【正文】 名稱 化學(xué)式 分子量 安全分組 大氣壽命 (年 ) ODP GWP 11 三氯一氟甲烷 CCl3F A1 50 1 3800 12 二氯二氟甲烷 CCl2F2 A1 102 1 8100 22 一氯二氟甲烷 CHClF2 A1 .055 1500 32 二氟甲烷 CH2F2 52 A2 0 650 123 二氯三氟乙烷 CHCl2CF3 153 B1 .02 90 125 五氟乙烷 CHF2CF3 120 A1 0 2800 134a 1,1,1,2四氟乙烷 CF3CH2F 102 A1 0 1300 245fa 1,1,2,2,3五氟丙 烷 CHF2CH2CF3 B1 0 820 290 丙烷 CH3CH2CH3 44 A3 1 0 ~0 404a R125/143a/134a (44/52/4) A1 3260 407C R32/125/134a(23/25/52) A1 0 1530 410A R32/125 (50/50) A1 0 1730 500 R12/152a () A1 .74 6010 507a R125/143a (50/50) A1 600 丁烷 CH3CH2CH2CH3 A3 1 0 ~0 717 氨 NH3 17 B2 N/A 0 0 718 水 H2O 18 A1 N/A 0 1 744 二氧化碳 CO2 44 A1 N/A 0 1 具體物理性質(zhì) 制冷劑 標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) (F ) 音速 (ft/s) 40 176。發(fā)展中國家也有一個淘汰時間表，但淘汰時限延長。 HCFC123是 CFC11 的過渡替代制冷劑。常用 CFC 族物質(zhì)都穩(wěn)定、安全（從制冷劑標(biāo)準(zhǔn)的角度看）、不可燃且能效高。 . 氯氟碳族 (CFC 族 ) 氯氟碳族 (CFC 族 )有許多物質(zhì)，但在空調(diào)中最常用的是 R1 R1 R113 和 R114. CFC 族到20 世紀(jì)中葉時已經(jīng) 普遍使用。 . 烴類物質(zhì) 丙烷 (R290)和異丁烷 (R600a),以及其他氫碳物質(zhì) ,能夠在蒸氣壓縮過程中作為制冷劑使用。用于蒸氣壓縮循環(huán)正位移壓縮機(jī)。多用于正位移壓縮機(jī)的蒸氣壓縮過程。但是不一定，因吸收式制冷機(jī)直接使用化石燃料，而電制冷機(jī)使用電能。是一種天然制冷劑 .吸收式制冷機(jī)即使是雙效制冷機(jī)，其挑戰(zhàn)是 COP（性能系數(shù)）只比 1 稍大（離心式制冷機(jī)的 COP 大于 5）。雖然 ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn) 34 把許多物質(zhì)分類為制冷劑，但只有少部分用于商業(yè)空調(diào)。新的解決方案是開發(fā) HFC 族，來擔(dān)當(dāng)制冷劑的主要角色。 空調(diào)工業(yè)從幼小成長為幾十億美元的產(chǎn)業(yè)，使用的都是以上幾種制冷劑。 20 世紀(jì) 30 年代，一系列鹵代烴制冷劑相繼出現(xiàn)，杜邦公司將其命名為氟利昂（ Freon）。 二十世紀(jì)初，制冷系統(tǒng)開始作為大型建筑的空氣調(diào)節(jié)手段。二氧化碳 (CO2) 和氨 (NH3)分別在 1866 年和 1873年首次被用作制冷劑。一些物質(zhì)，被認(rèn)為是制冷劑（如 R141b），實(shí)際上卻廣泛應(yīng)用于諸如發(fā)泡劑場合，其實(shí)很少用于冷卻場合。易燃物質(zhì)如丙烷和異丁烷也被作為制冷劑使用。 HVAC 工業(yè)的許多業(yè)內(nèi)人士將馬上想到制冷劑知識 手冊 第 4 頁 共 42 頁 CFC 族物質(zhì)（氯氟碳）。與太空飛行和計(jì)算機(jī)的發(fā)明并列，制冷也進(jìn)入了這個十大排行榜，因?yàn)槿绻麤]有制冷，食物保存將不可能。這使得設(shè)備采購決策者經(jīng)常無所適從。制冷劑應(yīng)用知識手冊 制冷劑應(yīng)用知識手冊 編譯者 注：本手冊的主要資料來源摘譯自美佳（ MCQUAY）空調(diào)公司的《制冷劑應(yīng)用手冊》（ AG 31007），參考了部分教科書籍和相關(guān)報紙的報道，并摘編了中國 CFC制冷劑淘汰綱要內(nèi)容。 當(dāng) HVAC 設(shè)備制造商以制冷劑作為重要的市場賣點(diǎn)時，多是公說公有理婆說婆有理。 2. 什么是制冷劑 在上個千年結(jié)束的時候，曾排出了名目繁多的十大排行榜，包括一個二十世紀(jì)最偉大發(fā)明的排行榜。 HVAC 工業(yè)的業(yè)外人士可能會把制冷劑描述成空調(diào)器中使用的某種流體。二氧化碳 (CO2)和氨 (NH3)作為“天然”制冷劑而為人所知。 制冷劑是化學(xué)物質(zhì)。它用乙醚作制冷劑，是一種蒸氣壓縮系統(tǒng)。多數(shù)食物仍用冬天收集或工業(yè)制備的冰塊來保存。威利斯 .開利（ Willis Carrier）開發(fā)了第一臺商用離心式制冷機(jī)，開創(chuàng)了制冷和空調(diào)的紀(jì)元。 60 年代開始使用非共沸制冷劑。這導(dǎo)致了1987 年蒙特利爾議定書的通過，議定書要求淘汰 CFC 和 HCFC 族。雖然全球變暖的因素很多，但因?yàn)榭照{(diào)和制冷耗能巨大（美國建筑物耗能約占總能耗的 1/3），且許多制冷劑本身就是溫室氣體，制冷劑又被列入了討論范圍。商業(yè)吸收循環(huán)一般用水作為 制冷劑，溴化鋰為吸收劑 . 水無毒、不可燃、來源豐富。吸收式制冷機(jī)的低 COP值可能表明比離心制冷機(jī)需要消耗更多的化石燃料。它是一種今天仍在使用的“原始”制冷劑。 . 二氧化碳 , R744 二氧化碳 (CO2)是一種天然制冷劑 . 它在 19世紀(jì)末 20 世紀(jì)初停止使用，現(xiàn)在正在研究重新對它的使用。盡管如此，仍可能有一些應(yīng)用，如復(fù)疊制冷， CO2 將是有用的。后者嚴(yán)重限制了它們在北美的使用，因受現(xiàn)今安全規(guī)范的制約。它們用于蒸氣壓縮過程的所有型式的壓縮機(jī)中。 HCFC22 是世界上使用最廣泛的制冷劑。在發(fā)達(dá)國家已被限量生產(chǎn)且很快將減產(chǎn)。 常用HFC 族制冷劑能效高被分類 成 A1 (低毒不燃 ).但對全球變暖有影響。F) psi 溫度滑差 ( 176。 F 液體 導(dǎo)熱系數(shù) Btu/h*ft*176。但選擇一種制冷劑用于制冷和空調(diào)，要考慮的性質(zhì)遠(yuǎn)不止上述這些。對循環(huán)的基本了解將有助于領(lǐng)會制冷劑問題的復(fù)雜性。甚至可將循環(huán)過程作為一個加熱器，將熱量從冷流體（室外空氣）轉(zhuǎn)移到熱流體（室內(nèi)空氣），這就是熱泵。吸收的熱量使制冷劑沸騰，從液體變成氣體。那么，它從制冷劑中取走熱量，使水溫升高 ，制冷劑從氣體冷凝成液體。 壓焓圖 壓焓（ PH）圖是觀察制冷循環(huán)的另一種方式。在相變時吸收熱量（潛熱）。壓縮功增加了制冷劑中熱值 . 曲線的垂直部分表示制冷劑壓力（和溫度）從點(diǎn) 2 升高到點(diǎn) 3。和在蒸發(fā)器中一樣 ,線為水平表明壓力（或溫度）不變。圖中示出了標(biāo)準(zhǔn)的水溫工況。 蒸發(fā)器中的過程相似 .這樣，蒸發(fā)器中的制冷劑為恒定的 5℃ 。這可以從制冷劑壓力溫度表中查出。 . 毒性 ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)用毒性和可燃性表示制冷劑安全級別的兩個關(guān)鍵因素。 級 1：制冷劑的空氣中實(shí)驗(yàn)時不會燃燒。 物質(zhì)的毒性是相對而言的。用毒性這個詞來說 , 越容易分解的物質(zhì)毒性越大 。 制冷劑知識 手冊 第 10 頁 共 42 頁 . 劇毒性 劇毒性指的是短期暴露于高濃度物質(zhì)中時有傷害。服務(wù)人員可能天天都和制冷劑接觸，其影響往往是長時間累積的結(jié)果。簡而言之， 是不會產(chǎn)生慢毒性問題的最高允許濃度 。吸煙也可能加重個體的反應(yīng)。由制冷劑制造商聯(lián)合發(fā)起，對氟碳基物質(zhì)進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)。制冷劑的燃燒可能也是一個潛在的危險。 任何制冷劑在正確使用時都是安全的，而任何制冷劑的不正確使用都能造成傷害 。一般認(rèn)為水 (R718)是不可燃的，而丙烷 (R290)是可燃的。 C 時即使沒有明火，紙也會自燃。 . 最低燃燒濃度 (LFL) 一種制冷劑的 LFL 是在空氣中會燃燒的最小均勻濃度，一般用體積濃度表示，在 1 大氣壓 /25℃的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。數(shù)值為正表示放熱，吸熱時為負(fù)。 例如， R32是 R407C 和 R410A 中的一種 A2 級制冷劑組份，但 R407C 和 R410A 卻是 A1級制冷劑。 燃燒性是在 1 大氣壓 /21℃ 的條件下實(shí)驗(yàn)的，在壓力和溫度較高時制冷劑可能變成是可燃的。丙烷的最低燃燒濃度為 %（對應(yīng)質(zhì)量濃度為 ），在本例中要達(dá)到燃燒濃度，需要排放 516 克丙烷，即冰箱充注量的兩倍多。對多數(shù)人來說，效率即“為了得到一個固定的制冷量，我提供了多少能量或者是我花了多少錢？”。制冷劑對系統(tǒng)效率當(dāng)然也會產(chǎn)生多方面的影響，包括流動性質(zhì)（被泵送的容易程度）、換熱性質(zhì)、音速及其他。實(shí)際循環(huán)的效率卻又要考慮傳熱傳質(zhì)性質(zhì)及制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。請注意制冷 劑不是公式的一部分。 圖 5 – 卡諾循環(huán) 制冷劑知識 手冊 第 12 頁 共 42 頁 . 換熱性質(zhì) 制冷的主要目的是將熱量從不需要的地方轉(zhuǎn)移到需要的地方（或轉(zhuǎn)移到至少不會有問題的地方）。 有許多因素影響換熱。這些參數(shù)在換熱器設(shè)計(jì)時用于計(jì)算普朗特數(shù) (Pr=μ這種說法是 基于不考慮制冷劑換熱性質(zhì)的理論模型。較小的壓比將減少功率消耗，增強(qiáng)系統(tǒng)性能。所有具有臭 氧破壞潛值的制冷劑都已經(jīng)或?qū)⒁凑彰商乩麪栕h定書的要求淘汰。 R22 的低 ODP 值使得整個制冷工業(yè)正呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)。烴類制冷劑的 GWP 值一般比二氧化碳高，但排放量小很多。關(guān)于制冷劑溫室效應(yīng)的一個更科學(xué)的指標(biāo)是 TEWI。所有這些物質(zhì)都應(yīng)仔細(xì)確認(rèn)和制冷劑的相容性。不幸的是，CFC 族制冷劑的這種固有的穩(wěn)定性和很長的大氣壽命是導(dǎo)致其被淘汰的一個原因 。 當(dāng)將 CFC 制冷劑換成 HCFC123 和 HFC134a時，考慮的重點(diǎn)應(yīng)是材料相容性，因?yàn)?HCFC123 與 R11 制冷機(jī)中的絕緣層和墊片一點(diǎn)也不相容。這些老機(jī)器如果考慮改造的話，應(yīng)進(jìn)行全面評價。當(dāng)聚合物被析出時，絕緣層會變脆、分層和其他方面退化，這些變化將導(dǎo)致電機(jī)失效。 磁性線圈的絕緣層一般是一種熱烤琺瑯。當(dāng)更換制冷劑時也要特別注意原設(shè)計(jì)中所用絕緣材料和新制冷劑的相容性。 制冷劑對塑料的影響一般隨著制冷劑分子中氟原子的減少而減小。在 Imagination Resources ，按照標(biāo)準(zhǔn) 97 的程序， R1 R500、 R123 及 R134a 與銅、鋼、鋁、太陽牌 4GS 油進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，只有 R123 顯示出不相容的跡象。好冷凍油的目標(biāo)是保護(hù)運(yùn)動零件、增加壓縮機(jī)內(nèi)部的密封性（與粘度有關(guān)）、與制冷劑及系統(tǒng)中其他材料化學(xué)相容、在制冷劑中的溶解度低且是安全的。滿液式系統(tǒng)中一般有回油系統(tǒng)來將冷凍油從制冷劑中分離出來（如油分離器），并讓油回到壓縮機(jī)。礦物油是天然的（從原油提煉）。新的 HCFC123 制冷劑要求使用合成油如 POE。 CFC 制冷劑一般用礦物油作為冷凍油。 HCFC 制冷劑既可用礦物油也可用合成油。濕氣在制冷回路中是有害的，因?yàn)闈駳饽芘c碳一起形成碳酸，可能造成冰堵或銅鍍。臨界點(diǎn)的性質(zhì)用臨界密度、臨界壓力、臨界比容和臨界溫度來表征。 臨界點(diǎn)討論 在許多應(yīng)用中都認(rèn)為 R410A是 R22的優(yōu)先替代工質(zhì)。當(dāng)空冷產(chǎn)品用于高溫環(huán)境時，這一點(diǎn)是一個問題。 C，非?？拷€的圓頂，只有很小的冷凝余地，將導(dǎo)致效率的降低。 非共沸制冷劑由幾種制冷劑組份混和而成，其性質(zhì)不象單組份制冷劑。 C)、 R125(標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 49176。在圖上劃一條垂線，垂線分別與液體線和蒸氣線相交所得得溫度差值就是該濃度時的溫度滑差 . . 蒸發(fā)器中的溫度滑差 空調(diào)中蒸發(fā)器由兩種主要型式 ：干式（也叫直膨式）和滿液式 . 干式蒸發(fā)器的制冷劑走管內(nèi)，水（制冷機(jī)）或空氣（直膨盤管）走管外。細(xì)小液滴的表面積很大，從管外的冷凍水或空氣中吸收熱量。管內(nèi)冷凍水的熱量使制冷劑蒸發(fā) , 壓縮機(jī)吸氣口抽出殼體上部排出的制冷劑氣體。 C，而 R410A 的溫度滑差只有 176。 . 非共沸制冷劑的服務(wù)問題 由于非共沸制冷劑的分餾特性，機(jī)組發(fā)生泄漏時就會有一個問題：到底是哪種組份漏出去了？說各組份按設(shè)計(jì)質(zhì)量比例泄漏顯然是憑想象。表 2 是測得的制冷劑原始濃度和經(jīng)反復(fù)排放添加后的最終濃度。 制冷劑知識 手冊 第 17 頁 共 42 頁 . 音速 音速對制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說是重要的， 因?yàn)樗鼪Q定了制冷劑流動的速度限制 。表 1 示出了常用制冷劑的音速。為真正優(yōu)化 R134a 機(jī)器的性能，應(yīng)修改制冷劑流道，特別是 減小葉輪入口尺寸來增強(qiáng)性能 。 物理性質(zhì)討論 沸點(diǎn)性質(zhì)可以顯示出兩種離心機(jī)常用制冷劑 R123 和 R134a 的差別。 R134a 的常壓沸點(diǎn)是 176。 水在吸收式制冷機(jī)中被用作制冷