常用制冷劑的性質(zhì)
1.氨(NH₃,R717)
氨是早期就開(kāi)始使用的制冷劑。它制造容易，價(jià)格低廉，便于購(gòu)買，目前仍廣泛應(yīng)用于蒸發(fā)溫度高于-65℃的大型、中型活塞式、螺桿式制冷壓縮機(jī)中。
氨的正常蒸發(fā)溫度為-33.4℃,使用范圍是-70——5℃。氨有較好的熱力性質(zhì)和物理性質(zhì)。當(dāng)冷卻水溫度高達(dá)30℃時(shí)，冷凝器中的工作壓力一般不超過(guò)1.5MPa,壓力比較適中。
氨能以任何比例與水相互溶解，在低溫時(shí)水不會(huì)從氨水溶液中析出結(jié)冰，所以不會(huì)在調(diào)節(jié)閥中形成“冰塞”。氨制冷系統(tǒng)可以不必設(shè)置干燥過(guò)濾器。但存在水時(shí)會(huì)使蒸發(fā)溫度有所提高，對(duì)銅和銅合金有腐蝕作用，同時(shí)會(huì)使制冷量減小，所以氨中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過(guò)2%。
氨與礦物潤(rùn)滑油幾乎不能相溶，進(jìn)入氨制冷裝置的管路及換熱器表面會(huì)形成油膜，影響傳熱效果。氨液的密度比潤(rùn)滑油小，在系統(tǒng)中潤(rùn)滑油會(huì)沉積在蒸發(fā)器和儲(chǔ)液筒的底部，需定期排出。
氨無(wú)色有毒，具有強(qiáng)烈的刺激性臭味，當(dāng)空氣中氨的體積分?jǐn)?shù)達(dá)0.5%——0.6%時(shí)，人在其中0.5h即會(huì)中毒。氨液或高濃度的氨蒸氣進(jìn)入眼睛或接觸皮膚會(huì)引起腫脹甚至凍傷，并伴有化學(xué)灼傷。另外，氨具有可燃性，與空氣混合后易爆炸。
2.R22
R22是含有氫原子的甲烷衍生物，是無(wú)色、無(wú)味、透明、無(wú)毒的中溫中壓制冷劑。主要用于活塞式和小型回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)。
R22在1大氣壓下蒸發(fā)溫度為-40.8℃,凝固溫度為-160℃,其工作范圍為-50——10℃。
R22化學(xué)穩(wěn)定性好，不燃燒、不爆炸，是一種使用安全的制冷劑，但當(dāng)焊接管路中殘存R22時(shí)，若溫度高達(dá)400℃以上且與明火接觸，會(huì)在高溫作用下分解出對(duì)人體有毒的氣體。
R22對(duì)天然橡膠和塑料有溶脹作用，密封材料可采用氯乙醇橡膠或丁腈橡膠。R22封閉式壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)繞組應(yīng)該使用E級(jí)或F級(jí)絕緣漆包線。
R22可以部分溶解潤(rùn)滑油，而且其溶解度隨著潤(rùn)滑油的種類和溫度的變化而變化。在制冷系統(tǒng)的高壓側(cè)，液態(tài)的潤(rùn)滑油與液態(tài)的制冷劑互溶，對(duì)傳熱影響不大；在低壓側(cè)，由于R22不斷汽化，潤(rùn)滑油仍是液態(tài)，潤(rùn)滑油體積分?jǐn)?shù)越來(lái)越大，并且附著在蒸發(fā)器器壁上，對(duì)傳熱效果有一定的影響，因此，一般R22蒸發(fā)器采用蛇形管式，從上部供液、下部回氣，這樣有利于潤(rùn)滑油與制冷劑蒸氣順利返回壓縮機(jī)。
R22不易溶于水，而且溫度越低，溶水性越差。R22一般對(duì)金屬?zèng)]有腐蝕作用，但含水時(shí)，制冷系統(tǒng)中的水分會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，對(duì)金屬零件和管道會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕作用。同時(shí)，制冷系統(tǒng)中制冷劑的溫度低于0℃時(shí)，水會(huì)結(jié)成冰，使制冷劑流通不暢。因此，要求在制冷系統(tǒng)內(nèi)設(shè)干燥過(guò)濾器。系統(tǒng)中的水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)限制在0.0025%以內(nèi)。充注R22前，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的干燥處理。
3.R134a
R134a是不含氯原子的HCFC類物質(zhì)，對(duì)臭氧層無(wú)破壞作用，溫室效應(yīng)也較弱，是目前R12制冷劑的替代品之一。
R134a的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-26.19℃,主要熱力性質(zhì)與R12相似，其中汽化潛熱大于R22,不燃燒、不爆炸，基本上無(wú)毒性，在汽車空調(diào)上應(yīng)用很成功。
R134a與R12相比，同溫度下飽和壓力較高。在18℃時(shí)，R134a和R12的飽和蒸氣壓力大致相等；在18℃以下時(shí)，R134a的飽和蒸氣壓力比R12低；在18℃以上時(shí)，R134a的飽和蒸氣壓力要比R12高。
R134a的分子比R12小，滲透性更強(qiáng)，要求制冷系統(tǒng)保持干燥和密封。R12系統(tǒng)所用的干燥劑已不適用于R134a。另外，R134a的腐蝕性強(qiáng)，對(duì)冰箱電動(dòng)機(jī)繞組的耐氟性能要求更高；對(duì)一般R12所使用的丁腈橡膠也有腐蝕作用，需改用氫化丁腈橡膠替代。
R134a與原R12系統(tǒng)使用的礦物潤(rùn)滑油不相溶，并且具有很強(qiáng)的水解性能，不能滿足壓縮機(jī)的潤(rùn)滑要求。目前多采用新型合成油和酯類油來(lái)與之相匹配。維修中更換工質(zhì)時(shí)須沖洗系統(tǒng)，以確保礦物油的殘存量低于1%。
R134a的單位體積制冷量比R12大8%左右，同制冷量的電冰箱須加大壓縮機(jī)容量。另外，由于R134a制冷系數(shù)略低于R12,如果更換工質(zhì)，將引起系統(tǒng)的能耗增加。
4.R502
R502是一種共沸混合溶液制冷劑，由48.8%的R22和51.2%的R115混合而成。R502的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-45.6℃。可以制取-55——-18℃的低溫。
R502不燃燒、不爆炸，沒(méi)有腐蝕性。在相同溫度條件下，R502的單位體積制冷量比R22和R115都大，并兼有R12和R22兩者的優(yōu)點(diǎn)。
R502的汽化潛熱大，氣體密度大，制冷劑循環(huán)量大，在較低的蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)可獲得較高的制冷系數(shù)。
采用R502為制冷劑的壓縮機(jī)排氣溫度低，甚至比R12的排氣溫度還低，所以采用R502增加壓縮機(jī)制冷量時(shí)，功耗增加不多。另外，R502在潤(rùn)滑油中的溶解度小，電氣絕緣性能與R22相似。
5.R600a
由于曾被稱為“安全制冷劑”的CFC和HCFC將被完全停止使用，所以人工合成制冷劑的地位被動(dòng)搖。因此，采用生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)接受的天然物質(zhì)作為制冷劑，成為從根本上解決CFC、HCFC類物質(zhì)替代品問(wèn)題的有效途徑。R600a作為天然制冷劑的最大優(yōu)點(diǎn)，在于它對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞作用，且不產(chǎn)生溫室效應(yīng)。R600a可用于蒸發(fā)溫度-25——-5℃的制冷系統(tǒng)。它的飽和蒸氣壓力低，基本特性近似于R12。常用在單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)，但R600a具有易燃、易爆的缺點(diǎn)，并且蒸發(fā)壓力常低于大氣壓力，對(duì)系統(tǒng)的密封性要求較高。
