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制冷剂的发展,优质冷媒主要考虑制冷性能,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,冷媒厂家当然这些也是面临一些技术上的困难。
R32制冷剂:未来制冷剂竞争者,R32制冷剂的化学成分为二氟甲烷CH2F2,毒性很小、微燃,安全等级为A2L。R3=制冷剂存在爆炸的可能性,其爆炸极限为14.4% ~ 29.3%[3],在家用空调应用中需解决较低可燃性的问题。R3制冷剂的制冷性能与R410a接近,在相同制冷量条件下,R3制冷剂的填充量要少于R410a制冷剂(约减少30%),但排气温度高于R410a。R32的ODP=0,GWP=675,属于绿色环保制冷剂,是R2制冷剂的一个重要替代品,目前在欧美、日本等国家的家用空调中已有大量应用。
R410a制冷剂是一款由HFC类物质组成的混配制冷剂,不含任何破坏臭氧层的物质,其ODP值为零。与R22相比,R410a的制冷量显著提高,因此为设计更小更紧凑的空调设备提供了可能。并且由于R410a具有近共沸的物性,在整个运行范围内,制冷剂温度滑移小于0.2℃,R410a在制冷空调系统中不会发生显著的分离,即不会由于泄漏而改变制冷剂的成分,因此在售后维修再补充过程中,无需排放掉系统中剩余的制冷剂。R410a是目前世界公认的家用空调R22制冷剂的中长期替代品。
制冷剂的溶解性是指其与油的互溶性质,该性质应从两个方面来进行分析:1、如果制冷剂与润滑油能任意互溶,其优点是能为机体润滑创造良好条件,且在蒸发器和冷凝器的换热面上不易形成油膜阻碍传热;其缺点是从压缩机带出的油量过多,将使蒸发器中的蒸发温度升高。2、部分或微溶于油的制冷剂,其优点是从压缩机带出的油量少,故蒸发器中蒸发温度较稳定;其缺点是在蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油膜,影响了传热。在安全性方面的要求:由于制冷剂在运行中可能泄漏,故要求制冷剂对人身健康无损害、无毒性和无刺激作用。
(1)无机化合物制冷剂:这类制冷剂使用得比较早,如氨(NH3)、水(H2O)、空气、二氧化碳(CO2)和二氧化硫(SO2)等。对于无机化合物制冷剂,国际上规定的代号为R及后面的三位数字,其中第一位为“7”后两位数字为分子量。如水R718...等。(2)氟里昂(卤碳化合物制冷剂):氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素(CL)、氟(F)和溴(Br)代替后衍生物的总称。 国际规定用“R”作为这类制冷剂的代号,如R22...等。又有人称之为氟利昂的。(3)饱和碳氢化合物制冷剂:这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和环状有机化合物等。代号与氟里昂一样采用“R”,这类制冷剂易燃易爆。如R50、R170、R290...等。(4)不饱和碳氢化合物制冷剂:这类制冷剂中主要是乙烯(C2H4) 、丙烯(C3H6)和它们的卤族元素衍生物,它们的R后的数字多为“1”,如R113、R1150...等。(5)共沸混合物制冷剂:这类制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共沸混合物,这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度,其气相或液相始终保持组成比例不变,但它们的热力性质却不同于混合前的物质,利用共沸混合物可以改善制冷剂的特性。如R500、R502...等。