剂良好的综合性能使之成为在大型中央空调(离心式冷水机组)中成为R-11(R11、氟利昂11、F-11、CFC-11、一氟三氯甲烷、Freon 11)制冷剂的最有效和安全的替代制冷剂;三氟二氯乙烷还用于泡沫塑料的发泡、清洗剂、化工溶剂等。冷媒价格虽然R123制冷剂曾经是新装制冷设备上替代氟利昂R11最常见的选择,但是由于R123与R11物化性能、理论循环性能以及压缩机用油等均不相同,因此对于初装为R11制冷剂的制冷设备的售后维修,如果需要再添加或更换制冷剂,仍然只能添加R11,优质冷媒通常不能直接以R123替代R11(也就是说通常不可以进行换血式的替换)。
氟氯烃类制冷剂的化学性质非常稳定,在大气中的寿命极长,如CFC-11、CFC-12在大气中的寿命都在100年以上。在早期氟氯烃类制冷剂使用过程中,由于对它们的危害性缺乏认识或回收利用困难等原因,大部分的氟氯烃类制冷剂被排放到大气中,在平流层发生图1-4所示的光化学降解反应。氯原子一旦释放出来,即发生一系列的连锁反应,不断的消耗臭氧。据估算,每一个氯自由基可消耗10万个臭氧分子,这样,使同温层臭氧含量不断下降,以致于减薄臭氧层和形成臭氧空洞。
第一阶段是19世纪~20世纪初期。该阶段的制冷剂主要是从大自然中直接获取的,如酒精、氨气、汽油、二氧化碳等,它们大多数具有可燃、有毒、腐蚀性、压力过高等不利因素。第二阶段是20世纪30年代到90年代。20世纪30年代,美国杜邦公司先后发明了R11制冷剂、R12制冷剂、R13制冷剂等一系列CFCs制冷剂,并为其注册了杜邦公司专有的商品名称Freon®(中文名称:氟利昂),在其之后陆续又发明了R22、R123等HCFCs等制冷剂,并将其也纳入氟利昂的范畴之内。在这一阶段,全球大部分制冷设备主要以R11、R12、R22这三种典型制冷剂为主。但是,自从1985年英国南极考察队发现南极洲上空的臭氧空洞以来,人们逐渐发现以CFCs和哈龙等为首的一系列化学品,正是消耗臭氧层的代表物质(简称“ODS物质”)。第三阶段是1990年至今。这一阶段,各国科学家都在积极寻找绿色环保型制冷剂,主要替代产品为氢氟烃HFCs和天然工质类。
制冷剂是空调制冷循环的工作介质,制冷剂通过在蒸发器中汽化时吸热,在冷凝器中凝结时放热循环往复来达到制冷的目的。当前能用作制冷剂的物质有80多种,最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。 目前,空调使用的制冷剂普遍有两种,一种是R22制冷剂,另一种是R410a新冷媒。R22制冷剂就是我们俗称的氟氯昂,也是目前国内大部分空调使用的制冷剂,它对大气臭氧有严重的破坏,到2020年将会全部取缔。而国际知名品牌的空调如三星、大金、特灵氟机使用的制冷剂都是R410a新冷媒,它对大气无破坏,更环保健康,因此使用R410a新冷媒为制冷剂的空调更好。