文章编号：CAR142
R134a/R600a混合制冷剂在大型风冷热泵应用的性能研究
倪灏
(江森自控楼宇设备科技（无锡）有限公司, 无锡 214028)
摘 要 在热泵运行时，当R134a作为主要的R22替代制冷剂应用于大型螺杆式风冷机组时，会存在能效较低，容易结霜等缺陷。本研究尝试在R134a的大型风冷螺杆热泵机组混合少量R600a来改善性能，通过对混合制冷剂物性计算，理论循环性能计算和机组实验，结果表明添加R600a后的混合制冷剂显著改善了热泵机组的运行性能，并有效提高机组运行可靠性。
关键词 螺杆式热泵异丁烷(R600a) 近共沸制冷剂
STUDIES ON MIXING R600a TO IMPROVE PERFORMANCE OF THE LARGE TONNAGE R134a AIR COOLED SCREW CHILLER HEAT PUMP
Ni Hao
(Johnson Controls Building Efficiency Technology (Wuxi) Co., Ltd., Wuxi 214028，China)
Abstract Currently R134a is one of the best substitutes for R22 for the large tonnage water-cooled chiller, however, it is found to apply for heat pumps due to the bad performance and serious coil frost. This research purpose is to improve the performance of the large tonnage screw chiller heat pump by mixing small amount of R600a with R134a. After property calculation, circle simulation and testing, concluded that mixing R600a may significantly improve performance and reliability for the R134a screw heat pump.
Keywords Large tonnage air-cooled screw heat pump Isobutane (R600a) Near-azeotropic refrigerant
采用R134a替代R22应用于大型螺杆式风冷热泵机组显著的缺点是在热泵工况下压比大，能效低，盘管上容易结霜。90 年代初, HCs（碳氢类化合物）在添加了一定的阻燃剂后[1]作为制冷剂被引入到制冷行业中。例如，异丁烷(R600a)等，具有很好的热物理特性，ODP 值为零，GWP值也较低，同时R600a与大多数润滑油都具有较高的溶解性[2]。当前，德国90 %的冷藏箱和冷冻箱采用HCs 作为制冷剂，而在全欧洲新生产的家用电冰箱中有25 %的制冷剂为HCs制冷剂[2]。R600a和R134a的混合制冷剂在冰箱上应用国内外已经有了一些研究成果[3]。但是在空调产品上的应用，尤其是大型机组如螺杆式风冷热泵机组上还未见类似的研究。
本文将研究在R134a中添加HCs制冷剂R600a
所形成的混合制冷剂在热泵机组应用的可行性。因为R134a和R600a混合比在约80％和20％时可形成
热物理性能良好的近共沸制冷剂，并能显著地改善机组采用R134a制冷剂时在热泵工况下的性能。1 混合制冷剂物性计算
大型风冷热泵机组较一般空调的制冷工况更恶劣，常用的蒸发饱和温度一般为-10℃到0℃，冷凝饱和温度50℃-60℃。以下为通过REFPROP7.0对这两点饱和温度为0℃和50℃进行的组分物性特征分析，结果如下：
1．在压力为0.355MPa时，即饱和温度0℃时，当X1=0.8时，露点温度也最低，且温度的滑移值为0.01K。露点线和泡点线几乎重合。如图1所示。
2．在压力为1.46MPa时，即饱和温度50℃时，X1=0.85时，露点温度最低，此时温度的滑移值为0.05K，但是在X1=0.80时，温度的滑移值为0.15K，虽然不是最低点，也是非常小的。如图2所示。
从混合物物性的特性可以看出，在0℃到50℃风冷热泵机组常用的工作范围内，当R134a和R600a混合的质量百分比约80％和20％左右时，完全可以认为是近共沸制冷剂。同时，当R134a组分
比例在从80％到90％之间的范围内，温度滑移都很小，可认为是近共沸制冷剂。但是当R600a 组分进一步增加，超过20%以后，温度滑移显著加大，
1图1 0.355MPa （对应饱和温度约0℃）等压相图
（
X1=R134a ）
X 1
图2 1.46MPa （对应饱和温度约50℃）等压相图
（X 1=R134a ）
2 循环性能理论计算
循环性能计算的工况按照较接近风冷热泵机组标准工况的状态进行选取：冷凝温度50℃；蒸发温度0℃；吸气过热度5℃；冷凝器过冷度5℃。同时假设压缩过程是理想等熵过程，吸气管路压力降假设为50kPa 。图3为采用80％ R134a 和20％，R600a 组分时的制冷循环P-H 图。
图
3 80％ R134a ，20％ R600a 热泵循环
理论循环计算的分析结果如图4，5所示，即当R134a 质量百分比为80％时，单位容积制冷量最
大，较R134a 纯工质相比，可以达到114.65%。同时也是拐点，因为如果R600a 组分再进一步提高的话，单位容积制冷量将会出现迅速下降，可以初步认为R600a 组分不宜超过20%。同样情况，COP 随着组分变化的结果也很类似，R600a 组分质量百分比10%到20%左右为最高，当R600a 组分超过20%后也会出现一个明显的下降。因此，在选择R600a 和R134a 的混合制冷剂时，R600a 质量百分比不宜超过20%。
图4 单位容积制冷量随组分变化关系图
图5 COP 随组分变化关系图
图6为吸气比容随组分变化的变化情况。吸气比容越大，单位制冷量体积越小，吸气管内气体流速越低，吸气管路的压降就越小。可以看到混合制冷剂吸气比容在R600a 比例15%左右最高，因此，在R134a 中混合少量R600a 后，还能够适当降低吸气管内流速，降低管路压降带来的压力损失。
图6 吸气状态比容随组分变化关系图
P r e s s u r e /k P a
Enthalpy /k J﹒kg -1
图7为吸排气压比随组分变化时的关系曲线。表明在80％，R134a时，冷凝压力和蒸发压力的压比最小。因此，在R134a中混合少量R600a后，压比的下降是显著的。
图7 吸排气压比随组分变化关系图
图8示出了排气温度随组分变化时的关系曲线。混合工质随着压比的下降排气温度略微有所降低，但是不很明显。
图8 排气温度随组分变化关系图
由以上的制冷剂物性计算结果和循环分析结果，可以得出以下混合制冷剂组分选择的初步结论：
１．R600a组分比例约10％到20%时，R600a和R134a组成的混合制冷剂可以看作是近共沸的
制冷剂；
２．从循环性能分析来看，R600a组分比例20%附近的混合制冷剂能够获得单位容积制冷量最
高，同时，压比最小，不仅性能最好，压缩机工作条件也较好；
３．当R600a的比例超过20%以上后，各方面性能开始下降，同时，不再具备非共沸特性。
3 实验结果与数据
3.1实验方案
本次实验选择了一台250kW的YEAS型螺杆式风冷热泵机组。根据以上理论分析的结论，确定了以下实验方案和关注点：
1.选择组分：根据循环计算分析结果，80%R134a,
20%R600a是一个关键的组分，很多曲线在这一点形成拐点，同时也是性能最优的点，也就是当R600a组分超过20％以后，大部分物性参数会出现快速恶化。由此确定不进行R600a组分大于20％的实验。从而选择80% R134a, 20%R600a，90% R134a, 10%R600a的组分以及R134a纯工质这三种组分进行运行对比实验。
由于实验过程R600a质量百分比均不超过20%。
进行配比和实验都还是非常安全的[４]，
2.准确配比：为确保组分实验过程中组分配比的
准确性，混合制冷剂的组分配比过程中在机组中预先充注好定量的R134a，然后边运行机组边逐步添加相应量的R600a来实现设定配比。
除了确保配比比例，同时必须将机组过冷度调节至基本相同，以确保循环性能的一致性和可比性。
3.实验工况和测试项目：首先，环境实验室应能
确保热泵工况实验所需要的环境温度，湿度以及冷（热）水温度等。另外，测试时除了测试机组制热量，制热性能以外，需配备高精度的压力传感器，管路差压传感器等用于测试吸排气压比，管路压降等。同时应通过图像监控观察盘管结霜情况，压缩机回油情况等。标准制热的工况为：热水进口：40±0.3℃，热水出口：45±0.3℃，环境干球温度：7±0.5℃，环境湿球温度6±0.5℃。见表１
表1 混合制冷剂组分配比和相应测试工况依据
R134a 90%
R134a,
10% R600a
80% R134a,
20%R600a 制热标准工况
GB/T18430.1
制热标准工况
GB/T18430.1
制热标准工况
GB/T18430.1 3.2 结果分析：
１．热泵制热量随组分的变化和预测的结果基本吻合，制热能力得到显著提升。在80％,20%的
组分配比下的制热能力约可提高15%左右。见
图9和图10。
图9 理论计算循环性能－制热量随组分变化
图10 实测的热泵工况运行制热量
２．COP基本保持不变。见图11 所示。由此，可认为R134a制冷剂中添加R600a后可以较显著
提升热泵运行性能。由于变组分实验是在同一
台实验机组进行的，受到蒸发器、冷凝器等换
热面积的限制，制热量增加后换热器相应的热
负荷也随之增加。预计实际应用时制热量以及
COP还可能会更高一些。图12显示在实验中，冷凝压力随R600a组分的增加而上升较多。这
是由于当制热量从纯R134a时约260kW提高
到80％R134a，20％R600a的混合工质时的
300kW时。冷凝器的能力略显不足导致。实验
数据中冷凝器换热小温差，即冷凝饱和温度减
去冷凝器出水温度的差值从 3.4℃变化到 6.1
℃，从而可以间接证明盘管换热能力在制热量
大幅提高后略显不足的问题。因此有理由认
为，混合少量了R600a后的COP应可以有所
提高。
图11实测的机组COP
图12 制热运行排气饱和温度和冷凝饱和温度变化
３．吸气状态和吸气管路压降变化情况。图13以及图14的实测结果表明混合制冷剂的吸气管
路压降在改变组分后，由于变组分实验是在同
一台实验机组进行的，随着R600a比例的增加，制热能力增加。受翅片换热能力的限制，蒸发
温度没有明显地提高，但是可以观察到吸气管
路的压降随着R600a比例增加逐步减小。事实
上较有效地解决了R134a热泵机组盘管蒸发温
度偏低，容易结霜的问题。在实验中也观察到
混合工质尤其是R134a 80％组分在实验时，盘
管结霜减少，化霜周期明显延长。
图13 制热运行吸气饱和温度的变化
图14 吸气管路压降变化(对应饱和温度)
４．排气状态和排气管路压降。图12显示随R600a 组分的增加，冷凝器侧冷凝饱和温度变化不
大，这是因为盘管冷凝器的设计换热能力比较
充足。同时，冷凝器侧的压力损失也比较接近。看起来排气管路压降比较接近。说明制冷剂比容变化以及压比变化在冷凝器侧带来的影响并不大。图15反应出排气口到干式管壳式冷凝器之间的阻力损失是非常接近的。也就是说在冷凝器侧的管路压力降在使用混合制冷剂后不会明显减小。这方面对性能的影响也不大。
图15 制热运行排气管路压降的变化
５．吸气压力、排气压力以及压比变化: 图16,17
显示出随R600组分变化吸气压力、排气压力以及压比变化。可以看到随着R600a 组分的增加，压比随组分变化是很显著的，这对于改善压缩机的运行，提高运行性能和可靠性都会有明显的好处。
图16制热运行吸排气实测压力
图17 制热运行实测吸排气压比变化
６．盘管结霜情况。在实验中可通过观察吸气管上
的温度变化，化霜时间分析等判断出蒸发盘管
的结霜情况。图18
为冲灌100%R134a 运行时，吸气温度压缩机吸气管温度情况，化霜的间隔约１小时。吸气管温度也不稳定。纵坐标为温度（℃），横坐标为时间。图19为80%R134a 组分下观察的吸气温度压缩机吸气管温度情况，化霜的间隔约１小时20分钟。虽然吸气温度相仿，但是由于吸气管温度明显稳定，所以化霜周期得以延长。可以认为在R134a 添加20%R600a 的混合制冷剂。盘管上结霜不容易较快恶化，对提高热泵机组的整体运行效率和可靠性是很有帮助的。
图18 100%R134a 吸气管温度
图19 80%R134a, 20%R600a 吸气温度
７．回油情况观察。因为R600a 与大多数润滑油都
具有较高的溶解性。经过实验观测，机组在制热和制冷运行时，总体回油性能良好，压缩机油视镜内始终保持油位。由于换热器结构限制，无法通过换热温差来判断干式蒸发器内的回油情况比较。但是通过油分上油位示镜观察，机组在制热工况，制冷工况，部分负荷等实验过程中都能观察到正常的油位。没有出现奔油等现象。
4 结论
通过本次实验研究的结果表明： 1.在R134a 风冷热泵机组上添加少量（约10%到20％质量百分比）的R600a 形成的混合制冷剂，为近共沸混合制冷剂；
2.特别是当R134a/R600混合质量百分比
80%/20%时，制冷（热）量和制冷（热）性能最佳，同时：
a)压缩机运行压比最小，压缩机运行条件明显改善；
b)能够较明显改善盘管结霜。
因此，从本研究结果来看，如果在R134a风冷螺杆热泵机组上直接添加少量R600a很方便，又不需要添加很多设备，同时R600a也比较容易获得而且价格低廉。应该说应用到产品上去是非常可行的。但是考虑到HCs 类物质毕竟具有可燃性，在如何采取措施确保安全生产和安全使用，是否能得到业外内认同，是否能真正投入商业应用，还有很多争论。当前国内外对HCs类制冷剂安全使用的研究已经有了相当的进展，也已经制定出了一些规范，标准发布了一些研究结果。如根据全部充灌的制冷剂泄漏后并扩散到给定的空间其浓度远低于燃烧
浓度的原则，规定浓度应低于L FL（体积分数）20 %（ASHRAE15 和BS4434 标准)）或25%(DIN7003)等。相信只要严格生产，使用、维修作业规范。HCs 类制冷剂的应用前景还是很广阔的。
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氨（R717）的特性 氨（R717、NH3）是中温制冷剂之一，其蒸发温度ts为-33.4℃，使用范围是+5℃到-70℃，当冷却水温度高达30℃时，冷凝器中的工作压力一般不超过1.5MPa。 氨的临界温度较高（tkr=132℃）。氨是汽化潜热大，在大气压力下为1164KJ/Kg，单位容积制冷量也大，氨压缩机之尺寸可以较小。 纯氨对润滑油无不良影响，但有水分时，会降低冷冻油的润滑作用。 纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金（磷青铜除外），故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金。 氨的蒸气无色，有强烈的刺激臭味。氨对人体有较大的毒性，当氨液飞溅到皮肤上时会引起冻伤。当空气中氨蒸气的容积达到0.5-0.6%时可引起爆炸。故机房内空气中氨的浓度不得超过0.02mg/L。 氨在常温下不易燃烧，但加热至350℃时，则分解为氮和氢气，氢气于空气中的氧气混合后会发生爆炸。 氟哩昂的特性 氟哩昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸和化学性稳定的制冷剂。不同的化学组成和结构的氟里昂制冷剂热力性质相差很大，可适用于高温、中温和低温制冷机，以适应不同制冷温度的要求。 氟里昂对水的溶解度小，制冷装置中进入水分后会产生酸性物质，并容易造成低温系统的“冰堵”，堵塞节流阀或管道。另外避免氟里昂与天然橡胶起作用，其装置应采用丁晴橡胶作垫片或密封圈。 常用的氟里昂制冷剂有R12、R22、R502及R1341a，由于其他型号的制冷剂现在已经停用或禁用。在此不做说明。 氟里昂12（CF2CL2，R12）：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约0.8-1.2KPa。R12的标准蒸发温度为-29℃，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70℃的低温。而对大型离心式压缩机可获得-80℃的低温。近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。 氟里昂22（CHF2CL，R22）：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。R22的热力学性能与氨相近。标准气化温度为-40.8℃，通常冷凝压力不超过1.6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。R22的单位容积比R12约高60%，其低温时单位容积制冷量和饱和压力均高于R12和氨。近年来对大型空调冷水机组的冷媒大都采用 R134a来代替。 氟里昂502（R502）：R502是由R12、R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液。R502与R115、R22相比具有更好的热力学性能，更适用于低温。R502的标准蒸发温度为-45.6℃，正常工作压力与R22相近。在相同的工况下的单位容积制冷量比R22大，但排气温度却比R22低。R502用于全封闭、半封闭或某些中、小制冷装置，其蒸发温度可低达-55℃。R502在冷藏柜中使用较多。 氟里昂134a（C2H2F4，R134a）：是一种较新型的制冷剂，其蒸发温度为-26.5℃。它的主要热力学性质与R12相似，不会破坏空气中的臭氧层，
自然工质制冷剂应用及发展 程念庆刘阳秦鹏 （西部建筑抗震勘察设计研究院西安710054 西部建筑抗震勘察设计研究院西安710054 西安探矿机械厂，陕西西安，710065） 前言 自从1931年卤代烃制冷剂R21被开发出来后，相继涌现出一大批它的同族化合物，如R12,R114，R22等。它们以优良的热物性迅速占领了市场。然而由于其对臭氧层的破坏作用，《蒙特利尔协议》明确禁止了CFC 类和HCFC 类工质的继续使用。作为这类工质替代品的HFC 类工质，对臭氧层破坏值ODP=0，但是其对地球温室效应的贡献作用不可忽视，《京都议定书》为此对其作了相应的规定，限制使用。因此，HFC类工质只能作为过渡替代品，寻找ODP 值和GWP 值(温室效应值)均为0 的工质才是努力的方向。在此情况下，一些曾经被氟利昂淘汰的自然工质重新得到人们的关注，如氨、水、CO2等。表1比较了几种常用制冷剂的性质，这类物质取自自然，对自然界生态没有破坏。下面将阐述一些自然工质的应用现状，并对其讨论分析。 1、氨（NH3） 氨在制冷领域的应用已经超过了120年，其ODP=0、GWP=0，是一种环境友好的制冷剂。它具有以下优点：节流损失小，能溶解于水,有漏气现象时易被发现,价格低廉。氨的临界温度和临界压力分别为132. 3 ℃和11. 33MPa ，高于R22 ( 96. 2 ℃/4. 99MPa ) 和 R410A(70. 2 ℃/4. 79MPa)，可在较高的热源温度和冷源温度下实现亚临界制冷循环。它的标准沸腾温度低( - 33.4 ℃) 。在冷凝器和蒸发器中的压力适中( - 15 ℃时的蒸发压力为0.24MPa ，30 ℃时的冷凝压力为11.7MPa)，单位容积制冷量大，并且其导热系数大，蒸发潜热也大( - 15 ℃时的蒸发潜热是R12 的8.12 倍) 。
西安交通大学 制冷与低温技术原理
混合制冷剂
混合制冷剂(mixture refrigerants ) 两种或两种以上的纯制冷剂组成的混合溶液。采用混合制冷剂为调节制冷剂的性质和扩大制冷剂的选择提供了更大的自由度。 非共沸混合物 相变过程中，气相与液相的成分不相同，而且各自都是变化的，直到相变完成。 共沸混合物 在定压相变过程中，其温度滑移为零，且气相与液相的成分相同。近共沸混合物 相变温度滑移很小的非共沸混合物，定压下相变时气相和液相成分改变很小，其热力性状很接近共沸混合物。 相变存在温度滑移存在共沸点
混合物的T-x 相图 定压下混合物的露点线和泡点线呈鱼形曲线。它在定压相变（蒸发或凝结）过程中，伴随有一定的温度变化。温度的改变量为混合物成分x 所对应的露点与泡点之差。称该差值称为相变温度滑移。另外，相变过程中，气相与液相的成分不相同，而且各自都是变化的，直到相变完成。 非共沸混合物的特征
非共沸制冷剂在蒸发和冷凝过程中温度是变化的，其单级压缩循环的T-s 图如图所示，这就有可能较好的适应变温热源的情况，减少冷凝过程和蒸发过程中的传热温差，提高循环的热力完善度。 非共沸制冷剂单级循环的T-s 图 T T kmax T kmin T 0max T 0min s 降低了制冷循环中的压比，使单级压缩能获得更低的蒸发温度。 同组成它的单一制冷剂相比，增大制冷机的制冷量。
混合制冷剂 符号组分（成分）沸点/℃符号组分（成分）标准沸点/ 滑移温度/℃ R401A R22/152a/124 (53/13/34)-33.1R404A R125/143a/134a(44/ 52/4) -46.5/0.5 R402A R125/290/22 (60/2/38)-49.2R407A R32/125/134a (20/40/40) -45.8/6.6 R402B(38/2/60)-47.4R407C R32/125/134a (23/25/52) -44.3/7.1 R403A R290/22/21B (5/75/20) -50.0R410A R32/125 (50/50)-52.5/- R405A R22/152a/142b/C3 18 (45/7/5.5/42.5)-27.3R507R125/143a (50/50) -46.5/0.2 R406A R22/600a/142b (55/4/41)-22.0 主要混合制冷剂
制冷剂的发展与研究前沿 田玉保安全工程0901 200901145025 摘要：回顾了制冷剂从早期使用至现在的进步历程，探讨了未来方向与一些候选制冷剂。 根据所定义的选择标准把此历程划分为四代制冷剂。考察了对现有国际协定相关方案的展 望，其中包括了分别为防止平流层臭氧耗损与全球气候变化的蒙特利尔与京都议定书的分 析。介绍了多种HCFCs制冷剂的替代物，包括R1234yf，DME，CO2和氨的混合物等。对 下一代制冷剂做出了展望。 关键词：制冷剂温室效应臭氧损耗潜能值全球变暖潜能值 Development on Refrigrants an Reseach Fronts Abstracts Reviews the progression of refrigerants，from early uses to the present，and then addresses future directions and candidates．Breaks the history into four refrigerant generations based on defining selection criteria．refrigerants”．Examines the outlook for current options in the contexts of existing international agreements，including the Montreal and Kyoto Protocols to avert stratospheric ozone depletion and global climate change，respectively．This paper introduced several alternative refrigerants from the basic thermal physical and circulation performance，etc．，including R1234yf，DME and the combination of carbon dioxide an ammonia etc．Also,a briefe glance of the future of next generation of refrigrantsis given. Keywords Refrigetants Greenhouse effects ODP GWP 臭氧层的破坏和全球气候变化，是当前世界所面临的主要环境问题。由于制冷空调热泵行业广泛采用的CFC与HCFC类制冷剂对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应，使全世界这一行业面临严重挑战。但是，迄今为止，国外的一些HFC类和碳氢类替代制冷剂均或多或少地存在一些问题，还不太理想，例如大多数HFC类制冷剂及其混合制冷剂的温室效应潜能值(GWP)还比较高，被列为“温室气体”，需控制其排放量；而碳氢类制冷剂则存在强可燃性引起的安全问题，特别对于大中型制冷空调热泵设备，需要行之有效的安全措拖和技术。因此，这一行业均在探索如何从制冷剂的发展历史中，总结经验，寻求正确、科学地解决由于环保要求提出的制冷剂替代问题，力争少走弯路。 1.制冷剂的发展历程 制冷的历史可追溯到古代，当时用以储冰和一些蒸发过程。从历史上看，制冷剂的发展经历了四个阶段[1]（图1）。第一阶段是十九世纪的早期制冷剂；第二阶段是二十世纪时代的CFC与HCFC类制冷剂；第三阶段是二十一世纪的绿色环保制冷剂。第四阶段是今后制冷剂发展的主要方向，即以防止全球变暖为主要目标的制冷剂的研发。
制冷剂应用知识手册－常用制冷剂 一、水,R-718 多数制冷过程是吸收循环或蒸气压缩循环。商业吸收循环一般用水作为制冷剂，溴化锂为吸收剂. 水无毒、不可燃、来源丰富。是一种天然制冷剂.吸收式制冷机即使是双效制冷机，其挑战是COP(性能系数)只比1稍大(离心式制冷机的COP大于5)。从寿命周期的观点来看，吸收式制冷机需要一个彻底的调查，以确定其解决方案在经济上是否可行。从环保观点来看，用水作为制冷剂是好的。吸收式制冷机的低COP值可能表明比离心制冷机需要消耗更多的化石燃料。但是不一定，因吸收式制冷机直接使用化石燃料，而电制冷机使用电能。选择用哪种制冷机实际上取决于电能是如何产生的。 二、氨,R-717 氨(NH3)被认为是一种效率最高的天然制冷剂。它是一种今天仍在使用的“原始”制冷剂。多用于正位移压缩机的蒸气压缩过程。ASHRAE标准34将其分类为B2制冷剂(毒性高低可燃).ASHRAE标准15要求对氨制冷站有特殊的安全考虑。尽管在商业空调也使用很多，但氨在工业制冷上的应用更广泛些。 三、二氧化碳,R-744 二氧化碳(CO2)是一种天然制冷剂.它在19世纪末20世纪初停止使用，现在正在研
究重新对它的使用。用于蒸气压缩循环正位移压缩机。在32℃时CO2的冷凝压力超过6MP A，这是一个挑战。而且，CO2的临界点很低，能效差。尽管如此，仍可能有一些应用，如复叠制冷，CO2将是有用的。 四、烃类物质 丙烷(R-290)和异丁烷(R-600a),以及其他氢碳物质,能够在蒸气压缩过程中作为制冷剂使用。在北欧，大约有35%的制冷机使用氢碳物质。它们毒性低且能效高，但容易燃烧。后者严重限制了它们在北美的使用，因受现今安全规范的制约。 五、氯氟碳族(CFC族) 氯氟碳族(CFC族)有许多物质，但在空调中最常用的是R-11、R12、R-113和R -114.CFC族到20世纪中叶时已经普遍使用。发达国家在1995应蒙特利尔议定书的要求停止了CFC族的生产。在发展中国家它们仍被生产和使用(按时间表将很快淘汰)。它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。常用CFC族物质都稳定、安全(从制冷剂标准的角度看)、不可燃且能效高。不幸的是，它们破坏臭氧层。 六、氢氯氟碳族(HCFC族) 氢氯氟碳族(HCFC族)几乎和CFC族同时出现。HCFC-22是世界上使用最广泛的制冷剂。HCFC-123是CFC-11的过渡替代制冷剂。它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。HCFC-22能效高，被分类成A1(低毒不燃).HCFC123能效高，被分类成B1(高毒不燃).和CFC族一样,这些制冷剂按蒙特利尔议定书的要求将逐步淘汰。在发达国家已被限量生产且很快将减产。发展中国家也有一个淘汰时间表，但淘汰时限延长。
制冷剂 一；对制冷剂性质的要求 （1）具有优良的热力学特性，以便能在给定的温度区域内运行时有较高的循环效率。具体要求为：临界温度高于冷凝温度、与冷凝温度对应的饱和压力不要太高、标准沸点较低、流体比热容小、绝热指数低、单位容积制热量较大等。 （2）具有优良的热物理性能具体要求为：较高的传热系数、较低的粘度及较小的密度。 （3）具有良好的化学稳定性要求工质在高温下具有良好的化学稳定性，保证在最高工作温度下工质不发生分解。 （4）与润滑油有良好互溶性 （5）安全性工质应无毒、无刺激性、无燃烧性及爆炸性。 （6）有良好的电气绝缘性 （7）经济性要求工质低廉，易于获得。 （8）环保性要求工质的臭氧消耗潜能值（ODP）与全球变暖潜能值（GWP）尽可能小，以减小对大气臭氧层的破坏及引起全球气候变暖。 二；制冷剂的一般分类 根据制冷剂常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力Pk和正常蒸发温度T0的高低，一般分为三大类： １.低压高温制冷剂 冷凝压力Pk≤２～３㎏/㎝（绝对），T0>０℃ 如Ｒ11（CFCl3），其T0＝23.7℃。这类制冷剂适用于空调系统的离心式制冷压缩机中。通常３０℃时，Pk≤3.06 ㎏/㎝。 ２.中压中温制冷剂 冷凝压力Pk<20 ㎏/㎝（绝对），０℃>T0>-60℃。 如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，这类制冷剂一般用于普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。 ３.高压低温制冷剂 冷凝压力Pk≥20 ㎏/㎝（绝对），T0≤－70℃。 如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，这类制冷剂适用于复迭式制冷装置的低温部分或－７０℃以下的低温装置中。
目前使用的制冷剂已达70～80种，并正在不断发展增多。但用于食品工业和空调制冷的仅十多种。其中被广泛采用的只有以下几种：１.氨（代号：Ｒ717） 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。 总上所述，氨作为制冷剂的优点是：易于获得、价格低廉、压力适中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小，泄漏时易发现。其缺点是：有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸，对铜及铜合金有腐蚀作用。 ２.氟利昂-12（代号：Ｒ12） Ｒ12为烷烃的卤代物，学名二氟二氯甲烷，分子式为CF2Cl2。它是我国中小型制冷装置中使用较为广泛的中压中温制冷剂。Ｒ12的标准蒸发温度为－29.8℃，冷凝压力一般为0.78～0.98MPa，凝固温度为-155℃，单位容积标准制冷量约为288kcal/ｍ3。 Ｒ12是一种无色、透明、没有气味，几乎无毒性、不燃烧、不爆炸，很安全的制冷剂。只有在空气中容积浓度超过80％时才会使人窒息。但与明火接触或温度达400℃以上时，则分解出对人体有害的气体。 Ｒ12能与任意比例的润滑油互溶且能溶解各种有机物，但其吸水性极弱。因此，在小型氟利昂制冷装置中不设分油器，而装设干燥器。同时规定Ｒ12中含水量不得大于0.0025％，系统中不能用一般天然橡胶作密封垫片，而应采用丁腈橡胶或氯乙醇等人造橡胶。否则，会造成密封垫片的膨胀引起制冷剂的泄漏。 ３.氟利昂-22（代号：Ｒ２２）
空气源热泵与水源热泵比较 一、概述： 在我国主要利用三种热泵技术，分别是水源热泵，地源热泵，以及空气源热泵。 热泵即可制冷，又可制热。制冷时，其工作原理跟一般的冷气机没有区别；制热时，利用制冷循环系统的热端，将冷凝器排出的热量送入室内采暖或加热生活用水。这时，热泵的运行过程看起来就像是把低温端的热量，源源不断地抽送到高温端一样，所以形象地称之为热泵。如果热泵的冷端（蒸发器）直接置于室外的空气之中，称之为空气源热泵；如果其冷端（蒸发器）通过管道埋植于水中，则称之为水源热泵。 二、水源热泵 2.1优点： 2.1.1水源热泵技术属可再生能源利用技术 2.1.2水源热泵属经济有效的节能技术 2.1.3水源热泵环境效益显著 2.1.4水源热泵一机多用，应用范围广 2.1.5水源热泵空调系统维护费用低 2.1.6水源热泵高效节能。水源热泵是目前空调系统中能效比（COP值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7（空气源热泵理论值为2--6），实际运行4～6。 2.2水源热泵的应用限制 2.2.1利用会受到制约；
2.2.2可利用的水源条件限制，对开式系统，地源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度； 2.2.3水层的地理结构的限制，对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，保证用后尾水的回灌可以实现； 2.2.4投资的经济性，由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响，虽然总体来说，水源热泵的运行效率较高、费用较低，但与传统的空调制冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，水源热泵的投资经济性会有所不同； 2.3水源热泵目前的市场状况： 水源热泵目前主要应用在北方冬季寒冷的地区，而在广阔的南方很少见到身影。 主要原因：南方主要以空气源热泵为主，冬天对空调制热的依赖不如北方明显，主要用来洗澡，所以空气源热泵基本能满足需要，并且工程相对简单，造价成本要低。所以这类产品有较大的局限性，所以必须要走产品的差异化道路，来做好产品的推广！ 三、污水源热泵： 3.1简介：污水源热泵是水源热泵的一种。众所周知，水源热泵的优点是水的热容量大，设备传热性能好，所以换热设备较紧凑；水温的变化较室外空气温度的变化要小，因而污水源热泵的运行工况比空气源热泵的运行工况要稳定。处理后的污水是一种优良的引入注目的低温余热源，是水/水热泵或水/空气热泵的理想低温热源。 3.2污水源热泵的形式
混合制冷剂的应用与发展 一、前言 自70年代美国教授莫利纳（M.J.Molina）和罗兰（F.S.Rowland）提出CFC破坏同温层中的臭氧层的观点以来，臭氧层的破坏问题已引起越来越多的关注。87年9月签署了《制破坏大气臭氧层物品的蒙特利尔议定书》，明确了受控物质及其限用时间表。而受控的CFC目前广泛用于制冷，空调等系统，这势必给这些行业造成巨大的冲击。因此，尽快找到合适的替代物以逐步取代受控的CFC制冷剂已势在必行。目前国内外提出的CFC12替代方案近20种。主要从单一工质和混合工质两个途径着手。单一工质方面，用HFC134a替代CFC12的呼声甚高。发达国家已集中注意于HFC134a的应用研究，并已取得初步成果，开始商业化生产。但一般认为如没有化学合成和物质结构方面的突破，要筛选出具有满意的热物性且无毒不可燃的纯工质实在有限。为此发展替代制冷剂的另一途径是开展混合工质的研究。混合制冷剂做为替代制冷剂为我们提供了更多的选择余地。 关键词：混合制冷剂共沸制冷剂非共沸制冷剂 二、混合制冷剂历史发展 混合制冷剂是由两种或两种以上性质不同的制冷剂按一定比例混合，使之达到一定要求的产物。按相变过程中表现出的特征，混合制冷剂可分为共沸，非共沸和近共沸三类。在相变过程中，平衡汽相和平衡液相具有相同的成分，即各相中混合物的组分不发生变化，则该种混合物为共沸混合制冷剂。汽、液相中组分的浓度不同，且在任何浓度比下都不发生共沸现象的混合物称为非共沸混合物。露点线和泡点线比较接近的称非共沸混合物。 在制冷循环中使用混合制冷剂的尝试至少可以追溯到1888年(R.Piotet)，但当时还没有考虑到混合制冷剂需要满足哪些要求才能使循环性能得到改善。1939年，G.Maiuri首先提出混合制冷剂的优点是在变温下制冷。1949年，F.Carr用热力学观点阐述了利用混合制冷剂在变温下制冷达到降低功耗的可能性。从1961年起，Mcb.rness和ChaPmeu对纯制冷剂、共沸与非共沸制冷剂进行了大量运行测试，发现采用非共沸制冷剂引起了制冷量变化，但在热交换器中的变温过程引起的能量节约仍未考虑。1975年，Lor-enz首次成功地进行了R12/R11混合物的变温度实验。 现在，在苏联、东德、西德和印度，旨在挖掘制冷装置潜力，使用混合制冷剂的研究一直特别活跃[1]。 三、常用共沸与非共沸制冷剂 （一）共沸制冷剂 现在常用的共沸制冷剂有R500、R502、R503等。R12/R31用在小型制冷机中代替R12，当蒸发压力相同时，它有较高的容积制冷量与换热流动特性，适用于陈列柜、冷藏车、轿车空调器等。另外，美国凯利亚公司应用R500当制冷机由60Hz转到50Hz运转时，已测得制冷量不变。同样R502及R503也有较高的单位容积制冷量。由RC318/R12组成的共沸制冷剂，Ke值比R12高5-12%，排温低，是最安全的制冷剂。在一系列条件下，用R501代替R22，可以降低压缩机的热应力以及改善系统中油的循环条件。R502是六十年代出现的一种共沸制冷剂，有良好的热物理及化学性能。目前，国外已将R502的使用从开始的全封闭压缩机推广到半封闭和开启式低温压缩机中[2]。 （二）非共沸制冷剂 目前应用较普遍的ODS替代品是R407C和R410A、HFC-32/HFC-134a、HFC-152a/HFC-125，R407C是HFC-32/HFC-125/HFC-134a的三元混合物,其主要优点是能效比、压比接近HCFC-22,可以直接充灌,主要缺点系统泄漏时成分会发生变化,对系统维修及性能产生影响。R410A是
常用制冷剂种类及特性 新闻来源: 空调技术网2005-6-14 11:13:12作者: 未知责任编辑: LOG 说明 制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。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。 1987年9月在加拿大的蒙特利尔室召开了专门性的国际会议，并签署了《关于消耗臭氧层的蒙特利尔协议书》，于1989年1月1日起生效，对氟里昂在的R11、R12、R113、R114、R115、R502及R22等CFC类的生产进行限制。1990年6月在伦敦召开了该议定书缔约国的第二次会议，增加了对全部CFC、四氯化碳（CCL4）和甲基氯仿 （C2H3CL3）生产的限制，要求缔约国中的发达国家在2000年完全停止生产以上物质，发展中国家可推迟到2010年。另外对过渡性物质HCFC提出了2020年后的控制日程表。 HCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品。 制冷剂的要求氨（R717）的特性 制冷剂的分类氟哩昂的特性 制冷剂的要求 热力学的要求 在大气压力下，制冷剂的蒸发温度(沸点)ts要低。这是一个很重要的性能指标。ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度to下，使其蒸发压力Po高于大气压力。以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。 要求制冷剂在常温下的冷凝压力Pc应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗漏的可能和引起消耗功的增大。 对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂qv要小，以扩大离心式压缩机的使用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。 制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内能否液化。 凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。
随着我国社会的高速发展和人民生活水平的提高，经济发展与环境保护的矛盾也日益突出。为减少采暖燃煤使用量、改善空气环境、提高能源使用效率，我国北方开始推广“煤改电”、“煤改气”等一系列政策。北京怀柔区实施“煤改电”政策后，在电价方面将取消阶梯电价，并且在采暖期最低可享受0.1元/度的优惠电价；在采暖设备方面，对空气源热泵按照实际供热面积每平米200元补贴。基于节能环保的环境要求和供热采暖的生活需求，采暖用空气源热泵代替传统锅炉已成为一种发展较快的趋势。 1 研究现状 1.1热泵发展近况 近年来国内外众多高校、研究机构和企业都一直致力于解决热泵在全年长期运行中的问题，尤其是在低温工况下运行的问题。早在2003年，清华同方就宣称将某热泵产品进行技术革新，使得该产品的工作环境从（-8～7）℃扩大到（-15～45）℃。2006年，南京工业大学的学者王伟设计并搭建了一台可单双级切换的压缩空气源热泵热水器，制冷剂选用R134a，得到双级压缩热泵热水器在-20℃的环境下运行COP能保持在1.5左右，相对于电热水器有较明显的优势。广东长菱空调气冷机公司陈俊骥设计搭建一套采用中间喷射的涡旋热泵热水器并进行了实验，实验表明：该系统能在-20℃～43℃的环境温度下正常运行，制取热水的水温达到65℃；在-15℃的环境温度以下，该设备COP依然能保持在2.0以上。国外对低温空气源热泵热水器的研究主要集中在日本、美国和一些西欧国家。美国学者Wang X等在2009年以R410A 为工质建立一个11kW的实验台，比较了经济器和闪发器对制冷制热的影响，得出结论：外界环境为46.1℃时，闪发蒸汽喷射相对于单级系统制冷量和制冷系数分别提高14%和4%；外界环境为-17.8℃时，制热量和制热系数分别提高30%和20%。 1.2热泵循环研究进展 基于热泵技术的发展要求，许多国内外学者对不同的热泵循环进行了理论对比分析，也根据不同的循环理论进行实验研究。热泵循环的主要形式分为：单级压缩制热循环、双级压缩制热循环、复叠式制热循环三种。其中双级压缩制热循环中包括液体喷射技术、闪发蒸汽喷射技术等一些新型技术的应用。2015年，日本学者Chieko Kondou等 本文以热力学性能为评价指标，对R22、R134a、R410a、R717和R744等十六种常用制冷剂进行对比，分析其在单级、双级和复叠式热泵循环下的性能。综合分析各工质的环保、安全性、制热效率、自然度等因素，得出CO2单级热泵循环系统为最优的热泵循环系统,并从热力学角度，分析了CO2热泵系统循环性能的影响因素。 多种制冷剂热泵循环性能的对比分析 上海理工大学/吕静 张旭 赵琦昊 北京凯昆广胜新能源电器有限公司/张继凯 赵德鹏 2018年11月 44
制冷剂R22与R134a的应用比较
制冷剂R22与R134a的应用比较 目前全社会越来越重视环保问题，部分地区政府相关职能部门也发出了全面禁氟的政策法令，但禁氟不仅是错误的概念，也导致了广大用户和生产厂家的应用困惑。本文从氟利昂概念、国际公约、国家政策、应用特性入手对常用制冷剂R22和R134a做全面分析，以明确制冷剂R22的优势地位。 一、氟利昂的概念 目前，国内很多用户都要求生产厂家采用R134a等环保冷媒，拒绝使用氟里昂R22冷媒，理由是响应国家号召保护环境。其实R22和R134a都是氟利昂家族的成员，属于氢氯氟烃类。氟里昂是饱和烃类（碳氢化合物）的卤族衍生物的总称。从氟里昂的定义可以看出，现在人们所谓的环保冷媒R134a、R410A及R407C等其实都属于氟里昂家族。所以禁氟这一概念把该禁不该禁的内容混为一谈。 氟里昂之所以能够破坏臭氧层是因为制冷剂中含有CL元素，而且随着CL原子数量的增加对臭氧层破坏能力也增加，随着H元素含量的增加
对臭氧层破坏能力降低；造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过程中，生成大量的温室气体，如CO2等。根据分子结构的不同，氟里昂制冷剂大致可以分为以下三大类： 1.氯氟烃类：简称CFC，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于其对臭氧层的破坏作用最大，被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。此类物质目前已被我国逐步禁止使用。 2.氢氯氟烃：简称HCFC，主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》将HCFC类物质视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质。 3.氢氟烃类：简称HFC，主要包括R134a，R125，R32，R407C，R410A、R152等，臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值较高。 我国目前所使用的所有制冷剂（包括环保冷媒）全部都是氟里昂制品，理想的非氟里昂制冷剂到目前为止还没有研发出来。在新的制冷剂研发出来之前，我们所要解决的是空调机组选用那种制冷剂，对我们赖以生存的环境造成的破坏力相对
HFC-422d 產品信息 产品名称： R422D 产品类别： HFC 化学成份：五氟乙烷/四氟乙烷/异丁烷混合物 安全等级： A1无毒，不燃 包装规格： 11.3KG/25LB不可回收钢瓶 产品详细介绍： R422D是一种使用简单、ODP（臭氧消耗潜能）为零的HFC制冷剂，可直接替换R-22于中温和低温的直接膨胀（DX）式制冷设备，包括商业超级市场系统，及固定的直接膨胀（DX）式空调设备，包括DX水冷机组。 产品信息 ASHRAE # R-422D 替换： R-22 应用： 中温及低温的商业、工业直接膨胀（DX）式制冷系统，包括： 1)餐饮冷藏 2)超市展示柜 3)食品储藏与加工 4)制冰机 家用、商用空调（AC）：
直接膨胀（DX）式水冷机的最佳选择 优点： 提供简单、高效、经济的直接替换–比R-404A, R-507, R-407C 具有更简单的替换 HFC类制冷剂，ODP值为零 兼容传统的、新的润滑油。多数情况下，替换过程无需更换润滑油类型 到目前为止，所有的现场测试是成功的，且无需更换温度调节膨胀阀—可能需要调节过热度 仍可继续使用现有设备 比R-404A 和R-507的全球温室潜力（GWP）低30% 充注使用后，若发现系统内制冷剂容量不足，可以直接重新补足，无需排走全部已灌充的制冷剂 性能表现： 在大多数系统中，具有与R-22非常接近的制冷能力和效率 具有比R-22更低的排气温度，可以延长压缩机的寿命 在低温条件下，提供比R-22高达8%制冷能力及高达14%效率在中温条件且过冷度为6°C时，R422D的制冷能耗比R-22低约5%，但效率与R-22相当 产品淘汰期限： R422D 制冷剂ODP为零，因此不受《蒙特利尔》草案法规中淘汰物质的管制。
制冷剂的种类及特性 制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。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。 1987年9月在加拿大的蒙特利尔室召开了专门性的国际会议，并签署了《关于消耗臭氧层的蒙特利尔协议书》，于1989年1月1日起生效，对氟里昂在的R11、R12、R113、R114、R115、R502及R22等CFC类的生产进行限制。1990年6月在伦敦召开了该议定书缔约国的第二次会议，增加了对全部CFC、四氯化碳（CCL4）和甲基氯仿（C2H3CL3）生产的限制，要求缔约国中的发达国家在2000年完全停止生产以上物质，发展中国家可推迟到2010年。另外对过渡性物质HCFC提出了2020年后的控制日程表。 HCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品。 制冷剂的要求氨（R717）的特性 制冷剂的分类氟哩昂的特性 制冷剂的要求 热力学的要求 在大气压力下，制冷剂的蒸发温度(沸点)ts要低。这是一个很重要的性能指标。ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度to 下，使其蒸发压力Po高于大气压力。以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。 要求制冷剂在常温下的冷凝压力Pc应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗漏的可能和引起消耗功的增大。 对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂qv要小，以扩大离心式压缩机的使用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。 制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内能否液化。 凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。
制冷剂的演变与展望 制冷剂的演变及展望 摘要：介绍了制冷剂发展史中三个具有代表性的阶段，提供了几种常用制冷剂的替代方案并展望了制冷剂的未来。 关键词：演变天然制冷剂CFC替代 Refrigerants in evolvement and prospect By Xie Xuming Abstract Reviews three representational changes in the history of the refrigerants used in mech anical refrigeration, provides some projects substituting for widely used refrigerants, and prospe cts the future of refrigerant. Keywords evolvement，natural refrigerant, CFCs replacement 1.前言 制冷剂必须具备一定的特性,包括热力学性质(即沸点、蒸发与冷凝压力、单位容积制冷量、循环效率、压缩终了温度等)、安全性(毒性、燃烧性和爆炸性)、腐蚀性与润滑油的溶解性、水溶性、充注量、导热系数等。 臭氧层的破坏和全球气候变化是当今全球面临的两大主要环境问题。因此，在开发制冷剂时除考虑以上性质外,还需遵循两个重要的选择原则(1)ＯＤＰ值,即臭氧层破坏潜能;(2)ＧＷＰ值,即温室效应能力。 制冷剂本身所必须具备的特性和所要遵循的原则决定了制冷剂的发展方向和演变过程。同时，正因为这样，决定了寻找理想的或者环保的制冷剂之路是非常困难和漫长的。为此,本文回顾了制冷剂的发展历史,探讨了未来发展趋势。 2.制冷剂的发展史 从时间上看，制冷剂的发展经历了三个阶段。第一阶段是十九世纪的早期制冷剂；第二阶段是二十世纪时代的ＣＦＣ与ＨＣＦＣ类制冷剂；第三阶段是二十一世纪的绿色环保制冷剂。 2.1 早期制冷剂 1805年,Oliver Evans最早提出了在封闭循环中,使用挥发性流体的思路,用以将水冷冻成冰。具体描述为,在真空下将乙醚蒸发,并将蒸汽泵到水冷式换热器,冷凝后再利用。1824年, Richard Trevithick首先提出了空气制冷循环设想,但未建成此装置。1834年, Jacob Perkins则第一次开发了蒸气压缩制冷循环,并获得了英国专利（6662号）[1]。在他所设计的蒸气压缩制冷设备中使用二乙醚(乙基醚)作为制冷剂。
浅析制冷剂的分类及应用 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。 根据制冷剂的化合物组成有以下四类： 1.无机化合物制冷剂无机化合物制冷剂是使用较早的制冷剂，后来逐渐为氟利昂制冷剂所取代，但氨和水依然作为制冷剂应用于空调制冷行业中。 2.卤族化合物制冷剂（氟利昂制冷剂）氟利昂（英语Freon的译音）是中、小型空调、食品冷藏与家用冰箱中使用量最普遍的制冷剂，也是目前对人体危害最小的制冷剂。最常用的氟利昂制冷剂是R22、R134a及R13。 3.碳氢化合物制冷剂碳氢化合物制冷剂主要作为工业制冷装置的制冷剂。 4.共沸混合物制冷剂共沸混合物制冷剂是由两种或两种以上共熔的单纯制冷剂，在常温下按一定比例混合而成。混合物的性质同单纯制冷剂的性质一样，具有较为固定的蒸发温度和冷凝温度。常用的有R502、R503等。 根据制冷剂使用的温度范围，可分为高温、中温、低温三大类。 1.高温制冷剂又称低压制冷剂。其蒸发温度高于0℃，冷凝压力低于0.3MPa，如R21等，适用于离心式压缩机的空调系统。 2.中温制冷剂又称为中压制冷剂。其蒸发温度为-50~0℃，冷凝压力为1.5~2.0MPa，如R22、R502等。其适用范围较广，适用于活塞式压缩机的电冰箱、食堂小冷库、空调用制冷系统、大型冷藏库等制冷装置中。 3.低温制冷剂又称高压制冷剂。其蒸发温度低于-50℃，冷凝压力为2.0~ 4.0MPa，如R13、R14等，主要用于低温的制冷设备中，如复叠式低温制冷装置。 以上和顺制冷小编为您介绍了这么多，不知道您了解多少，如果您还有其他疑问欢迎致电和顺制冷！和顺制冷作为冷库行业的知名品牌，一直专注于制冷领域。凭借在制冷领域的专业水平和成熟技术，在行业迅速崛起。希望与业界各方一起努力，为中国的冷库行业发展做出贡献。
专业理论课电子教案模板 专业名称汽修 课程名称汽车空调检修 授课教师张建强 班级15汽车1、2班 教研组长董秀娇
教学环节及内容 教学策略 方法组织实施 一、组织教学 老师：上课 学生：起立 学生：老师好 老师：同学们好 老师：坐下 老师:点名 二、复习与导入 通过观测制冷剂及冷冻油的食物，引入汽车空调为什么要使用专门的制冷剂与冷冻油。 三、新授 活动5 制冷剂和冷冻油的正确使用 一、制冷剂 制冷剂是汽车空调中使用的一种特定的化学物质。它是一种流体。 制冷剂采用英文单词Refrigerant的首写字母R 作为总代号。并在R的后面用数字来区分不同的制冷剂。 在我国,车用空调使用的制冷剂主要是R12与R134a两种，如图1-29所示。 1．R134a制冷剂的主要性能 R134a制冷剂是乙烷的衍生物。化学名为-四氟乙烷。 （1）R134a的安全性好，无色，无味，不燃烧，不爆炸，基本无毒性，化学性质稳定，无腐蚀性。（2 ）蒸发潜热高，具有较好的制冷能力。 （3 ）R134a的主要热力性能并与R12对比如下表1-2所示。 表1-2 R134a与R12主要热力特性对比 特性项目R134a R12 分子量102.9
120.9 标准大气压下-26.5℃ -29.8℃ 沸点 凝固温度-101℃ -157℃ 临界温度101.1℃ 111.7℃ 临界压力 4.07MPa 4.12MPa 临界比容 1.942dm3/kg 1.793 dm3/kg 汽化潜热(0℃) 197.29kJ/kg 151.5 kJ/kg 分子式CH2FCF3 CF2Cl2 2．R134a的不足 （1) 分子量小，即分子直径比R12略小，所以更容易通过橡胶向外泄漏。 （2) 虽然不含氯原子，臭氧层破坏系数为零。但仍有温室效应。 3．R134a的蒸气压力曲线 图1-30曲线表明，134a的沸点温度，将随着加在液体上的压力的不同而改变。 二、冷冻油 制冷系统中的润滑油称为冷冻油。汽车空调中，冷冻油是与制冷剂溶合在一起工作、流动的。1．冷冻油的作用 （1）润滑作用 （2）冷却作用 （3）密封作用。 2．与R134a相溶的冷冻机油 （1）PAG油（英文名为Poly alkyene glycol：聚链烯乙二醇）是一种合成多元醇。 其特点是：
说明 制冷剂又称制冷工质， 1987 HCFC 制冷剂的要求 热力学的要求 在大气压力下， 要求制冷剂在常温下的冷凝压力 对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量 制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度的高低确定了制冷剂在
凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。 物理化学的要求 制冷剂的粘度应尽可能小，以减少管道流动阻力、提换热设备的传热强度。制冷剂的导热系数应当高，以提高换热设备的效率，减少传热面积。 制冷剂与油的互溶性质：制冷剂溶解于润滑油的性质应从两个方面来分析。如 应具有一定的吸水性， 应具有化学稳定性：不燃烧、不爆炸，使用中不分解，不变质。同时制冷剂本
安全性的要求 由于制冷剂在运行中可能泄漏，故要求工质对人身健康无损害、无毒性、无刺激作用。 制冷剂的分类 在压缩式制冷剂中广泛使用的制冷剂是氨、 无机化合物制冷剂：这类制冷剂使用得比较早，如氨（ 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饱和碳氢化合物：这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和环状有机化不饱和碳氢化合物制冷剂：这类制冷剂中主要是乙烯（ 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高温、中温及低温制冷剂：是按制冷剂的标准蒸发温度和常温下冷凝压力来分
氨（ 氨（ 氨的临界温度较高 纯氨对润滑油无不良影响，但有水分时，会降低冷冻油的润滑作用。 纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金（磷青铜除氨的蒸气无色，有强烈的刺激臭味。氨对人体有较大的毒性，当氨液飞溅到皮氨在常温下不易燃烧，但加热至 氟哩昂的特性 氟哩昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸和化学性稳定的制冷剂。不同的化学组氟里昂对水的溶解度小，