常用制冷劑的性質(zhì)
1.氨(NH₃,R717)
氨是早期就開始使用的制冷劑。它制造容易，價格低廉，便于購買，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、螺桿式制冷壓縮機中。
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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30℃時，冷凝器中的工作壓力一般不超過1.5MPa,壓力比較適中。
氨能以任何比例與水相互溶解，在低溫時水不會從氨水溶液中析出結(jié)冰，所以不會在調(diào)節(jié)閥中形成“冰塞”。氨制冷系統(tǒng)可以不必設(shè)置干燥過濾器。但存在水時會使蒸發(fā)溫度有所提高，對銅和銅合金有腐蝕作用，同時會使制冷量減小，所以氨中水的質(zhì)量分數(shù)不得超過2%。
氨與礦物潤滑油幾乎不能相溶，進入氨制冷裝置的管路及換熱器表面會形成油膜，影響傳熱效果。氨液的密度比潤滑油小，在系統(tǒng)中潤滑油會沉積在蒸發(fā)器和儲液筒的底部，需定期排出。
氨無色有毒，具有強烈的刺激性臭味，當(dāng)空氣中氨的體積分數(shù)達0.5%～0.6%時，人在其中0.5h即會中毒。氨液或高濃度的氨蒸氣進入眼睛或接觸皮膚會引起腫脹甚至凍傷，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，是無色、無味、透明、無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，若溫度高達400℃以上且與明火接觸，會在高溫作用下分解出對人體有毒的氣體。
R22對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封閉式壓縮機電動機繞組應(yīng)該使用E級或F級絕緣漆包線。
R22可以部分溶解潤滑油，而且其溶解度隨著潤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)的潤滑油與液態(tài)的制冷劑互溶，對傳熱影響不大；在低壓側(cè)，由于R22不斷汽化，潤滑油仍是液態(tài)，潤滑油體積分數(shù)越來越大，并且附著在蒸發(fā)器器壁上，對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，這樣有利于潤滑油與制冷劑蒸氣順利返回壓縮機。
R22不易溶于水，而且溫度越低，溶水性越差。R22一般對金屬沒有腐蝕作用，但含水時，制冷系統(tǒng)中的水分會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，對金屬零件和管道會產(chǎn)生一定的腐蝕作用。同時，制冷系統(tǒng)中制冷劑的溫度低于0℃時，水會結(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)干燥過濾器。系統(tǒng)中的水的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)限制在0.0025%以內(nèi)。充注R22前，應(yīng)對系統(tǒng)進行嚴格的干燥處理。
3.R134a
R134a是不含氯原子的HCFC類物質(zhì)，對臭氧層無破壞作用，溫室效應(yīng)也較弱，是目前R12制冷劑的替代品之一。
R134a的標準蒸發(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，R134a和R12的飽和蒸氣壓力大致相等；在18℃以下時，R134a的飽和蒸氣壓力比R12低；在18℃以上時，R134a的飽和蒸氣壓力要比R12高。
R134a的分子比R12小，滲透性更強，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，對冰箱電動機繞組的耐氟性能要求更高；對一般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)使用的礦物潤滑油不相溶，并且具有很強的水解性能，不能滿足壓縮機的潤滑要求。目前多采用新型合成油和酯類油來與之相匹配。維修中更換工質(zhì)時須沖洗系統(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的標準蒸發(fā)溫度為-45.6℃�？梢灾迫�-55~-18℃的低溫。
R502不燃燒、不爆炸，沒有腐蝕性。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。
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增加壓縮機制冷量時，功耗增加不多。另外，R502在潤滑油中的溶解度小，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)替代品問題的有效途徑。R600a作為天然制冷劑的最大優(yōu)點，在于它對臭氧層沒有破壞作用，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。常用在單級壓縮制冷系統(tǒng)，但R600a具有易燃、易爆的缺點，并且蒸發(fā)壓力常低于大氣壓力，對系統(tǒng)的密封性要求較高。