氟利昂是應(yīng)用較廣的一類制冷劑,日前主要用于中小型活塞式制冷壓縮機(jī)和螺桿式制冷壓縮機(jī)、空調(diào)用離心式制冷壓縮機(jī)、低溫制冷裝置及有特殊要求的制冷裝置中。大部分氟利昂無毒或低毒,無刺激性氣味,在制冷循環(huán)工作溫度范圍內(nèi)具有不燃燒、不爆炸、熱量定性好、凝固點(diǎn)低、對金屬的潤滑性好等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
(1)R12對大氣臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用,并產(chǎn)生溫室效應(yīng),危及人類賴以生存的環(huán)境,因此已受到限用與禁用。但它日前仍是國內(nèi)應(yīng)用較廣的中溫制冷劑之一。
R12的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-29. 8℃,凝固點(diǎn)為-155℃,可用來制取-70℃以上的低溫。R12無色、氣味很弱、毒性小、不燃燒、不爆炸,但當(dāng)溫度達(dá)到400℃以上且遇明火時(shí)會分解出具有劇毒性的光氣。R12等摘指數(shù)小。所以壓縮機(jī)的排氣溫度較低。同時(shí)具有單位容積制冷量小、相對分子質(zhì)量大、流動阻力大、熱導(dǎo)率較小等特點(diǎn)。
水在R12中的溶解度很小,低溫狀態(tài)下水易析出而形成冰堵,因此R12系統(tǒng)內(nèi)必須嚴(yán)格限制含水量,并規(guī)定R12產(chǎn)品的含水量不得超過0.0025%,且系統(tǒng)中的設(shè)備和管道在充注R12前必須經(jīng)過干燥處理,在充液管路中及節(jié)流閥前的管路中加設(shè)干燥器。
R12能與礦物性潤滑油無限溶解,在傳熱管表面不易形成油膜,但在蒸發(fā)器中,隨著R12的不斷蒸發(fā),潤滑油在其中逐漸積存,使蒸發(fā)溫度升高,傳熱系數(shù)下降。由于潤滑油的
密度比R12小,潤滑油漂浮在R12液面上無法直接從容器底部放出,因此,蒸發(fā)器多采用干式蛇管式,從上部供液,下部回氣,使?jié)櫥团cR12蒸汽一同返回壓縮機(jī)。在壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi),油中會溶解R12,從而降低了油的粘度,因此應(yīng)采用黏度較高的潤滑油。另外,當(dāng)壓縮機(jī)停機(jī)時(shí),曲軸箱內(nèi)壓力升高,油中R12的溶解量增多。當(dāng)壓縮機(jī)啟動時(shí),曲軸箱內(nèi)壓力突然降低,油中的R12便大量蒸發(fā),將油滴帶入系統(tǒng),并形成泡沫,造成曲軸箱內(nèi)油位下降,影響油泵的正常工作。所以往往在曲軸箱底部設(shè)有電加熱器,啟動前先對潤滑油加熱,使R12蒸發(fā),以免啟動時(shí)造成失油現(xiàn)象。
R12對一般金屬沒有腐蝕作用,但能腐蝕錢及含鎂址超過2%的鋁鎂合金。R12含水后會產(chǎn)生鍍銅現(xiàn)象。R12對天然橡膠及塑料等有機(jī)物有膨潤作用,所以密封材料應(yīng)使用耐氟利昂腐蝕的丁腈橡膠或氯醇橡膠,封閉式壓縮機(jī)中電動機(jī)繞組導(dǎo)線要涂覆耐氟絕緣漆,電動機(jī)采用B級或E級絕緣,R12極易滲透,對鑄件質(zhì)量及系統(tǒng)的密封性要求較高。
R12由于壓力適中、壓縮終溫低、熱力性能優(yōu)良、化學(xué)性能穩(wěn)定、無毒、不燃、不爆等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于冷截、空調(diào)和低溫設(shè)備,從家用冰箱到大型離心式制冷機(jī)中均有采用。
(2) R22對大氣臭氧層有輕微破壞作用,并產(chǎn)生溫室效應(yīng)。它是第二批被列入限用與禁用的制冷劑之一,我國將在2040年1月1 日起禁止生產(chǎn)和使用。
R22也是最為廣泛使用的中溫制冷劑,標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-40.8℃,凝固點(diǎn)為-160℃。單位容積制冷最稍低于氨,但比R12大得多,壓縮終溫介于氨和R12之間,能制取-8℃以上的低溫。
R22無色、氣味很弱、不然燒、不爆炸、毒性比R12稍大,但仍屬安全性制冷劑,它的傳熱性能與R12相近,溶水性比R12稍大,但仍屬于不溶于水的物質(zhì),含水量仍限制在
0.002 5%之內(nèi),防止含水量過多和冰堵所采取的措施與R12系統(tǒng)相同。
R22化學(xué)性質(zhì)不如R12穩(wěn)定。它的分子極性比R12大,故對有機(jī)物的潤滑作用更強(qiáng)。密封材料可采用氯乙醇橡膠,封閉式壓縮機(jī)中的電動機(jī)繞組線圈可采用QF改性縮醛漆包線(F級或E級)或QZY聚脂亞胺漆包線。
R22能部分地與潤滑油互溶,故在低溫(蒸發(fā)器中)會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,采用的回油措施與R12相同。R22對金屬的作用、泄漏性與R12相同。
R22廣泛用于冷藏、空調(diào)及低溫設(shè)備中,在活塞式和離心式壓縮機(jī)系統(tǒng)中均有采用。由于它對大氣臭氧層僅有微弱的破壞作用,故可作為R12近期的過渡性替代制冷劑。
(3) R13屬低溫制冷劑,標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度-81.5℃,凝固點(diǎn)為-180℃,毒性比 R12更小,不燃燒、不爆炸。R13低溫時(shí)蒸汽比體積小,常溫下飽和壓力高,臨界溫度低(28.78℃)。所以常溫下難以液化,只應(yīng)用于復(fù)彼式制冷系統(tǒng)的低溫級。
R13微溶于水,系統(tǒng)中也應(yīng)設(shè)干燥器。它不溶于油,對金屬和有機(jī)物的作用和泄漏性與R12相同,可用來制取-100~-70℃的低溫。R13對大氣臭氧層也有破壞作用,但因其用量很少,直到1990年的倫敦會議才被列為增加的受控物質(zhì),要求發(fā)展中網(wǎng)家在2010年1月1日起停止生產(chǎn)和消費(fèi)。
(4) R11屬高溫制冷劑,標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度23.7℃,凝固點(diǎn)為-111℃,常溫常壓下呈液態(tài)。它的相對分子質(zhì)量較大,單位容積制冷量小,所以適用于離心式壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。
R11毒性比R12大,與明火接觸時(shí)更易分解出劇毒光氣。R11的溶水性、溶油性、對金屬及有機(jī)物的作用均與R12相似。Rl1由于標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度較高,故廣泛用于空調(diào)系統(tǒng)或熱泵裝置中,制取-5~10℃的低溫。它對大氣臭氧層有嚴(yán)重破壞作用,屬限用與禁用之列。
(5) R142b屬標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度較高(-9.25 ℃)的中溫制冷劑,凝固點(diǎn)為-130.8℃。它的最大特點(diǎn)是在很高的冷凝溫度下(如80℃),其冷凝壓力并不高(1.35 MPa),因此適合于在熱泵裝置和高環(huán)境溫度下的空調(diào)裝置中使用。
R142b的毒性與R22差不多。當(dāng)它與空氣混合的體積分?jǐn)?shù)在10.6%-15.1%范圍內(nèi)時(shí),會發(fā)生爆炸。它對大氣臭氧層僅有微弱的破壞作用,也將在2040年被禁用。
(6) R134a的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-26.5℃,凝固I點(diǎn)為-101℃。屬中溫制冷劑。它的特性與R12相近,無色、無味、無毒、不燃燒、不爆炸。汽化潛熱比R12大,與礦物性潤滑油不相溶,必須采用聚脂類合成油(如聚烯烴乙二醇)。與丁睛橡膠不相溶,須改用聚丁睛橡膠作密封元件。吸水性較強(qiáng),且易與水反應(yīng)生成酸,腐蝕制冷機(jī)管路及壓縮機(jī),故對系統(tǒng)的干燥度提出了更高的要求,系統(tǒng)中的干燥劑應(yīng)換成X H-7或X H-9型分子篩,壓縮機(jī)線圈及絕緣材料須加強(qiáng)絕緣等級,擊穿電壓和介電常數(shù)比R12低,熱導(dǎo)率比R12約高30 %。對金屬和
非金屬材料的腐蝕性及滲漏性與R12相同。R134a對大氣臭氧層無破壞作用,但仍有一定的溫室效應(yīng)(GWP值約為0.27),目前是R12的替代工質(zhì)之一。
(7) R600。的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-11. 7℃,凝固點(diǎn)為-160 ℃,屬中溫制冷劑。它對大氣臭氧層無破壞作用,無溫室效應(yīng),無毒,但可燃、可爆,在空氣中爆炸的體積分?jǐn)?shù)為l.8%-8.4%,所以在有R600a存在的制冷管路不允許采用氣焊或電焊。它能與礦物油互溶。汽化潛熱大,故系統(tǒng)充灌量少。熱導(dǎo)率高,壓縮比小,對提高壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)及壓縮機(jī)效率有重要作用。等熵指數(shù)小,排氣溫度低,單位容積制冷量僅為R12的50%左右,工作壓力低,低溫下蒸發(fā)壓力低于大氣壓力,因而增加了吸入空氣的可能性。由于具有極好的環(huán)境特性,對大氣完全沒有污染,故目前被廣泛采用,作為R12的替代工質(zhì)之一。
(8) R12的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為27.9℃,凝固溫度為-107℃,屬高溫制冷劑。相對分子質(zhì)量大(152.9),適用于離心式制冷壓縮機(jī)。R123比R11具有更大的侵蝕性,所以橡膠材料(如密封墊片)必須更換成與R123相容的材料。與礦物油能互溶,具有一定毒性,其允許暴露值為30×10??。傳熱系數(shù)較小。
由于它具有優(yōu)良的大氣環(huán)境特性(ODP值為0.02.GWP值為0.02),是目前替代R11的理想制冷劑之一。
(9) R152a的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-25.0℃,凝固溫度為-117.0℃,屬中溫制冷劑。單位容積制冷量比R12小,有中等程度的可燃性,在空氣中的可燃極限的體積分?jǐn)?shù)為4.7%-16. 8%。但由于它具有優(yōu)良的大氣環(huán)境特性,也被用來作為R12的替代工質(zhì)。