制冷剂是制冷系统中承担制冷功能的工质,其热物性直接决定了制冷循环过程的性能[1]。不同类型的制冷剂具有不同的物性特点,表现出不同的温度压力对照关系。准确掌握制冷剂的物性参数和状态特性,对于制冷系统的设计选型、运行控制至关重要[2]。本文综述了目前常用的10种制冷剂的物性特点及温度压力对照关系,以期为制冷工程领域提供有益参考。
R22是一种广泛应用的HCFC类制冷剂,化学式为CHClF2,临界温度96.15℃,在常温下为无色透明液体。R22的ODP值为0.055,GWP值为1810,对臭氧层和温室效应有一定影响,根据蒙特利尔议定书,R22已逐步被淘汰[3]。在0℃时,R22的饱和蒸气压力为4.98bar,饱和液体密度为1282kg/m3,蒸发潜热为216.5kJ/kg[4]。
R410A是由R32和R125按重量比50/50混配而成的近共沸混合制冷剂,为R22的替代品之一。R410A的ODP值为0,GWP值为2088,临界温度72.8℃,在常温下为无色透明液体。R410A具有良好的热力性能,制冷量大,输送性能好,但对系统部件的耐压要求较高[5]。在0℃时,R410A的饱和蒸气压力为8.01bar,饱和液体密度为1134kg/m3,蒸发潜热为221.1kJ/kg[6]。
R32是一种HFC类制冷剂,化学式为CH2F2,ODP值为0,GWP值为675,临界温度78.4℃。R32具有较高的容积制冷量,传热性能好,温室效应相对较低,是R410A的可选替代品[7]。但R32属微燃性,使用时需采取防火措施。在0℃时,R32的饱和蒸气压力为7.82bar,饱和液体密度为1011kg/m3,蒸发潜热为320.9kJ/kg[8]。
R717即氨(NH3),是一种天然工质制冷剂,ODP值和GWP值均为0,对环境友好。氨的临界温度132.4℃,制冷效率高,导热性能优异,广泛应用于大型工业制冷领域[9]。但氨有毒有刺激性,使用时需严格防泄漏。在0℃时,氨的饱和蒸气压力为4.29bar,饱和液体密度为639.5kg/m3,蒸发潜热为1262kJ/kg[10]。
R134a是一种HFC类制冷剂,化学式为CH2FCF3,ODP值为0,GWP值为1430,临界温度101.1℃。R134a热稳定性好,与大多数材料相容性好,被广泛用于汽车空调、家用冰箱等领域[11]。在0℃时,R134a的饱和蒸气压力为2.93bar,饱和液体密度为1295kg/m3,蒸发潜热为198.7kJ/kg[12]。
R404A是一种由R125、R143a和R134a三种成分混配而成的近共沸混合制冷剂,ODP值为0,GWP值高达3922。R404A具有较高的容积制冷量,适用于低温制冷领域,但其高GWP值限制了未来的应用前景[13]。在0℃时,R404A的饱和蒸气压力为6.42bar,饱和液体密度为1151kg/m3,蒸发潜热为184.6kJ/kg[14]。
R407C是一种由R32、R125和R134a三种成分混配而成的非共沸混合制冷剂,ODP值为0,GWP值为1774。R407C可作为R22的过渡性替代品,具有与R22相近的热力性能,但由于存在温度滑移,换热器设计需做相应优化[15]。在0℃时,R407C的气液两相区压力为4.85~6.14bar,饱和液体密度为1252kg/m3[16]。
R290即丙烷(C3H8),是一种天然工质制冷剂,ODP值和GWP值极低,对环境影响小。丙烷的临界温度96.7℃,热力性能与R22相近,可用于家用空调、热泵等领域[17]。但丙烷易燃易爆,使用时必须严格执行安全措施。在0℃时,丙烷的饱和蒸气压力为4.75bar,饱和液体密度为541.9kg/m3,蒸发潜热为364.8kJ/kg[18]。
R502是由R22和R115组成的共沸混合制冷剂,ODP值较高,根据蒙特利尔议定书已被淘汰。R502适用于低温制冷,具有良好的热力性能和较高的容积制冷量[19]。在0℃时,R502的饱和蒸气压力为5.74bar,饱和液体密度为1258kg/m3,蒸发潜热为158.5kJ/kg[20]。
R507是一种由R125和R143a组成的共沸混合制冷剂,ODP值为0,GWP值高达3985。R507具有与R502相近的热力性能,可用于低温领域,但其高GWP值限制了长期应用[21]。在0℃时,R507的饱和蒸气压力为6.47bar,饱和液体密度为1154kg/m3,蒸发潜热为184.4kJ/kg[22]。
各种制冷剂在不同温度下存在对应的饱和压力,反映了制冷剂的汽液两相平衡特性。图1给出了R22、R410A、R32、R134a、R404A、R407C、R290和R507在不同温度下的饱和蒸气压力曲线[23]。可以看出,在相同温度下,R410A和R32的饱和蒸气压力最高,R134a最低;随着温度升高,各制冷剂的饱和蒸气压力呈指数上升趋势,并在临界点达到峰值。
表1列出了几种常见制冷剂在典型蒸发温度(-10℃)和冷凝温度(40℃)下对应的饱和压力值[24]。可见,在相同工况下,不同制冷剂的吸排气压力差异较大,需根据压缩机的设计工况合理选择制冷剂。
表1 几种常用制冷剂在典型工况下的饱和压力值[24]
制冷剂
|
-10℃饱和压力 (bar)
|
40℃饱和压力 (bar)
|
R22
|
2.45
|
15.29
|
R410A
|
4.85
|
24.33
|
R32
|
4.73
|
23.82
|
R134a
|
1.44
|
10.31
|
R404A
|
3.56
|
17.56
|
R407C
|
2.60
|
16.52
|
R290
|
2.30
|
12.36
|
R507
|
3.56
|
17.65
|
0人已收藏
0人已打赏
免费0人已点赞
分享
制冷技术
返回版块14.62 万条内容 · 837 人订阅
阅读下一篇
制冷机组高低压控制器,油压控制器,温度控制器一、高低压控制器 冷库制冷机组中的高低压控制器是制冷系统中用于监测和控制制冷剂压力的关键部件,它们确保制冷循环在安全和有效的压力范围内运行。 高压控制器
回帖成功
经验值 +10
全部回复(0 )
只看楼主 我来说两句抢沙发