制冷劑生產(chǎn)工藝技術(shù)(已修改)
2025-03-04 10:37 本頁面
【正文】 武漢理工大學(xué) 輪機(jī)工程系 制冷劑又稱制冷工質(zhì)，它是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過其本身的狀態(tài)變化以實(shí)現(xiàn)制冷的工作物質(zhì)。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻介質(zhì)（水或空氣等）的熱量而汽化，在冷凝器中將熱量傳遞給周圍空氣或水而冷凝。它的性質(zhì)直接關(guān)系到制冷裝置的制冷效果、經(jīng)濟(jì)性、安全性及運(yùn)行管理，因而對制冷劑性質(zhì)要求的了解是不容忽視的。 第三節(jié) 制冷劑 武漢理工大學(xué) 輪機(jī)工程系 一、對制冷劑性質(zhì)的要求 １ .臨界溫度要高，凝固溫度要低 。這是對制冷劑性質(zhì)的基本要求。臨界溫度高，便于用一般的冷卻水或空氣進(jìn)行冷凝；凝固溫度低，以免其在蒸發(fā)溫度下凝固，便于滿足較低溫度的制冷要求。 ２ .在大氣壓力下的蒸發(fā)溫度要低 。這是低溫制冷的一個必要條件。 ３ .壓力要適中 。蒸發(fā)壓力最好與大氣壓相近并稍高于大氣壓力，以防空氣滲入制冷系統(tǒng)中，從而降低制冷能力。冷凝壓力不宜過高（一般 ≯ 12～ 15絕對大氣壓），以減少制冷設(shè)備承受的壓力，以免壓縮功耗過大并可降低高壓系統(tǒng)滲漏的可能性。 ４ .單位容積制冷量ｑ v要大 。這樣在制冷量一定時，可以減少制冷劑的循環(huán)量，縮小壓縮機(jī)的尺寸。 ５ .導(dǎo)熱系數(shù)要高，粘度和密度要小 。以提高各換熱器的傳熱系數(shù)，降低其在系統(tǒng)中的流動阻力損失。 ６ .絕熱指數(shù)ｋ要小 。由絕熱過程中參數(shù)間關(guān)系式可知，在初溫和壓縮比相同的情況下，K↑→T2↑?？梢?，ｋ小可降低排氣溫度。 ７ .具有化學(xué)穩(wěn)定性 。不燃燒、不爆炸、高溫下不分解、對金屬不腐蝕、與潤滑油不起化學(xué)反應(yīng)、對人身健康無損無害。 ８ .價格便宜，易于購得 。且應(yīng)具有一定的吸水性，以免當(dāng)制冷系統(tǒng)中滲進(jìn)極少量的水分時，產(chǎn)生“冰塞”而影響正常運(yùn)行。 武漢理工大學(xué) 輪機(jī)工程系 二、制冷劑的一般分類 根據(jù)制冷劑常溫下在冷凝器中冷凝時飽和壓力 Pk和正常蒸發(fā)溫度 T0的高低，一般分為 三大類 ： １ .低壓高溫制冷劑 冷凝壓力 Pk≤ ２～３ Kg/cm2（絕對）， T0 ０ ℃ 如Ｒ 11（ CFCl3），其 T0＝ ℃ 。這類制冷劑適用于空調(diào)系統(tǒng)的離心式制冷壓縮機(jī)中。通常３０ ℃ 時， Pk≤。 ２ .中壓中溫制冷劑 冷凝壓力 Pk 20Kg/cm2（絕對），０ ℃ T0 60℃ 。 如Ｒ 71Ｒ 1Ｒ 22等，這類制冷劑一般用于普通單級壓縮和雙級壓縮的活塞式制冷壓縮機(jī)中。 ３ .高壓低溫制冷 冷凝壓力 Pk≥20Kg/cm2 （絕對）， T0≤ － 70℃ 。 如Ｒ 13（ CF3Cl）、Ｒ 14（ CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，這類制冷劑適用于復(fù)迭式制冷裝置的低溫部分或－７０ ℃ 以下的低溫裝置中。 武漢理工大學(xué) 輪機(jī)工程系 三、常用制冷劑的特性 目前使用的制冷劑已達(dá) 70～ 80種，并正在不斷發(fā)展增多。但用于食品工業(yè)和空調(diào)制冷的僅十多種。其中被廣泛采用的只有以下幾種： １ .氨（代號：Ｒ 717） 氨是目前使用最為廣泛的一種中壓中溫制冷劑。氨的凝固溫度為 ℃ ， 標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－ ℃ ，在常溫下冷凝壓力一般為 ～ ，即使當(dāng)夏季冷卻水溫高達(dá)３０ ℃ 時也決不可能超過 。氨的單位標(biāo)準(zhǔn)容積制冷量大約為 520kcal/ｍ 3。 氨有很好的吸水性，即使在低溫下水也不會從氨液中析出而凍結(jié)，故系統(tǒng)內(nèi)不會發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象。氨對鋼鐵不起腐蝕作用，但氨液中含有水分后，對銅及銅合金有腐蝕作用，且使蒸發(fā)溫度稍許提高。因此，氨制冷裝置中不能使用銅及銅合金材料，并規(guī)定氨中含水量不應(yīng)超過 ％。 氨的比重和粘度小，放熱系數(shù)高，價格便宜，易于獲得。但是，氨有較強(qiáng)的毒性和可燃性。若以容積計(jì)，當(dāng)空氣中氨的含量達(dá)到 ％～ ％時，人在其中停留半個小時即可中毒，達(dá)到 11％～ 13％時即可點(diǎn)燃，達(dá)到 16％時遇明火就會爆炸。因此，氨制冷機(jī)房必須注意通風(fēng)排氣，并需經(jīng)常排除系統(tǒng)中的空氣及其它不凝性氣體。 武漢理工大學(xué) 輪機(jī)工程系 總上所述，氨作為制冷劑的優(yōu)點(diǎn)是：易于獲得、價格低廉、壓力適中、單位制冷量大、放熱系數(shù)高、幾乎不溶解于油、流動阻力小，泄漏時易發(fā)現(xiàn)。其缺點(diǎn)是：有刺激性臭味、有毒、可以燃燒和爆炸，對銅及銅合金有腐蝕作用。 武漢理工大學(xué) 輪機(jī)工程系 ２ .氟利昂－ 12（代號：Ｒ 12） Ｒ 12為烷烴的鹵代物，學(xué)名二氟二氯甲烷。它是我國中小型制冷裝置中使用較為廣泛的中壓中溫制冷劑。 Ｒ 12的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－ ℃ ， 在常溫下 冷凝壓力一般為 ～ ，凝固溫度為 155℃ ，單位容積標(biāo)準(zhǔn)制冷量約為 288kcal/ｍ 3。 Ｒ 12是一種無色、透明、沒有氣味，幾乎無毒性、不燃燒、不爆炸，很安全的制冷劑。只有在空氣中容積濃度超過 80％時才會使人窒息。但與明火接觸或溫度達(dá) 400℃ 以上時，則分解出對人體有害的氣體。 Ｒ 12能與任意比例的潤滑油互溶且能溶解各種有機(jī)物，但其吸水性極弱。因此，在小型氟利昂制冷裝置中不設(shè)分油器，而裝設(shè)干燥器。同時規(guī)定Ｒ 12中含水量不得大于 ％，系統(tǒng)中不能用一般天然橡膠作密封墊片，而應(yīng)采用丁晴橡膠或氯乙醇等人造橡膠。否則，會造成密封墊片的膨脹引起制冷劑的泄漏。 武漢理工大學(xué) 輪機(jī)工程系 ３ .氟利昂－ 22（代號：Ｒ２２） Ｒ 22也是烷烴的鹵代物，學(xué)名二氟一氯甲烷， 標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度約為－ 41℃，凝固溫度約為－ 160℃ ， 在常溫下 冷凝壓力同氨相似，單位容積標(biāo)準(zhǔn)制冷量約為 454kcal/ｍ 3。 Ｒ 22的許多性質(zhì)與Ｒ 12相似，但化學(xué)穩(wěn)定性不如Ｒ 12，毒性也比Ｒ 12稍大。但是，Ｒ 22的單位容積制冷量卻比Ｒ 12大的多，接近于氨。當(dāng)要求－40～－ 70℃ 的低溫時，利用Ｒ 22比Ｒ 12適宜，故目前Ｒ 22被廣泛應(yīng)用于－40～－ 60℃ 的雙級壓縮或空調(diào)制冷系統(tǒng)中。 （代號：Ｒ 134a） Ｒ 134a不含氯原子， 標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度約為－ ℃ ，凝固溫度約為－ 160℃， 在常溫下 冷凝壓力 。 武漢理工大學(xué) 輪機(jī)工程系 由于對臭氧層有破壞作用，《蒙特利爾議定書》規(guī)定禁用慣用的 CFC和 HCFC類物質(zhì) . 以制冷劑 CFC12為例，發(fā)達(dá)國家已于 1995年底禁止生產(chǎn)和使用 . 目前的替代路線主要有：以美國、日本為代表的 HFC134a，以德國為代表的碳?xì)浠衔锖鸵恍┻^渡性的混合制冷劑等 . HFC134a已進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)和實(shí)用階段， 但必須使用專用潤滑油和壓縮機(jī) ，生產(chǎn)線也需改造，且溫室效應(yīng)還較高 . 從長遠(yuǎn)看來尚不理想 . 碳?xì)浠衔锾烊淮嬖?，環(huán)境性能好，能效較
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