制冷剂基础知识

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1、制冷剂基本特性内容提要：一提到性质，首先就会想到诸如毒性低、不可燃、效率高、价廉。这些性质当然重要，R还是好的广告卖点。但选择一种制冷剂用于制冷和空调，要考虑的性质远不止上述这些。例如，“效率”就可能意味着许多东西，还可能引起误解和混淆。本章深入研究所谓好制冷剂的各个方面。多数制冷剂用于蒸气压缩循坏。对循环的呈本了解将有助于领会制冷剂问题的复杂性。概述一提到性质，首先就会想到诸如毒性低、不口J燃、效率高、价廉。这些性质当然重要，且述是好的广告卖点。但选择一种制冷剂用于制冷和空调，要考虑的性质远不止上述这些。例如，“效率

2、”就可能意味着许多东西，还可能引起误解和混淆。本章深入研究所谓好制冷剂的各个方面。多数制冷剂用丁•蒸气压缩循环。对循环的基本了解将有助于领会制冷剂问题的复杂性。蒸气压缩制冷循环除吸收式制冷机，大多数商用空调系统是基于蒸气压缩循环。循环过程从空气中收集热量（叫空调器），或从水屮收集热量（叫制冷机）。并向空气排出热量（风冷），或向水中排出热量（水冷）。甚至可将循环过程作为一个加热器，将热量从冷流体（室外空气）转移到热流体（室内空气），这就是热泵。以水冷式制冷机举例，制冷机利用蒸气压缩循环使水温下降，并将从冷冻水和压缩机屮收

3、集的热量排到另一个水回路，由冷却塔冷却排入人气。图1显示了基本的制冷回路。回路由以下四个主要部件构成：图1-基本制冷冋路排气管缩机流装蒸发器蒸发器是一个换热辭，通过换热过程降低冷冻水的水温，从而収走建筑物的热量。吸收的热量使制冷剂沸腾，从液体变成气体。压缩机压缩机装配体由一个主运动部件（一般是电机）和压缩机构成。压缩机的作用是升高制冷剂气体的压力和温度。冷凝器和蒸发器一样，冷凝器是一个换热器。那么，它从制冷剂中取走热量，使水温升高，制冷剂从气体冷凝成液体。然后冷却水将热量从冷却塔排入人气。膨胀装置制冷剂冷凝成液体后，流

4、过一个降压装置。降压装置可能像孔板一样简单，或如电了膨胀阀一样复杂。压熠图压焙（P-H）图是观察制冷循环的另一种方式。它的好处是用图表显示循环过程、制冷效果，以及所碍消耗的功。图2是图1所示制冷回路的压焙图（P-H）表示，图屮示出了每个部件的过程。从点1到点2是蒸发过程.制冷剂从液体变成气体，压力（和温度）保持不变。在相变时吸收热量（潜热）。制冷效果就是点2和点1之间的恰差。从点2到点3的曲线表示压缩过程。压缩功是点3和点2之间的焙差乘以制冷剂流量。压缩功增加了制冷剂屮热值.曲线的垂直部分表示制冷剂压力（和温度）从点2

5、升高到点3。下一个过程发生在冷凝器屮。过程的第一段（制冷剂气液分界线的外侧）是过热气体的降温过程。一口制冷剂达到饱和状态，制冷剂从气体变成液体。和在蒸发器中一样，线为水平表明压力（或温度）不变。最后一个过程是膨胀过程。从点4到点1的线是垂直的，表明制冷剂流过热力膨胀阀时压力（或温度）是下降的但焰不变。图2-制冷循环，P-H图图3表示了冷凝器和蒸发器的换热过程。图中示出了标准的水温工况。在冷凝辭中，制冷剂温度为恒定的37Co制冷剂从气体变成液体，放出冷凝潜热。同时,从冷却塔來的30°C水进入冷凝器，温度升高到35°Co蒸

6、发器屮的过程相似.这样，蒸发器屮的制冷剂为恒定的5°Co制冷剂从液体变成气体，吸收蒸气潜热。冷冻水以12°C进入蒸发器，下降到7°C。蒸发器或冷凝器中的压力是给定温度所対应的饱和压力。这可以从制冷剂压力温度表中杳出。对于HFC-134a而言，37°C时的冷凝压力为917KPA,5°C时的蒸发压力为252KPAo图3-换热器性能Jg和冷灘湿度3TC(917KPA)Tc冷激热937T3I制冷剂性质以下是设计制冷系统要考虑的制冷剂几个关键性质。这些性质的好或坏的方而将举例说明。毒性ASIIRAE标准川毒性和可燃性表示制冷剂安

7、全级别的两个关键因素。ASHRAE标准34采用如图4所示的矩阵来表示该两个性质的相对级别。图4-ASHRAE标准34制冷剂安全分类低毒性高毒性高可燃性A3B3低可燃性A2B2不可燃性A1B1级A:在体积浓度小于等于400ppm时，按一定的时间长度，确定时间加权平均的极限限制值(TLV-TWA)或相当的指标值，制冷剂没有观察到毒性。级B：在体积浓度小于4OOppm时，按一定的时间长度，确定时间加权平均的极限限制值(TLV-TWA)或相当的指标值，制冷剂观察到有毒迹象。级1：制冷剂的空气中实验时不会燃烧。级2：制冷剂在1大

8、气压/21°C时的最低可燃浓度(LFL)大于0.00625lb/ft3,且燃烧热(H0C)小于8174Btu/Lbo级3：制冷剂是易燃的。在1大气压/21°C时的最低可燃浓度(LFL)小于0.00625lb/ft3,或燃烧热（HOC）人于等于8174Btu/Lbo物质的毒性是相对而言的。几乎任何东西在一定剂量时都是有毒的。•其说某