氟利昂制冷劑在以下幾方面具有共性:
·分子量較大、密度高、流動性差,在制冷系統(tǒng)中循環(huán)時流動阻力大。
·絕熱指數(shù)小,壓縮終了溫度低。
·傳熱性能較差。
·溶水性極差,系統(tǒng)中應(yīng)嚴(yán)格控制水的含量。
·對金屬的腐蝕性很小,但當(dāng)有水分存在時,會水解成酸性物質(zhì),對金屬有腐蝕作用。氟利昂與潤滑油的混合物能夠水解銅,當(dāng)制冷劑在系統(tǒng)中與銅或銅合金部件接觸時,銅便溶解到混合物中,當(dāng)再和鋼或鑄鐵部件接觸時,被溶解的銅離子又會析出,并沉積在鋼鐵部件的表面,形成一層銅膜,這就是所謂的“鍍銅”現(xiàn)象,這種現(xiàn)象對制冷機(jī)的運行極為不利。氟利昂對天然橡膠、樹脂、塑料等非金屬材料有膨潤作用,所以制冷系統(tǒng)的密封件以及封閉式壓縮機(jī)電動機(jī)的繞組線的表面涂層必須用耐氟材料。
·遇明火時,氟利昂中會分解出對人體有害的氟化氫、抓化氫或光氣等,故其生產(chǎn)和使用場所嚴(yán)禁明火。
·無味、滲透性強(qiáng),在系統(tǒng)中極易滲透。
·價格高,已商品化生產(chǎn)的氟利昂的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他無機(jī)物或碳?xì)浠衔镏评鋭?/span>,新的替代工質(zhì)價格更高。
1. R120 R12是最早出現(xiàn)、使用量大、性能優(yōu)良的制冷劑,但由于其具有很高的ODP值和GWP值,要被禁止使用,考慮到目前還有許多制冷系統(tǒng)仍用R12作制冷劑,同時作為新制冷劑的對照,下面仍簡單介紹R12的一些特性。
R12(二氟二氯甲烷,CF?Cl?)曾經(jīng)是應(yīng)用最廣的中沮制冷劑,標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-29.8℃,凝固點一158℃;應(yīng)用于中等蒸發(fā)溫度和低蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)中,在多級活塞式制冷機(jī)中可達(dá)到-70℃的低溫。與氨和R22相比,在相同使用溫度下R12的壓力較低、排氣溫度較低,單位容積制冷量較小。R12的分子量很大,流動性比R22差。傳熱性與R22差不多。
R12無色,氣味很弱,有芳香味,毒性小,它在空氣中含量達(dá)到20%時,人才開始有感覺;容積濃度超過30%時,會使人窒息。R12不燃燒,不爆炸,是一種很安全的制冷劑。R12對人體的生理危害小。當(dāng)溫度達(dá)到400℃以上時,R12與明火接觸會分解出劇毒的光氣。
水在R12中的溶解度很小,且隨溫度的降低而減小。所以,在R12系統(tǒng)中應(yīng)該嚴(yán)格限制含水量,一般規(guī)定R12中的含水量不得超過0.01%,制冷系統(tǒng)、設(shè)備和管道在充灌R12之前必須經(jīng)過嚴(yán)格的干燥處理,且需在充液管路中或系統(tǒng)中設(shè)有干燥器。
在常用溫度范圍內(nèi)R12能與礦物性潤滑油以任意比例相互溶解。
R12對一般金屬不起腐蝕作用,但能腐蝕鎂及含鎂量超過2%的鋁鎂合金。R12對天然橡膠和塑料有膨潤作用,R12制冷機(jī)中使用的密封材料應(yīng)該用耐腐蝕的丁腈橡膠或氯醇橡膠。R12全封閉壓縮機(jī)中的繞組導(dǎo)線要用耐氟絕緣漆,如聚乙烯醇縮甲醛樹脂絕緣漆,B級或E級絕緣。
R12系統(tǒng)必須密封嚴(yán)密,R12很容易通過機(jī)器的接合面的不嚴(yán)密處、鑄件中的小孔及螺紋接合處泄漏。所以對鑄件質(zhì)量要求高,對機(jī)器的密封性要求嚴(yán)格。可以用肥皂水、鹵素噴燈或者電子鹵素檢漏儀進(jìn)行系統(tǒng)檢漏。肥皂水適用于局部系統(tǒng)安裝和有明顯泄漏時的檢驗。少量泄漏可以用鹵素噴燈檢查,隨泄漏最的增大,鹵素?zé)艋鹧骖伾淖兓?/span>:微綠一淡綠一深綠一紫色。徽里的泄漏用電子鹵素檢漏儀檢查,該儀器敏感度極高,每年幾毫克的泄漏量都能檢測出來。
2。R22。R22(二氟一氯甲烷,CHF?Cl)也是較常用的中溫制冷劑,屬HCFC類物質(zhì)。環(huán)境指標(biāo)ODP為0.05左右,GWP為1 600左右。在相同的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下,R22比R12的壓力要高65%左右。R22的沸點為一40.8℃,凝固點一160℃。它在常溫下的冷凝壓力和單位容積制冷量與氨接近,比R12要大,壓縮終溫雖不如氨高,介于氨和R12之間,但在氟利昂類中屬于較高的,若在高壓比下工作,壓縮機(jī)要采取冷卻措施。能制取的最低蒸發(fā)溫度為-80℃。
R22無色、無味、不燃燒、不爆炸,毒性比R12略大,但仍然是安全的制冷劑,安全分類為Al。它的傳熱性能與R12相差不多,但不如氨,流動性比R12好,但比氨差;它與水的互溶性很差,0℃時水在R22中的溶解度僅為0.06%(質(zhì)量百分比),但比R12稍大,仍然屬于不溶于水的物質(zhì)。對R22,含水量也要求限制在0.01%以內(nèi)。使用時,制冷系統(tǒng)中的各機(jī)器、設(shè)備、管道、管件等在充注制冷劑前必須經(jīng)嚴(yán)格干燥處理(必要時烘干);系統(tǒng)中必須設(shè)干燥器,以隨時吸收運行過程中由于微量泄漏而滲入系統(tǒng)內(nèi)部的水分。還應(yīng)根據(jù)水分觀察鏡所指示的含水量及時更換干燥器,或再生處理干燥劑。
R22是極性分子,化學(xué)性質(zhì)不如R12穩(wěn)定,對有機(jī)物的膨潤作用更強(qiáng)。系統(tǒng)的密封件應(yīng)采用耐氟材料如氯乙醇橡膠或聚四氟乙烯;封閉式壓縮機(jī)的電動機(jī)繞組采用QF改性縮醛漆包線(E級絕緣)、QZY聚酯亞胺漆包線等。
R22能夠部分地與礦物油相互溶解,而且其溶解度隨著礦物油的種類及溫度而變。在系統(tǒng)高溫側(cè)部分(冷凝器、儲液器中)R22與油完全溶解,不易在傳熱表面形成油膜而影響傳熱,即使在儲液器中,R22液體與油形成基本上是均勻的溶液而不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,因而不可能從儲液器中將油分離出來;在低溫側(cè),R22與油的混合物處于溶解臨界溫度以下時,蒸發(fā)器或低壓儲液器中液體將出現(xiàn)分層,上層主要是油、下層主要是R22,所以要有專門的回油措施。干式蒸發(fā)器中隨著R22的不斷蒸發(fā),礦物油在其中越積越多,使蒸發(fā)溫度提高,傳熱系數(shù)降低。為了保證順利回油,供液一般采用上進(jìn)下出(蒸氣),管內(nèi)制冷劑要有足夠的流速,使礦物油與 R22蒸氣一同返回壓縮機(jī)中。特別是上升回氣立管,在管徑設(shè)計時必須考慮滿足最小帶油速度。在壓縮機(jī)的曲軸箱里,油中會溶解R22。機(jī)器停用時,曲軸箱內(nèi)壓力升高,油中的R22溶解量增多。當(dāng)壓縮機(jī)啟動時,曲軸箱內(nèi)的壓力降低到蒸發(fā)壓力,油中的R22會大量蒸發(fā)出來,使油起泡,這將影響油泵的工作。所以較大容量的R22制冷機(jī)在啟動前需先對曲軸箱內(nèi)的油加熱,讓R22先汽化掉。另外,壓縮機(jī)排氣管上應(yīng)設(shè)油分離器.以便將運行中有可能從壓縮機(jī)帶人系統(tǒng)的油減到最少。
R22對金屬與非金屬的作用與R12相似,其泄漏特性也與R12相似。R22屬于HCFC類制冷劑,將要被限制和禁止使用。
R22廣泛用在家用空調(diào)器(配備全封閉容積式壓縮機(jī))以及中型冷水機(jī)組中(半封閉容積式壓縮機(jī)),也應(yīng)用于工業(yè)制冷中(開啟式壓縮機(jī))。
3.R13和R14。 R13 (CF?CI)和R14 (CF?)的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度分別是-81.5℃和-128℃。它們可以制冷的溫度范圍分別是-70~-110℃和-110~-140℃,均在復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的低溫部分使用。R13和R14的分子中含較多氟原子,不含氫原子,所以它們的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、不可燃。二者都微溶水,不溶油。常溫下超臨界壓力很高,單位容積制冷量大。R13的ODP值為1.0.對臭氧的危害大,不過它的用量不大。