多数制冷过程是吸收循环或蒸气压缩循环。商业吸收循环一般用水作为制冷剂,溴化锂为吸收剂.
水无毒、不可燃、来源丰富。是一种天然制冷剂.吸收式制冷机即使是双效制冷机,其挑战是COP(性能系数)只比1稍大(离心式制冷机的COP大于5)。从寿命周期的观点来看,吸收式制冷机需要一个彻底的调查,以确定其解决方案在经济上是否可行。从环保观点来看,用水作为制冷剂是好的。吸收式制冷机的低COP值可能表明比离心制冷机需要消耗更多的化石燃料。但是不一定,因吸收式制冷机直接使用化石燃料,而电制冷机使用电能。选择用哪种制冷机实际上取决于电能是如何产生的。
二、氨,R-717
氨(NH3)被认为是一种效率最高的天然制冷剂。它是一种今天仍在使用的“原始”制冷剂。多用于正位移压缩机的蒸气压缩过程。ASHRAE标准34将其分类为B2制冷剂(毒性高低可燃).ASHRAE标准15要求对氨制冷站有特殊的安全考虑。尽管在商业空调也使用很多,但氨在工业制冷上的应用更广泛些。
三、二氧化碳,R-744
二氧化碳(CO2)是一种天然制冷剂.它在19世纪末20世纪初停止使用,现在正在研究重新对它的使用。用于蒸气压缩循环正位移压缩机。在32℃时CO2的冷凝压力超过6MPA,这是一个挑战。而且,CO2的临界点很低,能效差。尽管如此,仍可能有一些应用,如复叠制冷,CO2将是有用的。
四、烃类物质
丙烷(R-290)和异丁烷(R-600a),以及其他氢碳物质,能够在蒸气压缩过程中作为制冷剂使用。在北欧,大约有35%的制冷机使用氢碳物质。它们毒性低且能效高,但容易燃烧。后者严重限制了它们在北美的使用,因受现今安全规范的制约。
五、氯氟碳族(CFC族)
氯氟碳族(CFC族)有许多物质,但在空调中最常用的是R-11、R12、R-113和R-114.CFC族到20世纪中叶时已经普遍使用。发达国家在1995应蒙特利尔议定书的要求停止了CFC族的生产。在发展中国家它们仍被生产和使用(按时间表将很快淘汰)。它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。常用CFC族物质都稳定、安全(从制冷剂标准的角度看)、不可燃且能效高。不幸的是,它们破坏臭氧层。
六、氢氯氟碳族(HCFC族)
氢氯氟碳族(HCFC族)几乎和CFC族同时出现。HCFC-22是世界上使用最广泛的制冷剂。HCFC-123是CFC-11的过渡替代制冷剂。它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。HCFC-22能效高,被分类成A1(低毒不燃).HCFC123能效高,被分类成B1(高毒不燃).和CFC族一样,这些制冷剂按蒙特利尔议定书的要求将逐步淘汰。在发达国家已被限量生产且很快将减产。发展中国家也有一个淘汰时间表,但淘汰时限延长。
七、氢氟碳族(HFC族)
氢氟碳族(HFC族)是相对较新的制冷剂,因CFC族的淘汰将日益受到关注。HFC族制冷剂无臭氧消耗潜值(ODP=0).HFC-134a是CFC-12和R-500的替代制冷剂.它们用于蒸气压缩过程的所有型式的压缩机中。常用HFC族制冷剂能效高被分类成A1(低毒不燃).但对全球变暖有影响
表1–制冷剂性质
常用性
制冷剂 | 制冷剂 化学名称 | 化学式 | 分子量 | 安全分组 | 大气寿命(年) | ODP | GWP |
11 | 三氯一氟甲烷 | CCl3F | 137.4 | A1 | 50 | 1 | 3800 |
12 | 二氯二氟甲烷 | CCl2F2 | 120.9 | A1 | 102 | 1 | 8100 |
22 | 一氯二氟甲烷 | CHClF2 | 86.5 | A1 | 12.1 | .055 | 1500 |
32 | 二氟甲烷 | CH2F2 | 52 | A2 | 5.6 | 0 | 650 |
123 | 二氯三氟乙烷 | CHCl2CF3 | 153 | B1 | 1.4 | .02 | 90 |
125 | 五氟乙烷 | CHF2CF3 | 120 | A1 | 32.6 | 0 | 2800 |
134a | 1,1,1,2-四氟乙烷 | CF3CH2F | 102 | A1 | 14.6 | 0 | 1300 |
245fa | 1,1,2,2,3-五氟丙烷 | CHF2CH2CF3 | 134.05 | B1 | 8.8 | 0 | 820 |
290 | 丙烷 | CH3CH2CH3 | 44 | A3 | <1 | 0 | ~0 |
404a | R-125/143a/134a (44/52/4) | A1 | 3260 | ||||
407C | R-32/125/134a(23/25/52) | A1 | 0 | 1530 | |||
410A | R-32/125 (50/50) | A1 | 0 | 1730 | |||
500 | R-12/152a (73.8/26.2) | A1 | .74 | 6010 | |||
507a | R-125/143a (50/50) | A1 | |||||
600 | 丁烷 | CH3CH2CH2CH3 | 58.1 | 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 |
具体物理性质
制冷剂 |
标准沸点(℉) |
音速(ft/s)@40℉ |
临界点 |
泡点(℉)@psi |
露点(℉)@psi |
温度滑差(℉) |
粘度Lbm/ft*h@ 40℉液体 |
比热atBtu/ib.℉@ 40℉液体 |
导热系数Btu/h*ft*℉@ 40℉液体 |
|
温度(℃) |
压力(MPA) |
|||||||||
11 | 23.7 | 443 | 198 | 4.41 | 1.304 | .2059 | .0548 | |||
12 | -21.55 | 448 | 233.55 | 599.89 | 574 | .2253 | .0429 | |||
22 | -41.46 | 535 | 205.06 | 723.74 | .503 | .2825 | .0537 | |||
32 | -60.97 | 688 | 172.59 | 838.61 | 361 | .3106 | .0872 | |||
123 | 82.08 | 414 | 362.63 | 531.1 | 1.292 | .2379 | .0476 | |||
125 | -54.64 | 409 | 150.83 | 526.34 | .457 | .3044 | .0397 | |||
134a | -14.93 | 482 | 213.91 | 588.75 | .620 | .2194 | .0521 | |||
245fa | 58.82 | 436.2 | 309.2 | 527.1 | 1.296 | .3121 | .0506 | |||
290 | -43.75 | 723 | 206.06 | 616.07 | .291 | .6077 | .0600 | |||
404a | -51.66b | 473 | 162.5 | 548.18 | 38.8@100 |
39.8@100 |
1.0 | .405 | .3349 | .0438 |
407C | -46.82b | 519 | 186.9 | 672.2 |
37.0@90 |
47.8@90 |
10.8 | .479 | .3403 | .0582 |
410A | -60.83b | 553 | 158.4 | 694.87 |
42.9@140 |
43.2@140 |
0.3 | .380 | .3652 | .0652 |
500 | -28.31 | 490 | 222.0 | 641.9 | .557 | .2579 | .0480 | |||
507a | -52.79 | 457 | 159.34 | 538.79 | .401 | .3331 | .0432 | |||
600 | 31.04 | 659 | 305.62 | 550.56 | .469 | .5588 | .0665 | |||
717 | -27.99 | 1319 | 270.05 | 1643.71 | .392 | 1.1094 | .3155 | |||
718 | 211.95 | 1352 | 705.1 | 3200.1 | 3.738 | 1.0555 | .3293 | |||
744 | -109f | 687 | 87.76 | 1069.99 | .222 | .6460 | .0607 |