一、氟里昂制冷剂氟里昂是饱和烃类(碳氢化合物)的卤族衍生物的总称,自30年代起,便成为制冷空调领域的主要制冷剂。这类制冷剂因化学结构而对臭氧层具有破坏作用,随着卤素原子数量的增加,其破坏能力也增强。同时,在制冷过程中产生的温室气体,如二氧化碳,也会造成全球变暖。根据氟里昂的分子结构,大致可分为以下三类:1.氯氟烃类(CFCs):包括R11(CFC3)、R12(CFC2Cl2)、R22(CHF2Cl)等,这些物质对臭氧层的破坏最为显著,已被《蒙特利尔议定书》禁止使用。2.氢氯氟烃类(HCFCs):如R22(CHCl2F)、R123(C2HCl3)、R141B(CCl2FCH3)等,相较于CFCs,对臭氧层的破坏较小,被视作过渡性替代品。3.氢氟烃类(HFCs):如R134a(CH2FCF3)、R407C(23%的R32和25%的R125及52%的R134a)等,对臭氧层无破坏作用,但其温室效应潜能较高。当前使用的所有制冷剂均为氟里昂衍生物,真正的非氟里昂制冷剂尚在研发中。在新型制冷剂出现之前,我们需要关注的是选择对环境破坏较小的制冷剂。二、制冷剂比较在空调制冷行业中,R22是广泛使用的制冷剂。从国内冷水机组生产商的产品来看,活塞式和螺杆式冷水机组普遍采用R22;螺杆式和离心式冷水机组则采用R22和HFCs如R134a、R407C、R410A。评价制冷剂的好坏应考虑多个因素:1.臭氧层破坏潜能值(ODP)2.全球变暖潜能值(GWP)3.理想循环状况下的制冷系数(COP)4.安全性5.经济性以下是几种制冷剂的物理性质对比:制冷剂|R22|R123|R134a|R407C|R410A---|---|---|---|---|---分子量|86.48|152.91|102.03|86.2|72.56大气压下沸点(℃)|-40.8|27.6|-26.1|-36.6|-52.7临界温度(℃)|96.0|184|101.1|87.3|72.5临界压力(kPa绝对压力)|4920|3605|4067|4819|4950沸点汽化潜热(kJ/kg)|234.1|167.9|215.0|249.37|256.7液体比热(30℃,kJ/kg℃)|1.403|1.101(25℃)|1.51|1.51|1.78恒压汽体比热(30℃,kJ/kg℃)|0.64|0.682(25℃)|0.88|0.96|0.85理想工况制冷系数(COP)|6.98|7.44|6.94|6.94|6.43臭氧消耗指数(ODP)相对于R11|0.05|0.02|0|0|0温室效应指数(GWP)相对于R11|0.34|0.02|0.29|0.36|0.42生存寿命(年)|13.3|1.4|14|——|——安全性|不可燃,轻微致癌|不可燃,良性肿瘤|不可燃,良性肿瘤|不可燃|不可燃国际允许使用期限|2020|2030|无|无|无应用|广泛应用于家庭、商业、工业空调、冷冻|离心式冷水机组|螺杆式、离心式冷水机组|理论上同R22但许多实际技术尚未解决|家用空调、冰箱尽管R134a、R407C和R410A对臭氧层的破坏为零,但它们的温室效应指数却远高于R123。R22和R134a的寿命较长,长期积累可能导致环境问题。目前,R22因其在空调温区内的优越物理特性和制冷性能,且性能稳定、技术成熟、价格低廉而普遍使用。HFCs如R134a、R407C、R410A因无臭氧破坏作用,被视为未来替代HCFCs的首选。但它们因物理特性限制,存在诸多技术问题,不是R22的理想替代品。1.R22与R123的比较:-R22的臭氧层破坏力是R123的2.5倍,GWP是R123的17倍。-R123为低压制冷剂,蒸发器负压工作,冷凝器0.04MPa,停机时机内-0.004MPa,泄漏风险较低。-R22临界压力高1300kPa,泄漏几率高。2.R22与R134a的比较:-R134a比容是R22的1.47倍,蒸发潜热小,相同排量压缩机下,冷冻能力仅为R22的60%。-R134a热传导率下降10%,换热器面积增大。-R134a吸水性强,是R22的20倍,对干燥器要求高,避免冰堵现象。-R134a对铜的腐蚀性强,需添加防腐剂。-R134a对橡胶类物质的膨润作用强,泄漏率高。-R134a系统需专用压缩机和脂类润滑油,成本较高。3.R22与R407C的比较:R407C热工特性与R22接近,但制冷性能、效率略差,且为非共沸混合物,成分浓度随温度、压力变化,对生产和维修带来困难,影响热传导性能。泄漏时通常需全部置换,以保证最佳制冷效果。