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制冷剂又称制冷工质,在南方一些地区俗称雪种。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。在气体压缩式制冷机中,使用气体制冷剂,如空气、氢气、氦气等,这些气体在制冷循环中始终为气态;在吸收式制冷机中,使用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质,如氨和水、溴化银和水等;蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂。主要技术指标有饱和蒸气压强、比热、粘度、导热系数、表面张力等。1960年以后,人们对非共沸混合工质的应用进行了大量的试验研究,并已将其用于天然气的液化和分离等方面。应用非共沸混合工质单级压缩可得到很低的蒸发温度,且可增加制冷量,减少功耗。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
R407c制冷剂的容量和压力都和R22比较接近。因此,调整系统设计,就能使原R22系统也适用于R407c系统。当然,要将原系统内的矿物冷冻油更换成能与R407c互溶的润滑油(POE油) 。但较R22系统能效比会较原系统降低约5%。这是由于相对于其他制冷剂,R407c会有高达6度的温度漂移。因此R407c系统在同等标准冷凝器和蒸发器时均会减少热传递,影响系统能效比。由于 R407c是混合非共沸工质,为了保证其混合成分不发生改变,所以 R407c必须液态充注。如果 R407c的系统发生制冷剂泄漏,且系统的性能发生明显的改变,其系统内剩余的 R407c不能回收循环使用,必须放空系统内的剩余 R407c制冷剂,重新充注新的 R407c制冷剂。
1.蒸发压力要高:蒸发温度会随应用温度而变化,例如冰水机之蒸发温度约为0~5℃,冷冻库主机之蒸发温度约为-20 ~ -30℃,家用空调机之蒸发温度约为5~10℃。蒸发温度愈低,蒸发压力亦愈低,若冷媒之蒸发压力低於大气压力时,则空气易侵入系统,系统处理上较为困难,因此希望冷媒在低温蒸发时,其蒸发压力可高於大气压力。2.蒸发潜热要大:冷媒之蒸发潜热大,表示使用较少的冷媒便可以吸收大量的热量。3.临界温度要高:临界温度高,表示冷媒凝结温度高,则可以用常温的空气或水来冷却冷媒而达到凝结液化的作用。4.冷凝压力要低:冷凝压力低,表示用较低压力即可将冷媒液化,压缩机之压缩比小,可节省压缩机之马力。5.凝固温度要低:冷媒之凝固点要低,否则冷媒在蒸发器内冻结而无法循环。6.气态冷媒之比容积要小:气态冷媒之比容积愈小愈好,则压缩机之容积可缩小使成本降低,且吸气管及排气管可以用较小的冷媒配管。7.液态冷媒之密度要高:液态冷媒之密度愈高,则液管可用较小的配管。8.可溶於冷冻油,则系统不必装油分离器。
制冷剂的发展,主要考虑制冷性能,成本,对环境的影响,安全性等几个方面。但是目前看来,能够在这几个方面都完全满足的要求的制冷剂还没有出现。现在呼声最高的制冷剂是HFO-1234yf。该种制冷剂GWP=4,ODP=0。系统性能与R134a接近,可以完全替代R134a。目前在欧洲的部分汽车厂家已经开始使用这种制冷剂做汽车空调。但是这种制冷剂的一个问题就是它的可燃性。所以考虑到安全问题,这种制冷剂的推广还需要时间。另一个方向就是自然工质,像二氧化碳,氨等等,当然这些也是面临一些技术上的困难。
在中大型螺杆式冷水机组方面,中外情况则有点不同,中国是R134a制冷剂最忠实的使用者,而欧美发达国家则对R407c制冷剂表现出较大的兴趣。究其原因,氟制冷剂是由于欧美发达国家的大型公共建筑建设时间较早,R22制冷剂在早期的制冷设备中占据了统治地位,因此在对R22制冷剂进行替代时,更多考虑的是以最地的代价对原有设备或生产线进行改造。而R407c制冷剂的蒸发冷凝压力与R22最为接近,氟制冷剂自然成为欧美等国在大型制冷设备中普遍采用R407c制冷剂的一个主因。我国则不然,在20世纪90年代进行大规模的城市建设时,为其配置的制冷设备已经考虑了环保要求,尤其在进入2000年以后,大部分冷水机组的采购已经将环保要求写进了招标文件中,R134a制冷剂几乎成为螺杆式冷水机组的不二之选。