一、? 制冷劑
制冷劑是制冷循環(huán)中將熱量從低溫傳向高溫的工作介質(zhì),制冷劑的種類和性質(zhì)對冷凍機(jī)的大小、結(jié)構(gòu)、材料及操作壓力等有重要的影響。因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的操作條件慎重選用適宜的制冷劑。
(一) 制冷劑應(yīng)具備的條件
?、僭诔合碌姆悬c要低,且低于蒸發(fā)溫度,這是首要條件。
?、诨瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在工作壓力、溫度范圍內(nèi)不燃燒、不爆炸、高溫下不分解,對機(jī)器設(shè)備無腐蝕作用,也不會與潤滑油起化學(xué)變化。
?、墼谡舭l(fā)溫度時的汽化潛熱應(yīng)盡可能大,單位體積制冷能力要大,可似縮小壓縮機(jī)的氣缸尺寸和降低動力消耗。
?、茉诶淠郎囟葧r的飽和蒸氣壓(冷凝壓力)不宜過高,這樣可以降低壓縮機(jī)的壓縮比和功率消耗,并避免冷凝器和管路等因受壓過高而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
?、菰谡舭l(fā)溫度時的蒸氣壓強(qiáng)(蒸發(fā)壓力)不低于大氣壓力,這樣可以防止空氣吸人,以避免正常操作受到破壞。
?、夼R界溫度要高,能在常溫下液化;凝固點要低,以獲得較低的蒸發(fā)溫度。
⑦制冷劑的黏度和密度應(yīng)盡可能地小,減少其在系統(tǒng)中流動時的阻力。
?、酂釋?dǎo)率要大,可以提高熱交換器的傳熱系數(shù)。
?、釤o毒、無臭不危害人體健康,不破壞生態(tài)環(huán)境。
(二)? 常用的制冷劑
(1)氨? 目前應(yīng)用最廣泛的一種制冷劑,適用于溫度范圍為一65—10~C的大、中型制冷機(jī)中。由于氨的臨界溫度高,在常壓下有較低的沸點,汽化潛熱比其他制冷劑大得多,因此其單位體積制冷能力大,從而壓縮機(jī)氣缸尺寸較小。在蒸發(fā)器中,當(dāng)蒸發(fā)溫度低達(dá)240K時,蒸發(fā)壓強(qiáng)也不低于大氣壓,空氣不會滲入。而在冷凝器中,? 當(dāng)冷卻水溫很高(夏季)時,其操作壓強(qiáng)也不超過1600kPa。另外,氨具有與潤滑油不互溶、對鋼鐵無腐蝕作用、價格便宜、容易得到、泄漏時易于察覺等突出優(yōu)點。但氨有毒,有強(qiáng)烈的刺激性和可燃性,與空氣?昆合時有爆炸的危險,當(dāng)氨中有水分時會降低潤滑性能,會使蒸發(fā)溫度提高,并對銅或銅合金有腐蝕作用。
(2)二氧化碳? 其主要優(yōu)點是單位體積制冷能力最大。因此,在同樣制冷能力下,壓縮機(jī)的尺寸最小,從而在船舶冷凍裝置中廣泛應(yīng)用。此外,二氧化碳還具有密度大、無毒、無腐蝕、使用安全等優(yōu)點。二氧化碳冷凝時的操作壓強(qiáng)過高,一般為6000~8000kPa,蒸氣壓強(qiáng)不能低于530kPa,否則二氧化碳將固態(tài)化。
(3)氟里昂? 它是甲烷、乙烷、丙烷與氟、氯、溴等鹵族元素的衍生物。常用的有氟里昂—11(CFCl3)、氟里昂—12(CF2C12)、氟里昂—13(CFaCl)、氟里昂—22(CHF2C1)和氟里昂—113(CzFsCIa)等。在常壓下氟里昂的沸點因品種不同而不同,其中最低的是氟里昂—13,為191K;最高的是氟里昂—113,為320K。氟里昂低毒、無味、不著火,與空氣混合不爆炸,對金屬無腐蝕作用等,過去一直廣泛應(yīng)用在電冰箱一類的制冷裝置中。
近年來人們發(fā)現(xiàn)這類化合物對地球上空的臭氧層有破壞作用,所以對其限制使用,并尋找可替代的制冷劑取而代之。
(4)碳?xì)浠衔? 如乙烯、乙烷、丙烷、丙烯等碳?xì)浠衔镆部捎米髦评鋭?。它們的?yōu)點是凝固點低,無毒、無臭,對金屬不腐蝕,且蒸發(fā)溫度范圍較寬。但具有可燃性,與空氣混合時有爆炸危險,因此,使用時,必須保持蒸發(fā)壓強(qiáng)在大氣壓強(qiáng)以上,防止空氣漏人而引起爆炸。丙烷與異丁烷主要用于一30~10°C制冷溫度范圍、冰箱等小型制冷設(shè)備,乙烯主要用于一120~一40℃的復(fù)疊式系統(tǒng)或裂解石油氣分離等制冷裝置。