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) 。
因其优良的传热特性及其低摩尔质量，在相同制冷量下与R12等传统制冷剂相比，氨制冷系统换热器能设计的更为紧凑，管道采用更小直径，因此能使系统建造成本有效减少。相比于传统氟利昂制冷剂，氨制冷剂中含有少量水，并不影响系统运行。氨制冷系统中的水分会积聚在系统低压侧，降低系统效率，但并不会使整个工厂无法运行。因为氨中允许的含水量为0. 2%，如果有少量水存在，并不会想氟利昂那样出现?冰塞‘现象。Gigiel指出，如果综合考虑水分、油以及压缩机的磨损因素，一个运行了多年的冷冻厂氨制冷系统功耗将增加43%。即便如此，该系统也比完成同样任务下配备有电除霜设备的R22 制冷系统有效。
NH3/CO2复叠式制冷系统避免氨与食品、人群等直接接触, 降低氨制冷系统的危险性, 并大大降低了系统氨的充注量,增加系统运行的安全性。其节能效果显著，满负荷-31.7o C时，NH3/CO2复叠式制冷系统比氨单级制冷系统在制取单位冷吨的冷量耗功少25％，比氨双级制冷系统少7％。氨用CO2载冷系统采用液态CO2为载冷剂，解决了直接蒸发冷却引起的不安全问题，相比于其它载冷剂，CO2减少了载冷剂侧的管道管径，并减少了氨的冲注量。随着人们对环境的重视，氨冷水机组在欧洲和我国也都得以应用，如法国广播大厦和珠海机场都采用了氨冷水机组。
存在问题及解决措施：
氨的毒性、易燃性和腐蚀性往往成为人们容易担心的问题，这也限制了它在民用制冷中的推广。所以在使用氨制冷系统的地方应保证通风性，并在制冷机房安装浓度监视器和氨泄漏报警器，在氨泄漏时及时用水将氨吸收。
当氨中含有水分时,则对锌、铜、铜合金有腐蚀作用,所以氨制冷系统中应避免使用铜制设备。
由于压缩机是系统中泄漏的主要部件，因此研发无轴封的密闭型压缩机显得尤为重要。氨与矿物油不相溶，因此，在氨制冷系统中必须有油分离器、集油器等设备，致使整个油路系统过于复杂，增加机组自动控制难度。找到与氨互溶的润滑油(如PAG 油)可简化油路系统。国际上已有相关产品。
2、水
水是我们日常生活中最常见的物质之一，它无毒、不可燃、廉价且易获得。因为水在常压下的沸点很低，所以以水为制冷剂的压临界循环的运行压力要低于大气压。水作为工质的基本特点是:运行压力低,但压缩比较大;单位容积的制冷量小,压缩机的排气量大,压缩机的压比也较常规制冷工质大很多。由于水的单位容积制冷量较小,需要的压缩机排量大,因而,用于水压缩制冷循环的压缩机宜采用离心式。由于压比过大会导致压缩机效率降低，因此水制冷循环最好采用多级压缩。
袁卫星等对以水为制冷剂的蒸汽压缩制冷机进行了理论分析和研究。计算结果表明,当蒸发温度为7 ℃,冷凝温度为40 ℃时,等熵压缩的水蒸汽压缩制冷机的性能系数COP 为7. 5 ,而饱和多变压缩的水蒸汽压缩制冷机的性能系数COP 为9.0。可见采用不同压缩过程的水蒸汽压缩机的耗功有明显差别。Kilicarslan 和Muller比较了水与其它一些常用制冷剂
(R134a, R290, R22 等)在系统COP、运行成本、制冷量以及对环境的影响等方面的不同。在系统其他参数相同，蒸发温度20℃以上、冷凝温度和蒸发温度为5K 时，水作为制冷剂的压缩系统COP 值最高.Brandon 等人对容量为3250kW 的水蒸汽压缩冷水机组的可行
性进行了研究。水蒸汽压缩系统的COP 值与R134a 相当，但等熵压缩终了温度远远高于R134a。水蒸汽压缩系统对于压缩机入口处的过热度非常敏感，其造成的不可逆损失)占系统(由过热度损失和节流损失组成)的98%，而R134a 只有23%。压缩机进口的比容3/kg)远远大于R134a(0.055m3/kg)，因此，水蒸汽压缩系统中采用满足大容积流量的离心压缩机或者轴流压缩机。同时，由于离心压缩机压比较小，因此采用多级压缩。考虑到过热度对系统性能的巨大影响，整个系统采用多级压缩中间冷却的结构。闪蒸中间冷却(flashed intercooled)方式，可以大幅度降低压缩机级间蒸汽温度，相比于没有中间冷却的结构，COP 值得到很大提高。但此种方式，会增加下一级压缩机入口的质量流量。
存在问题及解决措施：
找到换热器结构最优设计参数是个关键问题。为避免压力损失影响，水蒸汽压缩系统中可以考虑采用直接接触式(direct‐contact)换热器，但同时，也要考虑到由此可能带入系统的杂质和一些不凝性气体对整个系统性能的影响。
因为压比大，找到合适压缩方式和研制适用于水的压缩机是关键。
3、碳氢化合物
目前应用较多的碳氢化合物主要有丙烷（R290），丁烷（R600）和异丁烷（R600a），它做为绿色环保型制冷剂，首先在欧洲得到广泛应用。它们的ODP为0，GWP值可以忽略，是环境友好型制冷剂，热力学性能优良且价格低廉，但具有可燃性。
德国90%的冷藏箱和冷冻箱采用碳氢化合物作为制冷剂，在全欧洲新生产的家用冷藏/ 冷冻箱中,25 %的制冷剂为碳氢化合物。在日本，家用电冰箱制冷剂的替代工作已取得显著成效，所用的制冷剂已从HFCs全部过渡到了HCs。在欧洲碳氢化合物制冷剂的应用几乎涵盖了所有的空调装置,包括窗式空调器。在余热回收热泵中，碳氢化合物制冷剂也有应用。
在石油化工行业中，丙烷作为制冷剂的应用已有多年历史。由于它和R22的热物性相近，有着优良的热力学性能，并对现有的常用材料及润滑油都兼容，所以主要用做R22的替代制冷剂。R600a可在较高的冷凝温度下工作，而其效率又不会有大的降低。R600a的临界温度高，这样可将冰箱的冷凝器做得更小；其次它的运行压力低，可以大大降低冰箱噪音。
但其容积制冷量低，所以单一采用R600a的系统需重新设计压缩机。Eric Granryd研究了碳氢化合物制冷剂的系统循环特性，并与R22进行了对比研究。冷凝温度一定0℃)，蒸发温度改变的情况下，丁烷和异丁烷的压力比高于R22,丙烷和环丙烷的压力比则较低。压缩机压缩终了温度除少数碳氢化合物(所列碳氢化合物中除环丙烷)外，稍低于R22。丙烯的单位体积制冷量与R22接近,丙烷比R22低15% ,而异丁烷的单位体积制冷量则只有R22的一半。Eric Granryd和Pelletior O分别都对碳氢化合物的传热特性进行了研究。通过丙烷(R290)在家用热泵空调器的传热特性研究分析,Pelletior O发现，制冷剂侧的压力降低于R22大约40%~50%,因此，可通过优化设计换热器结构，获得最佳的压力降与传热系数。
大量学者对碳氢化合物混合制冷剂,进行了研究。周启瑾等提出了如何确定替代R12的丙烷/ 异丁烷的最佳成分及混合物饱和特性的计算方法。并且认为，在小型蒸汽压缩式制冷系统中用丙烷56%，异丁烷44%的混合物替代R12较有前景。Richardson和Butterworth的试验研究发现48%丙烷和52%丁烷组成的混合物,在相当大温度范围内其热力特性与R12 相当。Alsaad 和Hammad在家用冰箱中使用LPG(丙烷24.4%, 丁烷58.4%, 异丁烷17.
2 %的混合物)作为R12的替代制冷剂，研究系统的制冷量、COP和压缩机功耗。在蒸发温度为-15℃，冷凝温度为27℃，环境温度20℃的条件下其COP值达3.4。替代过程中，这个系统并未做任何调整。他们在另一工作中，对四种不同混合比例的丙烷、丁烷、异丁烷混合物替代家用冰箱R12制冷剂进行研究。结果表明，混合比例为丙烷50%，丁烷38.3%，异丁烷11.7%的混合物，性能最佳。
存在的问题及解决措施：
HC最令人不满意的地方在于它的可燃性。所以得保证良好的通风，以及具备检漏和报警设备。并提高设备的密封性，减少泄漏可能性。在减小安全隐患的同时，扩大碳氢化合物的应用范围。如汽车空调中的应用，由于其充填量小，爆炸机率很小，目前已有20万辆汽车的空调系统使用HC类物质作制冷剂.在建筑空调系统中采用HC 类物质作制冷剂，内部循环考虑用其他载冷剂也可以很好地解决安全问题。
4、CO2
CO2作为一种绿色环保天然工质（ODP=0，GWP=1），以及它优良的物性，如：无毒.不可燃.化学稳定性好；单位容积制冷量高；优良的流动和传热特性等，使它在氟利昂替代过程中为人们所发现并重视。前国际制冷学会科技理事会主席、挪威的Lorentzen认为CO2是―无可替代的制冷剂‖。CO2的临界压力为7.377MPa，临界温度为304.13K。CO2制冷系统与普通制冷系统最大的区别就在于其放热过程为超临界过程。它用于制冷剂的使用范围广，CO2制冷系统的低温侧温度可低于－20℃，高温侧可高于60℃，跨临界循环技术在较宽的运行范围，可以经济地取得80℃的热水，显著优于采用碳氟制冷剂的同类产品。
在日本，热泵热水器以其良好的节能生态性能赢得了?Eco Cute（生态精灵）‘的称号。现今日本市场上有16种不同类型的CO2热泵热水器，代表性产品包括：大金公司的新产品
4601，依靠其压缩机良好密封性及共振元件的频率特性的迁移等技术，大大降低了压缩机的噪声，噪声降为42dB。。三洋家用热泵热水系统的最高COP达4.20，噪声只有37dB，采用CO2双级滚动活塞压缩机，具有较高的绝热效率。三菱公司的产品加入了地板供暖功能，使得供热水和供暖都实现了节能。日立产品则增加了浴室加热烘干功能。松下产品的COP也达4.2，且具有重量轻的特点。东芝的新型热泵热水器的出水温度可以达到80℃。Pettersen等人通过研究：CO2热泵在低温条件下比R22热泵的加热能力更高，因此更节约辅助热能。COP相近，而CO2系统能效比比R22高20％。Richter M等人比较了CO2热泵/空调和R410a热泵/空调，结果看出CO2系统在低室外温度下，比R410a系统能效更高。但就全年平均效率而言，R410a系统更占优势。
在汽车空调领域，CO2跨临界循环由于放热温度高、气体冷却器的换热性能好，因此比较适合汽车空调这种恶劣的工作环境，另外，由于汽车空调采用的是开启式压缩机，泄漏比较严重，采用CO2更具环保意义。从1994 年起欧洲一些公司发起了名为―RACE‖的联合项目,联合欧洲著名高校、汽车制造商等研制了CO2 汽车空调系统,并完成了装车试验。Maryland 大学的CEEE研究中心Marcus.Preissner 等人对CO2汽车空调和R134a系统在怠速和行驶条件下（1000/1800rpm）进行了比较。结果表明：CO2系统的COP比R134a 系统低11％～23％。中间冷却器对CO2系统的影响大于R134a系统。当环境温度40度，转速1000RPM时，采用中间冷却器将提高系统COP 5％～10％。Catholic大学的J.S.Brown 等人建立R134a于CO2系统对比的半经验仿真模型。在1000rpm转速下，环境温度为32.2和48.9度，CO2系统COP分别比R134a系统低21％和34％。
存在的问题及解决措施：
由于CO2压缩机工作在更高压力，更大单位容积制冷量，更小压缩比以及更大的排气压差下。因此，CO2压缩机尺寸小，容积效率高，但同时高压带来的泄漏问题也很严重。CO2压缩机均需重新设计。
跨临界系统压差大，所以节流损失很大，因此用膨胀机回收功将会大大提升系统效率。我国天津大学，西安交大都对CO2膨胀机做了许多研究工作。
CO2跨临界系统最大的问题在于其压力高，需增加系统设备的壁厚。文献给出了CO2跨临界循环系统工艺设计常用管材的选择原则和范围,现有钢管基本可以直接应用,而现有铜管
则需根据管径和壁厚慎重选用。
目前用于CO2系统的常用的润滑油有PAG和POE和PAO，但没有一种能在可溶性、润滑性、稳定性、使用寿命上均表现良好。因此，要想完全取代R134a，润滑油的研制也是一个难点。
5、结论
面对着全球逐渐恶化的环境，加速制冷剂的替代进程显得尤为紧迫。在追求高效节能的同时，也应该考虑对环境的影响。上文提到的几种自然工质制冷剂以其对环境的友好性及优良的热力学性质逐渐引起广泛的关注。关键问题在于解决其安全性问题，并优化系统部件，提升系统效率。自然工质制冷剂目前在各个制冷领域已表现出优越性，加速推广自然工质制冷剂的应用在提高社会经济效益的同时，也是对于制冷行业长足发展的考虑。
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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
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
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。
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）
郑州交通职业学院 毕业论文（设计） 论文（设计）题目：汽车空调制冷剂对全球气候的 影响及发展前景 所属系别汽车运用工程系 专业班级 10级汽运7班 姓名 Young 学号 指导教师 撰写日期2013年4月
摘要 我们居住的地球周围包围着一层大气，臭氧层就存在于地球上方15~50 km的大气平流层中，它保存了大气中90%左右的臭氧，将这一层高浓度的臭氧称为“臭氧层”。它可以有效地吸收对生物有害的太阳紫外线。如果没有臭氧层这把地球的“保护伞”，强烈的紫外线辐射不仅会使人死亡，而且会消灭地球上绝大多数物种。当前环境变暖引起的气候变化，臭氧层空洞等已成为全球性的环境问题，如果任其发展下去将对人类的生存和发展构成严峻的挑战。因此在汽车空调制冷剂的替代研究过程中应该加强对生态环境的保护意识，不能只看到眼前利益，而同时要注重生态环境与人类的协调和可持续的发展氟利昂缩写为CFCs，主要用于制冷剂、溶剂、塑料发泡剂、气溶胶喷雾剂及电子清洗剂等。当制冷系统破裂、渗漏或更换、清洗时均有可能造成氟利昂的外漏。 关键词：汽车空调，制冷，气候，影响
Abstract Around the earth we live surrounded by a layer of the atmosphere, the ozone layer there is in the 15 to 50 km of the atmosphere above the earth in the stratosphere, which holds about 90% of the ozone in the atmosphere, the ozone concentration of this highly known as the "ozone layer. "It can effectively absorb the sun's harmful ultraviolet biological. If there is no ozone layer of the Earth "umbrella", strong ultraviolet radiation not only make people die, and will eliminate the vast majority of species on Earth. Current the environmental warming-induced climate change, the ozone hole has become a global environmental problem, if unchecked will human survival and development constitute a serious challenge. Should be strengthened in the automotive air conditioning refrigerant alternative course of the study on the ecological environment protection awareness, can not only see the immediate benefits, while at the same time to pay attention to the ecological environment and human coordinated and sustainable development of Freon abbreviated as CFCs, mainly used for refrigerants, solvents, plastic foam, aerosol sprays, and electronic cleaning agent. When the refrigeration system is broken, leaking or replacement, cleaning both may cause leakage of Freon. Keywords: Automotive air-conditioning, Refrigeration, Climate, Impact
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。
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。
制冷剂的发展历史和应用 摘要 社会生产力的随着快速发展和人民生活水平的显著提高，制冷技术在工程和生活中的应用越发的深入和广泛。而在蒸汽压缩式制冷系统中，制冷剂被形象的称之为“血液”。本文对制冷剂的发展历史进行了简单的介绍，并列举出了一些制冷剂在各个应用领域的最新研究和进展。制冷剂随着制冷技术的发展而不断变迁，大致可分为4个阶段。从最初能用即可的原则，因为工业发展的需要，进入到以安全及耐久性为主的第二阶段。随着环境问题的加剧，制冷剂步入围绕臭氧层保护的第三阶段。而今，对制冷剂的探索没有停止，防止全球变暖，低ODP,低GWP,短寿命，高效是我们对制冷剂的目标。制冷剂在各个领域应用广泛，家用空调，中大型冰库，车载空调等，都可以看到制冷剂活跃的身影，而针对各个领域的制冷剂的技术革新研究也将会被提及。 关键词制冷剂发展阶段应用环境问题发展方向 引言 当前世界的环境问题主要是臭氧层遭受破坏和全球范围的变暖。然而，CFC 与HCFC类制冷剂在制冷空调热泵等行业广泛的采用，它对臭氧层有一定的破坏作用还是温室效应的一个重要因素。它对环境的负面影响使得这一行业在全世界都面临重大的压力。但是，到现在为止，一些在国外使用的HFC类和碳氢类替代制冷剂还不太理想，多多少少都存在一些瑕疵。比如说大部分的HFC类制冷剂及其混合制冷剂的GWP还是相当的高，对温室效应影响显著，对排放量还需要严格的控制;而碳氢类制冷剂的安全问题也普遍存在，它的强可燃性令人担忧，当在大中型制冷空调热泵设备使用时，安全措施很技术的要求很高。所以，从制冷剂的发展历史中探索，吸收经验，寻求科学、正确地解决满足环保要求的制冷剂在各种生产和生活的应用的替代问题，避免我们走弯路是非常重要的。为此，本文回顾了制冷剂的发展历史，综述了制冷剂在各个领域的应用及其相关最新研究，探讨了未来发展趋势。 根据J . M . Calm[1-2]的描述，目前人们将制冷剂的发展分为4个阶段，各阶段的特征如表1所示，以下对各发展时期的情况做一简述。
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。
制冷剂的发展及应用 摘要：制冷剂是制冷装置必不可少的部分。本文回顾了制冷剂的发展的三个历史阶段历史,综述了目前适应环保需要的国外制冷剂现状及其使用中的主要技术问题，探讨了制冷剂未来发展趋势。 关键词：制冷剂；环境保护；氟里昂；发展 The development and application of the refrigerant Abstract：The refrigerant is an essential part of the refrigeration apparatus. This paper reviews the three historical stages of the development of the refrigerant history reviewed to adapt to the needs of environmental protection abroad refrigerant status quo and its use mainly technical issues, discusses the future trends of the refrigerant. Key words: Refrigerant; Environmental protection; Freon; The development 前言（引言）： 每当烈日炎炎人们自然会想起空调带来的丝丝凉意和舒适；想喝一杯冰箱里透心凉的冷饮。这一切都是制冷技术带给人类的巨大福音。在科技发展的今天,空调器、冰箱走进了社会各个领域,给人们的生产生活带来了极大的便利,特别是近年来,制冷技术得到飞跃,尤其是制冷剂的使用得到很大的发展,更新换代的脚步日益加快。 然而臭氧层的破坏和全球范围气候变化，已成为房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能产生温室效应，所以绿色环保制冷剂的替代和发展成为众多从事制冷剂研究的科研人员关注的热门话题。 正文： 1.制冷剂的介绍 制冷剂又称制冷工质，在南方一些地区俗称雪种。它是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。它在系统的各个部件间循环流动以实现能量的转换和传递，达到制冷机向高温热源放热；从低温热源吸热，实现制冷的目的。 1.1.制冷剂的分类 根据制冷剂的分子结构可将制冷剂分为无机化合物和有机化合物；根据制冷剂的组成可分为单一制冷剂和混合制冷剂；根据制冷剂的物理性质可将制冷剂分为高温(低压)、中温(中压)、低温(高压)制冷剂。 通常按照化学成分，制冷剂可分为五类：无机化合物制冷剂、氟里昂、饱和碳氢化合物