空气能供暖一学就会—空气能热泵（5）

八、制冷剂（载热剂）

1、R-134a 四氟乙烷制冷剂

HFC-134a 化学名：四氟乙烷，分子组成：CH2FCF3，CAS 注册号：811-97-2，分子量：102.0，HFC 型制冷剂，ODP 值为零。

HFC-134a可用在目前使用CFC-12( 二氯二氟甲烷 )的许多领域，包括：制冷，聚合物发泡和气雾剂产品。但是，为使HFC-134a在这些领域达到最佳性能，有时需要设备设计改变。由于HFC-134a的低毒和不易燃性，它被研制用于药物吸入剂的载体。HFC-134a也可用于那些对毒性和可燃性要求严格的气雾剂中。

HFC-134a的热力和物理性质，以及其低毒性，使之成为一种非常有效和安全的替代品，用以替代制冷工业中使用的CFC-12。HFC-134a主要用在汽车空调、家用电器、小型固定制冷设备、超级市场的中温制冷、工商业的制冷机。

压缩机生产商通常建议使用POE（Polyol Ester）多元醇酯和PAG （Polyalkylene Glycol）聚二醇（汽车空调）冷冻机油。

CFC-12和HFC-134a的热循环比较

	CFC-12	HFC-134a
制冷剂（以 CFC-12 为参照物）	100	99.7
COP （性效系数）	3.55	3.43
压缩机 排气温度 ℃（ ℉ ）排气压力 kpa （ psia ）	86.8(188.2)1349(195.6)	83.1(181.5)1473(213.7)
压比	4.1	4.7
注：冷凝器：54.4℃蒸发器： 1.7℃ 压缩机入口： 26.7℃ 膨胀阀： 51.7℃

HFC-134a 物理性能的数据

物性	单位	HFC-134a
化学名	/	四氟乙烷
分子式	/	CH2FCF3
分子量	/	102.03
沸点（1atm）	℃	-26.1
冰点	℃	-103.0
临界温度	℃	101.1
临界压力	Kpa(1b/in2abs)	4060(588.9)
临界体积	M3/kg(ft3/1b)	0.00194(0.0311)
临界密度	Kg/m3(1b/ft3)	515.3(32.17)
密度，（液体），25℃	Kg/cm3(1b/ft3)	1206(75.28)
密度，（饱和蒸气）沸点下	Kg/cm3(1b/ft3)	5.25(0.328)
热容（液体），25℃	KJ/kg.k(Btu/(1b)F)	1.44(0.339)
热容（恒压蒸汽），25℃，1atm	KJ/kg.k(Btu/(1b))	0.852(0.204)
蒸汽压力，25℃	Kpa(bar)	666.1(6.661)
蒸发热，沸点下	KJ/kg(Btu/1b)	217.2(93.4)
导热率，25℃：液体 气体（1atm ）	W/mk(Btu/hr.ftF)	0.0824(0.0478)0.0145(0.00836
粘度，25℃：液体 气体（1atm）	mpa.s(cp)	0.2020.012
HFC-134a在水中溶解度，25℃，1atm	wt%	0.15
水在 HFC-134a 的溶解度，25℃	wt%	0.11
空气中可燃性极限，1atm	VOL%	无
自燃温度	℃	770
臭氧消耗潜值	/	0
卤代烷全球温室效应HGWP（CFC-11的HGWP=1）	/	0.28
GWP（100yr.ITH对 CO2，GWP=1）	/	1200
有害物质管理法备案情况	/	已报道 / 包括
毒性AEL*（8和12小时TWA）可允许的空气暴露浓度	Ppm(v/v)	1000

HFC-134a稳定性（与金属和冷冻油）的实验数据

冷冻油	矿物油	矿物油	UCONRO-W-6602（a）	美孚EAL Arctic32（b）	Castrol IcematicSW100（b）
粘度cst(40℃)	30.7	125	134	29.4	108.8
制冷剂	R-12	R-12	HFC-134a	HFC-134a	HFC-134a
评价：纯油油 / 制冷剂铜铁铝	——4232	——4232	00000	00000	00000
粘度变化% 纯净% 带有制冷剂	NDND	NDND	<1-12.7	-3.1-36.2	4.3-27.1
分解产物分析HFC-134a （ppm）氟化物（ppm）	NDND	ND420	<7<0.7	<3——	<0.3<7

2、R-404A(Suva HP62) 制冷剂

组成：HFC-125（ 44 ％）、HFC-134a（ 4 ％）及HFC-143a（ 52 ％），为HFC型制冷剂，ODP值为零，是替代R-502的工业标准HFC制冷剂。

R-404A适用于中低温的新型商用制冷设备、交通运输制冷设备、或更新设备。最接近于R-502 的运作，甚至可以达到15℉（－9.4℃）或更冷，适用于所有R-502可正常运作的环境。为大多数的设备制造商所认同。

压缩机生产商通常建议使用POE（Polyol Ester）多元醇酯冷冻机油。更新时，脂类油中应含小于5％的矿物油；通常需要多种脂类油进行清洗。

产品提示：使用时可以反复去盖，排气，充气；可正常操作。钢瓶竖直放将会处于最佳使用状态（因有输出管保证钢瓶竖直状态时抽出液体）。

3、R-407C 制冷剂

组成：HFC-134a/HFC-32/HFC-125=52/23/25，HFC型制冷剂，ODP值为零。

R407C主要应用于家用空调和中小型单元式空调中。

压缩机生产商通常建议使用POE（Polyol Ester）多元醇酯冷冻机油。

R-407C 成分的化学名和分子式

成分	化学名称	分子式	CAS 号码	分子量
HFC-32	二氟甲烷	CF2H2	75-10-5	52.0
HFC-125	五氟乙烷	CF3CHF2	354-33-6	120.0
HFC-134a	四氟乙烷	CF3CH2F	811-97-2	102.0

R-407C、R-410A、R-22的理论循环性能

	R-22	R-407C	R-410A
制冷容量	1.00	1.00	1.45
有效系数	6.43	6.27	6.07
压缩比（率）	2.66	2.83	2.62
压缩机释放温度℃（℉）	77.3(171.2)	75.1(167.1)	(166.37)
压缩机释放压力kpa （ psia ）	1662(241.0)	1763(255.6)
温度滑移	0(0)	4.9(8.9)	0(0)
注：冷凝器：43.3℃，蒸发器：7.2℃，低温冷却：2.8℃，过热：8.3℃

R-407C（SUVA 9000）和R-410A（ SUVA 9100 ）的一般物理性能

物理性质	单位	R-407C	R-410A	R-22
分子量	g/mol	86.2	72.58	86.47
25℃下的蒸气压力	Kpa.abspsia	1174.1170.29	1652.9239.73	1043.1151.40
沸点（ 1atm ）	℃℉	-43.56-46.40	-51.53-60.76	-40.80-41.40
临界温度	℃℉	86.74188.13	72.13161.83	96.24205.24
临界压力	Kpa.abspsia	4619.10669.95	4926.10714.5	4980.71722.39
临界密度	Kg/m31b/ft3	527.3032.92	488.9030.52	524.2132.73
25℃下的液体密度	Kg/m31b/ft3	1134.070.80	1062.466.32	1194.6874.53
25℃下饱和气体密度	Kg/m31b/ft3	41.982.62	65.924.12	44.212.76

4、R-410A 制冷剂

组成：HFC-32/HFC-125=50/50，HFC 型制冷剂，ODP值为零。

R410A（Genetron AZ-20 , Puron410A）主要应用于家用空调和小型单元空调中。因为与HCFC-22相比，R410A的压力要高得多，所以典型的HCFC-22压缩机不可使用R410A制冷剂。

压缩机生产商通常建议使用POE（Polyol Ester）多元醇酯冷冻机油。

R-410A 成分的化学名和分子式

成分	化学名称	分子式	CAS 号码	分子量
HFC-32	二氟甲烷	CF2H2	75-10-5	52.0
HFC-125	五氟乙烷	CF3CHF2	354-33-6	120.0

R-407C、R-410A、R-22的理论循环性能

	R-22	R-407C	R-410A
制冷容量	1.00	1.00	1.45
有效系数	6.43	6.27	6.07
压缩比（率）	2.66	2.83	2.62
压缩机释放温度 ℃（ ℉ ）	77.3(171.2)	75.1(167.1)	(166.37)
压缩机释放压力 kpa （ psia ）	1662(241.0)	1763(255.6)
温度滑移	0(0)	4.9(8.9)	0(0)
注：冷凝器：43.3℃，蒸发器：7.2℃，低温冷却：2.8℃，过热：8.3℃

R-407C（SUVA 9000）和R-410A（ SUVA 9100 ）的一般物理性能：

物理性质	单位	R-407C	R-410A	R-22
分子量	g/mol	86.2	72.58	86.47
25℃下的蒸气压力	Kpa.abspsia	1174.1170.29	1652.9239.73	1043.1151.40
沸点（ 1atm ）	℃℉	-43.56-46.40	-51.53-60.76	-40.80-41.40
临界温度	℃℉	86.74188.13	72.13161.83	96.24205.24
临界压力	Kpa.abspsia	4619.10669.95	4926.10714.5	4980.71722.39
临界密度	Kg/m31b/ft3	527.3032.92	488.9030.52	524.2132.73
25℃下的液体密度	Kg/m31b/ft3	1134.070.80	1062.466.32	1194.6874.53
25℃下饱和气体密度	Kg/m31b/ft3	41.982.62	65.924.12	44.212.76

5、R-417A（ISCEON MO59）环保制冷剂

环保制冷剂R-417A（ISCEON MO59），最早是由法国罗地亚公司(该制冷剂业务现已被美国杜邦DuPont公司收购)研制。美国采暖, 制冷与空调工程师学会（ASHRAE）的授予的编号是R-417A，R-417A的毒性与可燃性评定等级是A1/ A1级，臭氧消耗潜值ODP为零，可以完全替代R22的旧系统和新设备，为目前全世界广泛接受的环保制冷剂。

R417A能与现有的冷冻油互溶，适合典型的R22直接膨胀（DX）系统使用。它与R22的操作压力和效能十分接近，是代替R22的长远解决方案，而不需要对设备和系统进行改动，适用于各种使用R22的空调和冷冻机组。目前，R417A在欧洲替换制冷剂市场占80%以上的市场份额，被广泛地用于商场、宾馆、超市和办公场所等中央空调制冷剂的替换，其节能、环保、高效和替换简单（不用换压缩机和膨胀阀）等特点，使其已成为欧洲替换R22的首选产品。

★ R417A的主要应用：1. R417A用于现存R22制冷空调设备的无氟替换：用于直接替换现存的直接膨胀式固定空调系统（家用、商用空调系统）上使用的氟里昂R22的一种新型环保制冷剂；同时也可用于中温商用制冷系统。

2. R417A应用于热泵热水器（初装）：R417A在热泵热水器上的成功应用，使得R417A成为了主流的热泵冷媒。

★ R417A用于针对使用氟利昂R22的制冷空调系统无氟替换具有以下特点：

1. 无须更换压缩机和压缩机润滑油。

2. 无须提高系统的耐压设计。

3. 无须变更系统内的塑料、绝缘材料、金属部件。

4. 无须大幅度变更生产工艺要求。

5. 无须重新设置生产线，可与原有的R22和R407C、R410A生产线兼用。

6. 成分比例较稳定；通常制冷剂容量不足时，可以直接补足，而无须全部排空再加注。

7. 直接替换氟里昂R22，方便新旧产品售后维修，降低了售后维修对人员和设备的要求。

8. 降低了生产和售后维修成本。

9. 综合设计可达到提高能效比，提高产品的综合竞争力的目的。

R417A用于热泵热水器（替代氟利昂R22）具有以下特点：

1. 适用的工作环境温度广，可在寒冷地区（－15℃）以上正常使用。

2. 热水器出水温度可高于70℃，能力强。

3. 环保型产品，R417A制冷剂对臭氧层没有污染。

4. 加热过程中热效率比R22高，比R22节省18%左右的电能。

5. 排气压力、排气温度小于R22，压缩机使用寿命长。

6. 可直接替换，无需更换压缩机和膨胀阀。

7. 兼容R22系统，兼容MO、POE、PAG 或 AB压缩机润滑油，替代成本低。

8. 成分比例较稳定，泄漏85%以上时，其组分比例才会有较大变化。

9. 符合向欧、美、日等发达国家对出口产品的环保要求和安全要求。

R417A与R22实际制冷状况测试对比

检测项目	单位	技术要求	检测结果	结论
R22	R417A
制冷	制冷量	w	空调器实测制冷量不应小于额定制冷量的 95%	2575	2396	R417A比R22节能15％
制冷量消耗功率	w	空调器实测制冷量消耗功率不大于额定制冷功率的 110%	973	798
能效比	w/w	不小于能效比规定值的 85%	2.65	3.00

R417A与其它制冷剂的主要物化性质对比（1）

物理性质	R417A	R134A	R22	R407C
混合组成	R125/R134a/R600	C2H2F4	CHCLF2	R32/R125/R134a
可替代品	R22	R12	—	R22
分子量	106.7	102.04	86.50	86.2
沸点 (1ATMS) ℃	-41.8	-26.5	-40.8	-44
露点 (1ATMS) ℃	-36.7	—	—	-36.3
蒸气压力(25℃)psia	142.8	95.42	151.2	172
大气压	10.2	6.82	10.8	12.3
临界温度 ℃	89.9	101.2	96.0	86.05
绝对温度 K	363.1	374.2	369.3	359.2
临界压力 psia	615	589.3	723.6	671.4
液体密度（25 ℃） Kg/m3	1152	1206	1194	1142
液体比热（25 ℃） KJ/Kg.K	1.42	1.43	1.40	1.53
比热比率（25 ℃） Cp/Cv	1.11	1.12	1.18	1.14
气化热 KJ/Kg	203.4	216.4	233.1	241.2
蒸气黏度(1ATMS 25℃)cP	0.0121	0.012	0.0131	0.013
液体黏度（25 ℃）cP	0.162	0.2	0.216	0.153
臭氧消耗潜能 ODP	0	0	0.05	0
温室效应系数 HGWP	0.49	0.33	0.43	0.4
可燃性	不燃	不燃	不燃	不燃
美国供暖、制冷及空调协会 (ASHRAE) 毒性与可燃性测试	毒性与可燃性测试评定为 A1/A1 等级	A1 等级	A1 等级	A1/A1 等

R417A与其它制冷剂的主要物化性质对比（2）

制冷剂	成份	沸点℃	临界温度℃	临界压力(bar)	气化热kJ/kg
R417A	混合物	-41.8	89.9	42.42	203.4
R407C	混合物	-44	86.05	46.3	241.2
R12	单一成份	-30	112	41.1	145
R134a	单一成份	-26.5	101.2	40.6	216.4
R22	单一成份	-44	86.5	49.9	233.1
* 沸点/临界温度在 1ATMS 下测试

★ R417A配套用冷冻机

R417A兼容传统的、和新型的冷冻机润滑油，包括：矿物油（MO）、烷基苯冷冻润滑油（AB）、及酯类冷冻润滑油（POE）。大多数情况下，替换过程中不需要更换冷冻润滑油类型。

制冷剂	冷冻机润滑油
R417A	MO, POE, PAG or AB
R12	MO
R134a	POE
R22	MO or AB
R502	MO or AB
R407C	POE
MO=矿物油 PAG=聚二醇类　　　 AB=烷基苯类　　　 POE=合成酯类

★ R417A与相关材料的相容性

正常使用条件下，该制冷剂可与大多数冷冻压缩机油（PAG、POE、矿物油、合成冷冻油）和制冷系统的部件相适应。对钢、铸铁、黄铜、锡、铅锌、铝、密封橡胶、绝缘漆无腐蚀性。

材料	型号	相配	不推荐使用
氯丁二烯橡胶	70 CR 746	●
乙烯 - 丙烯 - 二烯烃橡胶	EPDM 155 892	●
乙烯 - 丙烯 - 二烯烃橡胶	70 EPDM 281	●
氟化橡胶	75 FKM		●
氟化橡胶	70 FKM	●
氢化丙烯晴 - 丁二烯橡胶	70 NEM 150 531	●
氯丁二烯橡胶		●
丙烯晴 - 丁二烯橡胶	72 NBR 872	●
丙烯晴 - 丁二烯橡胶	72 NBR 872	●

★ R417A在维修过程中的再添加

由于充填过程制冷剂成分比例不变，所以无需采用特别的充填程序和设备。 R417A制冷剂在充填或泄漏时成份比例相当稳定；通常情况下，充注使用后，若发现系统内制冷剂容量不足时，可以直接重新补足，而无须排走全部已灌充的制冷剂。 试验表明：当泄漏达到原来的 85% 以上时成份才会有约 5% 的变化。 而且其不燃性使其使用更安全。

6、R-22 二氟一氯甲烷制冷剂

Freon22 (二氟一氯甲烷 Chlorodifuoromethane) ，分子式CHClF，分子量 86.47。R-22在常温下为无色，近似无味的气体，不燃烧、无腐蚀、毒性极微，加压可液化为无色透明的液体，为HCFC型制冷剂。R-22的化学稳定性和热稳定性均很高，特别是在没有水份存在的情况下，在200 ℃以下与一般金属不起反应。在水存在时，仅与碱缓慢起作用。但在高温下会发生裂解。

R-22是一种低温制冷剂，可得到-80℃的制冷温度。适用于家用空调、中央空调和其它商业制冷设备。也可用作聚四氟乙烯树脂的原料和灭火剂1121的中间体。

适用的冷冻机油有：烷基苯AB （Alkybenzene）合成油、 POE （Polyol Ester）多元醇酯合成油、环烷基矿物油MO（Mineral oil）。

R22 的技术指标

指标名称	优级品	一级品	合格品
外观	无色、不浑浊
气味	无异臭
纯度 % ，≥	99.8	99.5	99.0
水份 % ，≤	0.001	0.002	0.005
酸度（以HCI计）% ，≤	0.00001	0.0001	0.0001
蒸发残留物 % ，≤	0.01	0.01	0.02