為了提高制冷設(shè)備的熱力完善度,減少消耗和確保安全運(yùn)行,制冷劑的選用是一項(xiàng)很重要的工作。選用時(shí)應(yīng)考慮制冷設(shè)備的工作壓力,容積制冷量,制冷劑對(duì)人類的危害程度、生產(chǎn)情況,價(jià)格高低和儲(chǔ)運(yùn)等因素。
制冷劑應(yīng)具備一些基本要求,可以從熱力學(xué)、物理化學(xué)、安全和經(jīng)濟(jì)等方面來(lái)考慮。
熱力學(xué)的要求
①在大氣壓下,制冷工質(zhì)的蒸發(fā)溫度(沸點(diǎn))要低。這樣不僅可以獲取比較低的溫度,而且還可以在一定的蒸發(fā)溫度t0下,使其蒸發(fā)壓力P0高于大氣壓力,以避免空氣進(jìn)入制冷系統(tǒng)影響換熱設(shè)備的換熱效果和設(shè)備的使用壽命。同時(shí),在一定的蒸發(fā)溫度下,蒸發(fā)壓力高于大氣壓力,系統(tǒng)一旦發(fā)生泄漏時(shí)容易發(fā)現(xiàn)。
②要求制冷劑在常溫條件下,要有比較低的冷凝壓力Pk,以免對(duì)處于高壓下工作的壓縮機(jī)、冷凝器及排出管道等設(shè)備的強(qiáng)度要求過(guò)高。
通常按正常蒸發(fā)溫度t0和常溫下的冷凝壓力Pk將制冷工質(zhì)分為以下三種:
a.高溫制冷工質(zhì)(或稱低壓制冷工質(zhì)) t0>0℃,Pk<29.4N/cm2。如R11、R113、R114等,這些制冷劑適用高溫環(huán)境下空調(diào)系統(tǒng)用的離心式壓縮機(jī)。
b.中溫制冷工質(zhì)或稱中壓制冷工質(zhì)) 0℃> t0>-70℃,Pk<196N/cm2。如氨(R717)、氟利昂12(R12)、氟利昂22(R22)、氟利昂500(R500)、氟利昂502(R502)等,這類制冷劑使用范圍比較廣,適用于活塞式制冷壓縮機(jī)制電冰箱、食堂小冷庫(kù)、空調(diào)用制冷系統(tǒng)、大型冷藏庫(kù)等制冷裝置中。
c.低溫制冷工質(zhì)(或稱高壓制冷工質(zhì)) t0<-70℃,Pk>196N/cm2。如氟利昂13(R13)、氟利昂14(R14)、氟利昂23(R23)、氟利昂503(R503)等,這類制冷劑只適用于復(fù)疊式制冷裝置中的低溫部分或在-70℃以下的低溫制冷設(shè)備。
③對(duì)大中型活塞式壓縮機(jī)來(lái)說(shuō),制冷劑的單位容積制冷量qv要求盡可能大,這樣可以縮小壓縮機(jī)尺寸和減少制冷工質(zhì)的循環(huán)量。所謂單位容積制冷量是指壓縮機(jī)吸入1m3的制冷齊蒸發(fā)所能產(chǎn)生的冷量。
④制冷劑的臨界溫度要高些,凝固溫度要低些。因?yàn)楫?dāng)制冷劑處在臨界溫度以上時(shí),不會(huì)進(jìn)行相變,所以臨界溫度高,便于在環(huán)境溫度下冷凝成液體凝固溫度低,宜制取較低溫度,擴(kuò)大制冷劑的使用范圍,減少節(jié)流損失,提高制冷系數(shù)。