在制冷裝置中,必須要有工質(zhì)在其中進(jìn)行狀態(tài)變化并完成熱力循環(huán)過程,制冷裝置才能連續(xù)、穩(wěn)定地向外界供冷,該循環(huán)工質(zhì)稱為制冷劑。
在逆卡諾循環(huán)中曾指出,制冷系數(shù)的大小與制冷劑性質(zhì)無關(guān),但在理論和實際制冷循環(huán)中,制冷劑的物理特性對制冷循環(huán)的優(yōu)劣有著重要影響。另外,在選用制冷劑時,還需要考慮到制冷劑的化學(xué)穩(wěn)定性、毒性、可燃性、價格,以及對生態(tài)環(huán)境影響等多種因素。
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,對制冷裝置所用的制冷劑一直在進(jìn)行篩選,其目的主要是使制冷裝置在規(guī)定的制冷溫度區(qū)間內(nèi),能具有安全可靠和良好的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能,而且不會造成環(huán)境污染。
目前,可用做制冷的物質(zhì)有幾十種,但在普通制冷范圍(-120~+5℃)所用的制冷劑只有十幾種,而在空調(diào)制冷系統(tǒng)中所用的制冷劑僅有幾種。
1.無機(jī)化合物
水(H, O)和氨(NH3)是使用最早的兩種無機(jī)化合物制冷劑,目前,氨主要用在大中型冷庫及制冰系統(tǒng)中,而水僅用于嗅化銼吸收式制冷裝置中。氨作為制冷劑的代號為R717、水為R718。
2.碳?xì)浠衔?/span>
碳?xì)浠衔镱愔评鋭┲饕幸彝?/span>(C2 H6 )、丙烷(C3 HB)和丙烯(C3 H6)等,相應(yīng)的制冷劑代號為R170, R1150和R1290。這類制冷劑主要用在石化工業(yè)中,空調(diào)制冷系統(tǒng)不采用。
3.氟利昂
氟利昂是飽和碳?xì)浠衔锏柠u素衍生物,其分子通式為CmHnFxXLyBrx,并且有2m + 2=n +x +y+z的關(guān)系,因此,根據(jù)氟利昂化合物中不同的原子數(shù),可以有許多種類的氟利昂。按規(guī)定編號方法可編出許多代號,如.氟利昂22 (HCF2 CL)的代號為R22,氟利昂134a(CH2FCF3)的代號為R134a等。
氟利昂是20世紀(jì)30年代隨著有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而研制成功的有機(jī)化合物。應(yīng)該承認(rèn),多品種氟利昂的出現(xiàn),使壓縮式制冷技術(shù)得到了極大的改善和發(fā)展。
4.混合制冷劑
混合制冷劑是由兩種或兩種以上制冷劑,按一定比例混合而成的一種混合物。它在制取某一區(qū)間低溫時,能獲得比單一化合物更優(yōu)良的循環(huán)運(yùn)行性能。混合制冷劑分為共沸混合制冷劑和非共沸混合制冷劑兩種。
(1)共沸混合制冷劑。該制冷劑在一定壓力下具有一個共沸點(diǎn)。在一定壓力下,液化或汽化過程的溫度不發(fā)生變化,常用的共沸混合制冷劑有R502 (R22/R500), 8500 (R12/R152a)等。
(2)非共沸混合制冷劑。這類制冷劑在一定壓力下沒有共沸點(diǎn),液化或汽化過程的溫度將相應(yīng)變化。因此,在變溫?zé)嵩吹闹评溲h(huán)中,使用非共沸混合制冷劑,能減小蒸發(fā)器和冷凝器中的傳熱溫差,提高制冷裝置的運(yùn)行性能。非共沸混合制冷劑主要有R12/R13, R22/R114等。