【正文】 水 (R718)是顯示凍結(jié)點(diǎn)重要性的例子。 C，為將沸點(diǎn)升高到 176。 C 以便制冷劑從液體變成氣體 (即蒸發(fā)過(guò)程 ) ,制冷劑必須處于真空狀態(tài)，此即制冷機(jī)處于負(fù)壓的概念。 R123 的常壓沸點(diǎn)是 176。常壓沸點(diǎn)直接指示制冷劑能被使用的溫度水平，凍結(jié)點(diǎn)必須低于任何預(yù)期的運(yùn)行溫度點(diǎn)。 . 物理性質(zhì) 有幾樣物理性質(zhì)指示制冷劑使用潛力。但是 R134a 的音速比 R12 高約 8%。 音速討論 90 年代中期， CFC 制冷劑被禁用，原來(lái)生產(chǎn) R12 制冷機(jī)的廠家迅速轉(zhuǎn)換成 R134a。 溫度上升音速增加，而壓力升高音速下降。趨近音速會(huì)產(chǎn)生激波，可能損壞設(shè)備。罐中剩余的制冷劑不能再用。表 3 是經(jīng)反復(fù)排放添加后的系統(tǒng)性能損失結(jié)果 . 杜邦公司用理論推算也得到了相似的結(jié)果（性能下降 9%）。 根據(jù)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究 ,一個(gè)R407C 制冷系統(tǒng)泄漏掉其充注量 %的制冷劑，然后直接添加質(zhì)量比例正確的新制冷劑，同樣的過(guò)程重復(fù)四次，最后，原始充注量的一半進(jìn)行了更換。機(jī)組發(fā)生泄漏時(shí)，維修時(shí)的一個(gè)辦法是把制冷劑全部放掉再重新充注已知正確質(zhì)量比例的新制 冷劑，此方法因費(fèi)用問(wèn)題并不總是可行。 R410A 可以用于滿液式系統(tǒng)， 盡管需要重新設(shè)計(jì)所有部件包括壓縮機(jī) (R410A 的壓力比 R22 高得多 ), 但對(duì)于新系統(tǒng)而言卻是較好的選擇。 C。 溫度滑差討論 R22 有兩種最可能的替代物： R407C 和 ， R407C 的溫 度滑差是 176。其過(guò)程很象火爐上水壺中的水被燒開(kāi)。 圖 9 滿液式蒸發(fā)器 制冷劑知識(shí) 手冊(cè) 第 16 頁(yè) 共 42 頁(yè) 圖 9 是滿液式蒸發(fā)器，所有換熱管浸泡殼程的制冷劑液體中。有溫度滑差的非共沸制冷劑在管內(nèi)分餾，沸點(diǎn)低的組份先蒸發(fā)，接著是其他組份。 圖 8 為干式蒸發(fā)器 .制冷劑流過(guò)熱膨脹裝置（如熱力膨脹閥），霧化成細(xì)小的液滴進(jìn)入蒸發(fā)器管內(nèi)。滿液式蒸發(fā)器用于制冷機(jī)，水走管內(nèi)，制冷劑走殼程。分餾過(guò)程中平均沸點(diǎn)的變化值就是溫度滑差 . 圖 7 R134a/32 混和物的非共沸特性 圖 7 表示 R134a/32 混和物在 R32 的含量從 0 到 100%變化時(shí)的非共沸特性。 C)和 R134a(標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 26176。 例如 R407C 由 R32 (標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 52176。 溫度滑差定義為在蒸發(fā)器或冷凝器中制冷劑相變開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的溫度差值 (單位為 176。 . 溫度滑差 溫度滑差是隨著非共沸制冷劑如 R407C 和 R410A 的使用而出現(xiàn)的一個(gè)新名詞。 如此，標(biāo)準(zhǔn)工況下一臺(tái)制冷劑知識(shí) 手冊(cè) 第 15 頁(yè) 共 42 頁(yè) R410A 的 5 冷噸的冷凝機(jī)組，在上述工況下會(huì)衰減成 冷噸一點(diǎn)也不奇怪。 C 的制冷劑傳熱溫差后， R410A 的溫度距臨界點(diǎn)的溫差為16176。比如在美國(guó)東南部，環(huán)境設(shè)計(jì)條件經(jīng)常是 40176。 C。但和 R22的臨界溫度 96176。 在低于但靠近臨界點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，會(huì)比較難于壓縮，導(dǎo)致效率很低，制冷量很小。 當(dāng)在臨界點(diǎn)以上運(yùn)行時(shí)，不可能出現(xiàn)單獨(dú)的液相，制冷劑在制冷循環(huán)中不會(huì)冷凝成液體。在此點(diǎn)時(shí)液體和氣體的溫度、密度和成分都相同。 應(yīng)特別注意不讓 POE 冷凍油暴露在大氣中以免吸收濕氣。 . POE 油和水 POE 油的吸濕性比礦物油強(qiáng)得多。有時(shí)加入添加劑來(lái)增強(qiáng)冷凍油的性能。盡管一般條件下不會(huì)存在這兩種油的混和物，但在系統(tǒng)更換制冷劑時(shí)這種情況卻可能出現(xiàn)。制冷劑中的氯原子提供了良好的抗磨性，因而在礦物油中不要或只需很少的添加劑。 . 制冷劑和冷凍油的相容性 制冷劑和冷凍油的相容性對(duì)制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行和壽命都有非常重要的影響。POE 冷凍油與 R123 是相容的，與礦物油卻不相容。這些油在整個(gè)制冷回路中流動(dòng)，接觸到了回路中的幾乎所有內(nèi)部表面。聚酯油 (POE)是用酒精合成制得的。商用空 調(diào)中最熟悉的兩種油是礦物油和聚酯油 (POE)。 因?yàn)橄Ｍ鋬鲇秃椭评鋭┗烊?, 兩者必須相容。 在滿液式制冷系統(tǒng)中，油很容易積存在蒸發(fā)器中而不能回到壓縮機(jī)，油的積存也會(huì)使蒸發(fā)器的換熱效率下降。 制冷劑知識(shí) 手冊(cè) 第 14 頁(yè) 共 42 頁(yè) 在干式 制冷回路中 (即直接膨脹式 – 參見(jiàn) 16 頁(yè) 蒸發(fā)器溫度滑差 )，冷凍油經(jīng)常隨制冷劑在回路中流動(dòng)，并沿路對(duì)部件進(jìn)行潤(rùn)滑。這些部件包括整個(gè)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)和各種閥門 (含熱力膨脹閥 )。 鹵代烴制冷劑在含水時(shí)會(huì)水解形成酸性物質(zhì)，對(duì)金屬有腐蝕作用。通過(guò)提高溫度， ANSI/ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn) 97 提供了一種材料相容性加速壽命實(shí)驗(yàn)方法。 . 制冷劑和金屬的相容性 烴類制冷劑與金屬接觸時(shí)一般非常穩(wěn)定。 部分氯丁橡膠在 HFC 制冷劑中會(huì)收縮，而丁腈橡膠和 R123 接觸時(shí)會(huì)膨脹。 . 和橡膠及塑料的相容性 墊片、 O 形圈等可能是用橡膠制成 . 制冷劑、冷凍油或兩者的混和物可能會(huì)析取橡膠成分而使橡膠的性質(zhì)發(fā)生不利變化。 要特別關(guān)注基于所選制冷劑認(rèn)真考慮電機(jī)的絕緣。與和空氣接觸不一樣，琺瑯和制冷劑接觸時(shí)絕緣性能會(huì)下降。當(dāng)繞組變熱時(shí)，制冷劑的快速釋放會(huì)使絕緣層起泡而導(dǎo)致繞組過(guò)早失效。析出的聚合物會(huì)沉積在制冷系統(tǒng)的其他地方，使流動(dòng)變粘或引起阻塞。 制冷劑和絕緣層會(huì)互相影響，制冷劑會(huì)從絕緣層中析取聚合物，或者是絕緣層吸收制冷劑。原用材料和 HCFC123 不相容的制冷機(jī)在改造時(shí)會(huì)花費(fèi)巨大的費(fèi)用。許多將在其使用壽命結(jié)束時(shí)替換掉。已經(jīng)找到了許多同時(shí)與 R11 或 R123 相容的材料，新 R11 制冷機(jī)中都已經(jīng)使用了這些新材料，這避免了將 R11 換成 R123 時(shí)的大量改造費(fèi)用。 但在將老系統(tǒng)置換成新制冷劑時(shí)，改造技師有責(zé)任仔細(xì)考慮材料的相容性。當(dāng)使用對(duì)環(huán)境更友好的制冷劑時(shí)，材料相容性 的挑戰(zhàn)一般會(huì)增加。這有利于和其他材料的相容性。外來(lái)物質(zhì)如濕氣也應(yīng)當(dāng)加以考慮。制冷劑將和銅、鋼、冷凍油、墊片和電機(jī)絕緣層等相接觸。 制冷劑的 GWP 并不排斥其 使用，但在評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)予以考慮。 現(xiàn)在或?qū)?lái)都不能說(shuō) HFC 族物質(zhì)不是一個(gè)可行的替代方案。 GWP 討論 R134a是一種 HFC制冷劑 . HFC族是京都議定書中關(guān)于溫室氣體清單中六類化學(xué)制品中的一類。二氧化碳被作為參照氣體，是因?yàn)槠鋵?duì)全球變暖的影響最大。 . 全球變暖潛值 (GWP) GWP 是一種物質(zhì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的一個(gè)指數(shù)。 當(dāng)前， R22 是最常用的制冷劑，仍然沒(méi)有清晰的替代物。任何新的制冷劑或制冷產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)都要求對(duì)臭氧層無(wú)破壞作用。請(qǐng)注意R11 和 R12 的破壞潛值最大 ().制冷劑的 ODP 不影響制冷劑的性能，但卻也是一個(gè)關(guān)鍵性質(zhì)。 . 臭氧消耗潛值 (ODP) ODP 是一種物質(zhì)破壞大氣臭氧層的一個(gè)指數(shù)。從而使換熱器中的傳熱溫差更小，在相同的制冷量下所要求壓比就小。該模型假定在規(guī)定的設(shè)計(jì)工況下熱量會(huì)完全傳遞 。 換熱討論 市場(chǎng)上一般認(rèn)為 R123 是效率最高的制冷劑。 cp/λ)。它們是粘度 (μ )、比熱 (cp)和導(dǎo)熱系數(shù) (λ)。有幾個(gè)因素如管路設(shè)計(jì)、材料和流量（雷諾數(shù)）和制冷系統(tǒng)自身有關(guān)。好的換熱效果使得換 熱器的傳熱溫差小，從而使壓縮機(jī)耗功減小，效率提高。此過(guò)程換熱是關(guān)鍵。任何根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)分析哪種制冷劑的效率最高的做法，這都是沒(méi)有意義的 。建立制冷劑模型并計(jì)算理論性能是可能的，但如果考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)和部件效率等的工程實(shí)際情況，談制冷劑的效率就是將蘋果和蘋果進(jìn)行比較，沒(méi)有任何價(jià)值?？ㄖZ循環(huán)的效率公式是： COP = TR /(TO TR) 式中 TR是絕對(duì)蒸發(fā)溫度， TO是絕對(duì)冷凝溫度。 . 卡諾循環(huán) 卡諾循環(huán)是一種完全可逆的理論循環(huán)。理論循環(huán)可比較制冷劑的效率，但在現(xiàn)實(shí)世界又無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 效率討論 效率是一個(gè)很難理解的參數(shù)。這些因素包括電機(jī)效率、壓縮機(jī)效率（全負(fù)荷和部分負(fù)荷）、換熱器設(shè)計(jì)、材 料選擇和運(yùn)行工況等。 COP=可用制冷效果 /外部能量輸入 系統(tǒng)效率越高，獲得同樣制冷量所需的能量越少。 . 效率 在制冷劑的所有性質(zhì)中 ,效率最讓人誤解和濫用。但是，在靠近地板處濃度較 高，如果有火星很可能引起爆炸。如果泄漏，丙烷氣體會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)空間且在較低位置濃度較高。 燃燒性討論 丙烷 ( R290)用作制冷劑，在 x 見(jiàn)方的廚房中 ,冰箱中的丙烷充注量大約是226 克。 濕度、壓力和溫度會(huì)影響制冷劑的燃燒性。 制冷劑開(kāi)發(fā)者將測(cè)試臨界燃燒比，臨界燃燒比是混合物不會(huì)燃燒時(shí)的最大可燃組分含量。可能混合制冷劑是 1 級(jí)，而一種組分是 2 級(jí)物質(zhì)。 . 混合物燃燒性 關(guān)于混合物的燃燒性比較有趣。 . 燃燒熱 (HOC) HOC 是制冷劑在空氣中燃燒 放出的熱量。將體積濃度與 *(分子量 )相乘可轉(zhuǎn)換成質(zhì)量濃度 lb/ft3。 制冷劑知識(shí) 手冊(cè) 第 11 頁(yè) 共 42 頁(yè) ? 級(jí) 3 制冷劑是高可燃的 .其在 1 大氣壓 /21℃ 時(shí)最低可燃濃度小于 lb/ft3 或燃燒熱 (HOC)大于等于 8174 Btu/Lb5 。 標(biāo)準(zhǔn) 34 將制冷劑分成三個(gè)可燃級(jí)別： ? 級(jí) 1 說(shuō)明制冷劑在 1 大氣壓 /21℃ 的空氣不會(huì)有火焰蔓延 。紙?jiān)诔乜諝庵信c明火接觸時(shí)會(huì)燃燒，當(dāng)溫度為 233176。但是，只要條件合適，許多物質(zhì)都是可燃燒的。和毒性一 樣，可燃性并不像乍一看起來(lái)那么簡(jiǎn)單。 . 可燃性 可燃性是評(píng)價(jià)制冷劑安全水平的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。而氨的強(qiáng)烈氣味，從另一方面講，卻能給人員提供早期警告。 安全討論 看看今天常用的兩種制冷劑，氨 (R717)和 R22. 標(biāo)準(zhǔn) 34 把氨列為 B2 級(jí)制冷劑，把 R22 列為 A1 級(jí)制冷劑 . 氨的毒性比 R22 高，但是， R22 在空氣環(huán)境中是氣體、比空氣重且無(wú)色無(wú)味。碰到泄漏時(shí)，制冷劑的低溫可能導(dǎo)致凍傷。這些實(shí)驗(yàn)包括 100 多個(gè)實(shí)驗(yàn)，耗時(shí) 6 年，費(fèi)用超過(guò) 500 萬(wàn)美元。 . PAFT PAFT 即氟碳替代物毒性實(shí)驗(yàn)。 由于遺傳因素、年齡、個(gè)人習(xí)慣（吸煙、好酒或接觸毒品）、藥物治療或原先的接觸經(jīng)歷，個(gè)人也可能對(duì)有些物質(zhì)有特別的耐 受度。個(gè)體的身體狀況可能在接觸時(shí)反應(yīng)劇烈。這些限制值根據(jù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試確定。 . 最高允許濃度 (TLV) TLV 是一種物質(zhì)在空氣中濃度值，在該濃度條件下，所有工作人員都可能日復(fù)一日置身其中，但確信對(duì)身體健康幾乎沒(méi)有不利影響。 對(duì)于一種物質(zhì)而言，劇毒性的濃度總是比慢毒性的濃度更高些。 例如，一輩子和制冷設(shè)備打交道，經(jīng)歷的就是這種形式的暴露。 例如，在機(jī)房中當(dāng)制冷回路破裂時(shí)大量制冷劑排放到空間中，其立即引起的危害就屬于劇毒性。 ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn) 34 將制冷劑毒性分成 A 級(jí)和 B 級(jí) . 圖 4 中包含 A 級(jí)和 B 級(jí)的定義。不希望穩(wěn)定物質(zhì)進(jìn)入人體然后在體內(nèi)分解而引起傷害。 接著討論物質(zhì)在大氣環(huán)境中的易分解性（穩(wěn)定性的反義詞）。幾乎任何東西在一定劑量時(shí)都是有毒的。在 1 大氣壓 /21℃ 時(shí)的最低可燃濃度 (LFL)小于 lb/ft3 ，或燃燒熱(HOC)大于等于 8174 Btu/Lb。 級(jí) 2：制冷劑在 1 大氣壓 /21℃ 時(shí)的最低可燃濃度 (LFL)大于 lb/ft3，且燃燒熱 (HOC)小于8174 Btu/Lb。 級(jí) B：在體積濃度小于 400ppm 時(shí)，按一定的時(shí)間長(zhǎng)度，確定時(shí)間加權(quán)平均的極限限制值 (TLVTWA)或相當(dāng)?shù)闹笜?biāo)值，制冷劑觀察到有毒跡象。 ASHRAE標(biāo)準(zhǔn) 34采用如圖 4所示的矩陣來(lái)表示該兩個(gè)性質(zhì)的相對(duì)級(jí)別。這些性質(zhì)的好或壞的方面將舉例說(shuō)明。對(duì)于 HFC134a 而言， 37℃ 時(shí)的冷凝壓力為 917KPA， 5℃ 時(shí)的蒸發(fā)壓 力為 252KPA。 蒸發(fā)器或冷凝器中的壓力是給定溫度所對(duì)應(yīng)的飽和壓力。 制冷劑從液體變成氣體，吸收蒸氣潛熱。同時(shí)，從冷卻塔來(lái)的 30℃ 水進(jìn)入冷凝器，溫度升高到 35℃ 。在冷凝器中 , 制冷劑溫度為恒定的 37℃ 。 圖 2制冷循環(huán) , PH 圖 圖 3 表示了冷凝器和蒸發(fā)器的換熱過(guò)程。 最后一個(gè)過(guò)程是膨脹過(guò)程。 一旦制冷劑達(dá)到飽和狀態(tài)，制冷劑從氣體變成液體。 下一個(gè)過(guò)程發(fā)生在冷凝器中。壓縮功是點(diǎn) 3 和點(diǎn) 2 之間的焓差乘以制冷劑流量。制冷效果就是點(diǎn) 2 和點(diǎn) 1 之間的焓 差。從點(diǎn) 1 到點(diǎn) 2 是蒸發(fā)過(guò)程 .制冷劑從液體變成氣體，壓力（和溫度）保持不變。它的好處是用圖表顯示循環(huán)過(guò)程、制冷效果，以及所需消耗的功。降壓裝置可能像孔板一樣簡(jiǎn)單，或如電子膨脹閥一樣復(fù)雜。然后冷卻水將熱量從冷卻塔排入大氣 。 冷凝器 和蒸發(fā)器一樣 ,冷凝器是一個(gè)換熱器。 壓縮機(jī) 壓縮機(jī)裝配體由一個(gè)主運(yùn)動(dòng)部件（一般是電機(jī)）和壓縮機(jī)構(gòu)成?；芈酚梢韵滤膫€(gè)主要部件構(gòu)成： 圖 1基本制冷回路 制冷劑知識(shí) 手冊(cè)