来源: 最后更新:22-06-18 10:57:20
制冷剂工作原理
制冷机中完成热力循环的工质。它在低温下吸取被冷却物体的热量,然后在较高温度下转移给冷却水或空气。在蒸气压缩式制冷机中,使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂,如氟利昂(饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物),共沸混合工质(由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液)、碳氢化合物(丙烷、乙烯等)、氨等;在气体压缩式制冷机中,使用气体制冷剂,如空气、氢气、氦气等,这些气体在制冷循环中始终为气态;在吸收式制冷机中,使用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质,如氨和水、溴化锂(分子式:LiBr。白色立方晶系结晶或粒状粉末,极易溶于水)和水等;蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂。制冷剂的主要技术指标有饱和蒸气压强、比热、粘度、导热系数、表面张力等。1960年以后,人们对非共沸混合工质的应用进行了大量的试验研究,并已将其用于天然气的液化和分离等方面。应用非共沸混合工质单级压缩可得到很低的蒸发温度,且可增加制冷量,减少功耗。 它的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理,因而对制冷剂性质要求的了解是不容忽视的。
制冷剂发展历史
1805年埃文斯(O.Evans)原创作地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。他描述了这种系统,在真空下将乙醚蒸发,并将蒸汽泵到水冷式换热器,冷凝后再次使用。1834年帕金斯第一次开发了蒸汽压缩制冷循环,并且获得了专利。在他所设计的蒸汽压缩制冷设备中使用二乙醚(乙基醚)作为制冷剂。
下表列出早期用过的制冷剂
年份
雪种
化学式
19世纪30年代
橡胶硫化物
二乙醚(乙基醚)
CH3-CH2-O-CH2-CH3
19世纪40年代
甲基乙醚(R-E170)
CH3-O-CH3
1850
水/硫酸
H2O/H2SO4
1856
酒精
CH3-CH2-OH
1859
氨/水
NH3/H2O
1866
粗汽油
二氧化碳(R744)
CO2
19世纪60年代
氨(R717)
NH3
甲基胺(R630)
CH3(NH2)
制冷剂命名方法
制冷剂的代号最早是针对氟里昂而规定的,发文时世界上通用的是美国供暖制冷工程协会于1967年制定的标准(ASHRAE Standard 34-67)中的规定。这一标准的编号方法是将制冷剂的代号同它的种属和化学构成联系起来,只要知道它的化学分子式,就可以写出它的代号。代号是由字母“R”和其后边的数字组成的。R代表制冷剂(制冷介质) “Refrigerant”,以前F代表氟里昂“Freon”,发文时都用国际公认的R命名制冷剂。
(1)无机化合物类制冷剂
如氨命名为:R717(分子式NH3)
“7”代表无机化合物类,17为其分子量的整数部分。
(2)氟里昂制冷剂
氟里昂是饱和碳氢化合物(烷族)的卤族元素的衍生物的总称。
制冷剂性质要求
(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、制冷剂绝热指数低、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。
有机化合物
(1)卤代烷烃命名:
分子式:CmHnFxCly (n+ x+ y = 2m+2)
编号:R(m-1)(n+1)x(a,b…)
例:
二氟一氯甲烷(CHClF2)——R22
四氟乙烷(CF3 CH2F )——R134a
(2)烷烃类:
编号:与卤代烃编号方法相同
例:乙烷 (C2H6)——R170
丙烷 (C3H8)——R290
正丁烷(C4H10)——R600、异丁烷——R600a
(3)烯烃类
编号:R1+卤代烃编号方法
例:
乙烯 (C2H4)——R1150
丙烯 (C3H6)——R1270
(4)后缀
①根据碳原子上取代基的原子量之和的差别加缀字母码,取代基原子量之和差别最小的不需要加字母缀,差别第二小的加“a”,接着加“b”,以此类推。
②化学组成
a —— -CCl2-, b—— -CClF-, c —— -CF2-, d —— -CHCl-,e —— -CHF-, f—— -CH2-
x—— -CCl- ,y—— -CF- ,z—— -CH-
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