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目前环保问题成了全球的瞩目热门话题,臭氧层的不断破坏和地球气候的逐渐变暖,是当今人类所面临的两大亟待解决的环境问题。近30多年的研究发现氟利昂对全球环境有着严重的影响,直接影响人类的生存条件,这已引起了国际上的极大关注。暖通空调行业最常用的碳氢制冷剂,是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素被氯、氟和溴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.制冷剂..等,分为氯氟烃(CFCs)、含氢氯氟烃(HCFCs)、含氢氟烃(HFCs)三大类,其中CFCs和HCFCs中均含有氯,是破坏臭氧层的元凶,是公认禁止使用的制冷剂,而HFCs虽然不含有破坏臭氧层的氯原子,但依然含有卤素氟原子,而各种卤原子泄露到大气中,会加剧地球的温室效应,因此也只是过渡性制冷剂。环保制冷剂的最终目标,就是要完全淘汰卤原子,但是这只是比较片面的看法。
1.致冷剂化学性质稳定: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℃,冷在冷冻循环系统中,冷媒只有物理变化,而无化学变化,不起分解作用。 2.无腐蚀性:对钢及金属无腐蚀性,氨对铜具有腐蚀性,因此氨冷冻系统不得使用铜管配管;绝缘性要好,否则会破坏压缩机马达之绝缘,因此氨不得使用於密闭式压缩机,以免与铜线圈直接接触。3.无环境污染性:对自然环境无害,不破坏臭氧层,温室效应低。致冷剂4.无毒性。5.不具爆炸性与燃烧性。
常用的制冷剂有水、盐水、丙二醇与乙二醇、二氯甲烷和一氟三氯甲烷等。1、水:适用于制冷温度在0℃以上的场合,如空气调节设备等。2、盐水:即氯化钙或氯化钠的水溶液,可用于盐水制冰机和间接冷却的冷藏装置,或冷却袋装食品。盐水的凝固温度随浓度而变,常用的制冷剂常用的制冷剂当溶液浓度为29.9%时,氯化钙盐水的最低凝固温度为-55℃;当溶液浓度为23.1%时,氯化钠盐水的最低凝固温度为-21.2℃。使用时按溶液的凝固温度比制冷机的蒸发温度低 5℃左常用的制冷剂右为准来选定盐水的浓度。氯化钙和氯化钠价格较低,但们对金属有腐蚀作用,使用时需要加缓蚀剂,一般加重铬酸钠。3、丙二醇和乙二醇:性质稳定,全溶于水,其溶液的凝固温度随浓度而变,通常用它们的水溶液作为载冷剂,适用的温度范围为0~-50℃。丙二醇无腐蚀性;乙二醇略有腐蚀性,使用时需要加缓蚀剂。4、二氯甲烷(R30)和一氟三氯甲烷(R11):通常用它们的液体作为载冷剂。R30的凝固温度为-97℃,适用温度范围为-50~-90℃;R11的凝固温度为-111℃,适用温度范围为-50~-100℃。应根据制冷装置的用途、容量、工作温度等来选择。
冷媒,俗称雪种,是在冷冻空调等系统中用以传递热能,产生冷冻效果的工作流体。依工作方式分类可分为一次冷媒与二次冷媒。依物质属性分类可分为自然冷媒与合成冷媒。冷媒(Refrigerant),在空调系统中,通过蒸发与凝结,使热转移的一种物质。冷媒是一种容易吸热变成气体,又容易放热变成液体的物质。早期冷冻厂用氨气当冷煤,氨在受压时,放热变成液体;当高压液体减压变成气体时,便会吸热。日常生活中常用的冷气机,里面用的冷媒是氟氯碳化物,但是以前使用的氟氯碳化物会破坏臭氧层,科学家已开发出不会破坏臭氧层的氟氯碳化物。理想冷媒无毒、不爆炸、对金属及非金属无腐蚀作用、不燃烧、泄漏时易于察觉、化学性安定、对润滑油无破坏性、具有较高的蒸发潜热、对环境无害。
R410a:R22的替代制冷剂,R410a制冷剂由R32和R125按质量分数各50%的比例组成,其中R32(二氟甲烷CH2F2,A2L),R125(五氟乙烷CF3CHF2,A1),A410a的安全等级为A1,也属于不燃烧、不爆炸,毒性很小的工质。与R22相比,R410a属于高压制冷剂,对设备和系统耐压强度要求更高,但有利于减小压缩机排量、减小换热铜管直径、节约原材料;R410a制冷剂的传热和流动特性优于R22,有利于提高空调的运行效率,节能效果明显,目前已被广泛使用。但是R410a制冷剂全球变暖潜值GWP=1730(作为比较,CO2的GWP=1),对全球变暖的促进作用较大,因此R410a制冷剂并不是最终的环保制冷剂解决方案。
随着越来越多旨在减少氢氟烃温室效应的全球环境法规和政策的出台,第四代制冷剂R1234yf备受关注,该产品具有零臭氧潜能值(0DP)和较低的全球变暖潜能值(GWP)的特点,是继氢氯氟烃(HCFC)和氢氟烃(HFC)之后新一代0DS替代品——氢氟烯烃(HF0)。近些年随着欧盟对R1234yf的认可,R1234yf最有可能替代H134a 成为新一代汽车制冷剂。R1234yf主要应用于汽车和冰箱,也被用于许多大型固定式和商用制冷设备。欧盟MAC指令要求自2017年1月1日起,所有在欧洲销售的车辆必须采用全球变暖潜值低于150的制冷剂。