关于：制冷剂_什么是制冷剂

改装网 2022-08-19 13:38:32

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制冷剂制冷剂，又被称为制冷剂、致冷剂、氟利昂，是各种热机中进而进行能量转化的媒体化学物质。这些物质一般以可逆性的改变（如气-高效液相变）来扩大输出功率。如蒸汽模块里的蒸汽、制冷机里的氟利昂这些。一般的蒸汽机在工作时，将蒸汽的热量显现出来，转化成机械动能以发生源动力；而制冷机的氟利昂则用于将超低温处发热量传动系统到高热处。

制冷机中进行热力过程的工质。它在低温下汲取被制冷物件热量，之后在比较高温度下改变给冷却循环水或气体。在蒸气压缩式制冷机中，应用在常温下或比较低温度下能汽化的工质为制冷剂，如空调氟利昂（饱和状态氮氧化合物的氟、氯、溴衍生物），共沸混和工质（由二种空调氟利昂按一定比例混和而成共沸水溶液）、氮氧化合物（丙烷气、丁二烯等）、氨等；在气体压缩式制冷机中，应用汽体制冷剂，如气体、氡气、氮气等，这种混合气体在制冷循环中自始至终为汽态；在吸收式热泵制冷机中，应用由吸附剂和制冷剂所组成的二元水溶液做为工质，如氨跟水、溴化锂机组（化学式：LiBr。乳白色立方晶系结晶体或颗粒状粉末状，极易溶于水）跟水等；蒸汽喷式制冷机自来水做为制冷剂。制冷剂的主要参数有饱和蒸气压强、比热容、黏度、传热系数、界面张力等。1960年之后，大家对非共沸混和工质的应用开展了很多的实验科学研究，并已把它用以天然气的汽化和分离出来等多个方面。运用非共沸混和工质单级压缩可得到很低的挥发温度，且可增加空调制冷量，降低功能损耗。它特性是有关系到制冷装置的空调制冷、合理性、安全系数及运行维护，因而对制冷剂特性要求的掌握是不可忽视的。

制冷剂发展历程

关于：制冷剂_什么是制冷剂第1张

1805年埃文斯（O.Evans)原写作地给出了在封闭式循环中应用挥发物流体的构思，用于将水冷散热冻成冰。他描述了这类系统软件，在真空泵下将医用乙醚挥发，并把蒸汽泵到水冷器热交换器，冷疑后再次应用。1834年珀金斯第一次开发了蒸汽缩小制冷循环，而且赢得了专利权。在他所定制的蒸汽缩小冷冻设备中应用二乙醚（乙基醚）做为制冷剂。
下表列出初期用过的制冷剂
年代
氟利昂
化学方程式
19个世纪30时代
塑胶硫酸盐
二乙醚（乙基醚）
CH3-CH2-O-CH2-CH3
19个世纪40时代
羟基医用乙醚(R-E170)
CH3-O-CH3
1850
水/盐酸
H2O/H2SO4
1856
乙醇
CH3-CH2-OH
1859
氨/水
NH3/H2O
1866
粗车用汽油
二氧化碳（R744)
CO2
19新世纪60时代
氨（R717）
NH3
羟基胺（R630）
CH3(NH2)
乙基胺（R631)
CH3-CH2(NH2
1870
羟基磷酸盐(R611）
HCOOCH3
1875
二氧化硫R764)
SO2
1878
羟基氟化物，一氯甲烷（R40)
CH3CI
19个世纪70时代
氯甲烷（R160)
CH3-CH2CI
1891
盐酸与氮氧化合物
H2SO4,C4H10,C5H12,(CH3）2CH-CH3
20新世纪
溴乙烷（R160B1)
CH3-CH2Br
1912
四氯化碳
CCI4
水蒸汽(R718)
H2O
20个世纪20时代
异丁烷（R600a)
（CH3)2CH-CH3
丙烷气（R290)
CH3-CH2-CH3
1922
二氯乙烷同分异构体（R1130）
CHCI=CHCI
1923
车用汽油
HCs
1925
三氯乙烷（R1120)
CHCI=CCI2
1926
二氯甲烷（R30)
CH2CI2
早期制冷剂，基本上多数是易燃的或有毒的东西，或二者并行不悖，而且有些还有极强的浸蚀和多变性，或有一些工作压力太高，常常出事故。
十九世纪中叶出现机械制冷。雅各布.珀金斯（Jacob Perkins）在1834年修建了第一台好用设备。它用医用乙醚作制冷剂，是一种蒸气压缩系统软件。二氧化碳(CO2) 和氨(NH3)分别在1866年和1873年初次被作为制冷剂。别的化学制品包含有机化学氰（乙醚和石脑油）、二氧化硫(R-764)和甲醚，曾被认为是蒸气压缩用制冷剂。其运用仅限于工业过程。大部分食材仍用冬季搜集或工业制备的冰袋来储存。
二十世纪初，制冷机组逐渐做为大型建筑的空调系统方式。坐落于得克萨斯州俄克拉荷马城的梅兰商务大厦是第一个全中央空调高层办公楼.
1926年，托马.米奇尼（Thomas Midgely）开发了第一台CFC（氯氟碳喷涂）设备，应用R-12. CFC族（氯氟碳喷涂）不易燃、无毒性（和二氧化硫对比时）而且能耗等级高。该设备于1931年逐渐商业服务生产制造并快速进到家庭用。威力斯.开利空调（Willis Carrier）开发了第一台商业离心制冷机，开辟了致冷和空调的元纪。
1930年代出现—氯氟烃CFCs与过氧化物氯氟烃HCFCs制冷剂。
1930年梅杰雷和它的小助手在波尔图的美国化学会年会上总算挑选出氯氟烃12（CFC12,R12,CF2CI2)，并且于1931年商业化的，1932年氯氟烃11（CFC11,R11,CFCI3)又被商业化的，接着一系列CFCs和HCFCs相继获得了开发设计，最终在美国的一家公司获得了大批量生产变成20新世纪最主要的氟利昂。
20个世纪30时代，一系列苯的同系物制冷剂陆续发生，美国杜邦公司把它被命名为空调氟利昂（Freon）。这些物质特性优质、无毒性、难燃，能适应不同类型的温度地区，显著地优化了制冷机性能。几类制冷剂在空调中越来越很普遍，包含CFC-11.CFC-12. CFC-113.CFC-114和HCFC-22.20个世纪50时代，广泛使用共沸制冷剂。
下表列出第二阶段制冷剂开发设计时长：
年代
制冷剂
1931
R12
1932
R11
1933
R114
1934
R113
1936
R22
1945
R13
1955
R14
1961
R502
60时代广泛使用非共沸制冷剂。
中央空调工业生产从年幼成长为几十亿美元的产业，应用的基本都是以上几种制冷剂。到1963年,这种制冷剂占据全部有机氟工业生产产量的98%。
到1970年代中后期，对大气层变软的高度关注露出水面，CFC族化学物质估计要担负一部分义务。这造成了1987年多伦多市议定书的根据，议定书规定取代CFC和HCFC族。新的解决方案是开发设计HFC族，来担任制冷剂的重要人物角色。HCFC族做为衔接计划方案正常使用并把慢慢取代。
在1990年代，全球气候变暖对地球生命形成了新的威胁。尽管全球气候变暖的因素很多，但因为中央空调和致冷能耗极大（国外房屋建筑能耗约占总耗能的1/3），且很多制冷剂本来就是空气污染物，制冷剂也被列入了探讨范畴。尽管ASHRAE规范34把很多物质分类为制冷剂，但只有一小部分用以商业服务中央空调。

制冷剂命名方法

制冷剂的编号最开始是针对冷煤而规定的，出文时全世界通用的是美国采暖制冷工程研究会于1967年制订标准的(ASHRAE Standard 34-67)中的规定。这一标准的序号方法是什么将制冷剂的编号同它属种和化学组成联系起来，只要知道它化学分子式，就能写下它编号。编号是通过英文字母“R”及与后边的数字组成的。R意味着制冷剂(致冷物质) “Refrigerant”,之前F意味着冷煤“Freon”，出文时会用世界公认的R取名制冷剂。
(1)无机物类制冷剂
如氨被命名为：R717(化学式NH3)
“7”意味着无机物类，17向其含量的整数部分。
(2)冷煤制冷剂
冷煤是饱和状态氮氧化合物(烷族)的卤族元素的衍生物的总称。
饱和状态氮氧化合物的化学式是：CmH2m 2 ，当H2m 2 被氟、氯或溴等部分或全部替代后，所得的衍生物便是 CmHnFxClyBrz ，这便是冷煤的分子结构结构式，且n x y z = 2m 2 。
针对甲烷气体系，由于m = 1，因此n x y z = 4
针对己烷系，由于m = 2，因此n x y z = 6
冷煤的编号是通过R(m-1)(n 1)(x)B(z)所组成的。假如z = 0 ，则B可以省去，比如：
二氟一氯甲烷，化学式为 CHF2Cl ,m-1=0, n 1=2, x=2, z=0 ，因此编号为 R22。
二氟二氯甲烷，化学式为 CF2Cl2 ,m-1=0, n 1=1, x=2, z=0 ，因此编号为 R12。
(3)饱和状态氮氧化合物
编号的编号规则与冷煤同样。
如：甲烷气体为 R50
己烷为 R170
丙烷气为 R290
但乙烷不按上述标准撰写，而写变成 R600。
此外，假如归属于同素异构物，在编号后面加英文字母“a”将在个位上添一个数字，如：异二氟己烷为 R152a ，异丁烷为 R601等。
(4)环形化学物质
环形有机物要在R后面再加上一个字母“C”，然后按照冷煤的编号规则撰写，
如：六氟二氯环丁烷创作 RC316
八氟环丁烷创作 RC318等。
(5)非饱和氮氧化合物及它们卤族元素衍生物
这一类制冷剂在R后面先写一个“1”，然后按照冷煤的编号规则撰写。
如：丁二烯为 R1150
pe为 R1270
二氟二氯乙烯为 R1112a等。
(6)共沸制冷剂
由二种或两类之上相溶的双组分化学物质，在常温状态按一定的质量比或容积比混和而成制冷剂。它特性与单一制冷剂的性质一样，在稳定的压力下具备恒定的挥发温度，且液相和液质的双组分液同样。
共沸制冷剂在标准中规定在R后边的第一个数据为 “5”，其后边的二位数据按实用先后次序序号。
如:R500、R501、R502…… R507
(7)非共沸制冷剂
由二种或两类之上互相不产生共沸水溶液的单一制冷剂混和而成水溶液，水溶液被升温时，在一定的挥发压力下，较容易挥发的双组分挥发比例大，难挥发的双组分挥发比例小，因而，气、液两相的构成各不相同，且制冷剂在蒸发过程中温度是变动的，在冷却全过程中也有相似的特点。
在制冷剂序号标准中对非共沸制冷剂还没进行序号，仅仅空出R后边的400号的编号顺序，供补充序号应用。
如: R400、R401、R402、…R411
按多伦多市商议取名：
区别空调氟利昂对大气臭氧层的影响程度上。
CFC(氯氟化碳):不过氧化物，污染物，比较严重破坏臭氧层禁止使用
如:CF2Cl2 ——R12———CFC12
CFCl3 ——R11———CFC11
HCFC(氢氯氟化碳):过氧化物，低污染化学物质归属于过渡化学物质
如:CHF2Cl——R22———HCFC22
HFC(氢氟化碳):不有效氯，无污染做为替代品，待研究与开发
如:C2H2F4——R134a——HFC134a

制冷剂特性规定

（1）具备良好的热学特点，便于可在给出的温度区域运行中有较高的循环效率。基本要求为：临界值温度高过冷疑温度、与冷疑温度相对应的饱和压力不要太高、规范熔点比较低、液体比热小、制冷剂绝热指数低、企业容量供热量比较大等。
（2）具备优质的热工艺性能基本要求为：相对较高的导热系数、相对较低的黏度及比较小的相对密度。
（3）具有较好的化学稳定性规定工质高温下具有较好的化学稳定性，确保在最大工作中温度下工质避免溶解。
（4）与润滑脂有良好互溶性
（5）安全系数工质应无毒性、无刺激、无易燃性及可燃性。
（6）有较好的电气设备绝缘性能
（7）合理性规定工质便宜，便于得到。
（8）环保的性能规定工质的活性氧耗费潜力值（ODP）与全球气候变暖潜力值（GWP）尽量小，以减少对大气臭氧层的影响及造成地球变暖。
有机物
（1）卤代烷烃取名：
化学式：CmHnFxCly （n x y = 2m 2）
序号：R(m－1)(n 1)x(a,b…)
例：
二氟一氯甲烷(CHClF2)——R22
四氟己烷(CF3 CH2F )——R134a
（2）烷烃类：
序号：与苯的同系物序号方式同样
例：己烷 (C2H6)——R170
丙烷气 (C3H8)——R290
正丁烷(C4H10)——R600、异丁烷——R600a
（3）环己醇类
序号：R1 苯的同系物序号方式
例：
丁二烯 (C2H4)——R1150
pe (C3H6)——R1270
（4）后缀名
①依据氧原子上官能团的原子量总和的差别加缀字母码，官能团原子量总和区别最小的不用加英文字母缀，区别第二小一点加“a”，然后加“b”，依此类推。
②化学组成
a —— -CCl2-， b—— -CClF-， c —— -CF2-， d —— -CHCl-，e —— -CHF-， f—— -CH2-
x—— -CCl- ，y—— -CF- ，z—— -CH-