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空气能供暖一学就会—空气能热泵(5)

发布于:2017-05-31 14:04:31 来自:暖通空调/热泵工程 [复制转发]

八、制冷剂(载热剂)

1R-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%
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

2R-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)。

3R-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

4R-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

5R-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。

6R-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

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只看楼主 我来说两句抢地板
  • liuzhenggang
    liuzhenggang 沙发
    非常全面的讲座,继续学习!
    2017-10-09 16:50:09

    回复 举报
    赞同0
  • 猪头阿三
    猪头阿三 板凳
    感谢楼主分享!
    2017-07-31 08:37:31

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这个家伙什么也没有留下。。。

热泵工程

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