关于家用空调制冷剂研究分析

目前家用空调器中使用的制冷剂大多是R22，少数国家开始使用R407c和R410a这两种环保制冷剂。由于R22的分子中含有氯原子，会破坏大气臭氧层。对R22等制冷剂的替代品主要有两大类，即氢氟烃类(HFC类)和碳氢类(HC类)。比较成熟的替代R22的氢氟烃类制冷剂。 4 C% j3 R- g# ?0 j
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　　1.R407C 6 e( y& y+ |/ E* P: [' {6 }$ D

　　R407C是由R32、R125和R134a混合而成的，其混合比例(质量比)为：R32占32%，R125占25%，R134a占52%。R407c用于替代R22，在目前用得较多。原有R22制冷设备改用R407C后，除更换润滑油、调整系统制冷剂
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　　充注量及节流元件外，对压缩机及其余没备均可不作改变，但空洞器的制冷量及能效比相对
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　　R22稍有下降，结构优化后可望与R22相近。
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　　2.R410a
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　　R410a是由R32和R125混合而成的，其R410a的混合比例为：R32占50% ,R125占50%。其热力学性能十分接近单工质，这对热力计算、维修均带来方便，用其替代R22时空调设备的结构要作改动，制冷系统的冷凝压力和制冷 & a+ Y G9 g: d9 n3 Y9 d3 O) s

　　量均增大近500，能效比与R22相近。 ) Q6 M% M' Q" O- [: W0 ?
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　　三、天然替代工质
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　　天然制冷剂(Natural Refi-igerant)是指天然存在不是用人工合成的可作制冷剂的物质，如水、空气、氮气、烃(甲烷、丙烷、丁烷等)、氨、二氧化碳、氦等。氮、甲烷、空气、氦等因标准蒸发温度很低， 主要用于低温工程，其余的则可用于制冷工程。人工合成的化合物大量地释放到周围环境中， 往往产生无法预计的后果。用HFC替代CFC，并可以缓解对臭氧层的破坏，但是没有解决另一个危害地球生态平衡的问题— — 温室效应。而氨、丙烷、丁烷及二氧化碳等用作制冷剂有许多突氧层也不产生温室效应(作制冷剂的co2取自大气， 不增加大气中CO：的含量)、价格低廉、可采用传统的润滑油等。当然，由于可燃性、毒性的问题，使用烃及氨时，务必注意安全问题;采用c01，必须对压缩机及制冷系统进行重新设计。这些问题均可通过技术上的不断改进而解决。
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　　1.CO，制冷剂的特性 : C4 u0 \: r k9 e" w( P
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　　Co2制冷剂运用在制冷及空调上已有百年以上的历史。虽然Co2制冷剂有许多优良的特性，但在高
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　　温环境运转时的容积损失大、系统效率低、操作压力高等，是以往一直无法解决的难题。1930年开始研究使用CFC 为制冷剂时，未发现其对出的优点，如热力性质好，不破坏臭 环境的影响，因此，CFC制冷剂便逐步取代了较有使用限制的天制冷剂(如氨有毒、碳氢化合物易燃、CO2效率低等)，到了20世纪50年代，国际上运用CO2作制冷剂便停止了。
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　　经过半个多世纪的发展，也是由于环保需求，在CO2制冷剂运用领域上又开始了新的研究。1993年，挪威的G.Lorentzen和I.Pettersen首先提出了将CO 制冷剂应用在汽车空调制冷系统上，并进行了一些

　　实验研究。CO2与R12制冷剂相比具有如下一些性质： $ A( Z( p9 ~6 H% w3 R
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　　(1)CO2的临界温度低(31.1℃ )，

　　如以CO 为制冷剂进行压缩，则其放热区将超越临界点温度以上，而处在超临界点的区域中工作。
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　　(2)0 的I临界点压力高(738MPa)，约为R12的1.8倍，但是，因其临界点温度低，在进行压缩循环时，其工作压力将更高。CO2在超临界点区域进行放热有相当大的温差可实现，因此，该特性很适合应用于高效率的热泵系统中， * S- v) _ ] x3 i" ?% Q
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　　CO2具有较高的绝热系数，将导致压缩机排气温度升高。但压缩比低，足以抵消绝热系数所带来的负效应，而且可以降低压缩机余隙容积再膨胀的损失。比热容、蒸发潜热、导热系数，以及动力黏度是与热交换和压降相关的重要性能参数，在这些性能参数方面，CO：要比卤代烃好。
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　　另外，从实用的观点来看，CO：与卤代烃制冷剂相比还有以下优点： 2 Z% k& \9 |, W7 v

　　1)与各种润滑油和常用机零部件材料相容;
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　　2)很容易获取，不受供应限制;

　　3)运行维护方便，无需回收再生，价格低廉 ( B0 H, Y! M8 u1 x

　　2.丙烷制冷剂的特性 8 c# y1 Z8 n# `0 B+ c: t" o/ r
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　　丙烷广泛地存在于石油、天然气中，提炼方便、价格便宜，在石油化工产业得到广泛应用。丙烷是一种非常廉价的天然制冷剂，其ODP和GW P值均为零。丙烷(P,290)是饱和碳氢化合物，化学性质很不活泼，难溶于水。它能使润滑油溶解，让润滑油黏度下降，因此，需选用黏度较大的润滑油。丙烷属于中温冷剂，标准蒸发温度低于0℃ 、高于一60℃ ，冷凝压力高于0.3MPa、低于2.0MPa。 " `* u: l8 {; H! W0 @# Q9 ~3 M# R9 _
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　　丙烷是非极性化合物，它的压缩性能比R.134a好。在空调工况下，丙烷的压力比要比相应条件下的R134a低，这对于提高压缩机的输气系数、降低压缩机的排温是有利的。丙烷具有很大的汽化潜热，这不仅可以提高冷凝和蒸发传热系数，而且表明在系统中可以减少丙烷的充注量。丙烷的气相和液相导热系数比R.134a高，这也在一定程度上提高了丙烷的冷凝和蒸发传热系数，降低了不可逆损失，同时也可以减少换热器的换热结构尺寸。另外，丙烷的黏性系数比R134a低，而丙烷的分子量又比R134a小得多。丙烷在0℃ 时的单位容积制冷量比R134a高35%，这样就可以减少空调系统的尺寸，降低制造成本。丙烷具有优良的热力学性能，且与R12系统相容，具有良好的经济性。虽然有人对它的可燃性表示担忧，但这已不能成为新技术发展的障碍，现代的管理制度使人们完全可以控制丙烷使用时的可燃性。