制冷剂选择原则

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制冷剂选择原则

* 来源: Cloud * 作者: YiQiSeo * 发表时间: 2019-04-29 0:49:42 * 浏览: 4
制冷剂1.制冷剂的选择原则在蒸汽压缩式制冷机中,除了具有更好的热性能和理化性能外,还应具有优异的环境特性。具体要求如下:(1)对人类生态环境没有破坏性影响。不破坏大气臭氧层,不产生温室效应。 (2)临界温度高。它可以在常温或普通低温下液化。希望临界温度远高于环境温度,以减少制冷剂节流损失并提高循环经济性。 (3)在工作温度范围内,在适当的饱和蒸汽压力下,至少蒸发压力不应低于大气压,以防止外部空气渗入系统,冷凝压力不宜过高,否则这将导致压缩机消耗更多的电力,并且系统需要具有高压承载能力并增加设备成本。 (4)单位体积具有大的冷却能力。它可以减少压缩机的输送量。 (5)粘度和密度小。减少系统中流动阻力的损失。 (6)导热率高。可以增加热交换器的传热系数,并且可以减少热交换装置的传热面积以减少材料消耗。 (7)不燃烧,不爆炸,无毒。它不会腐蚀金属材料,不会对润滑油产生化学影响,也不会在高温下分解。 (8)等熵指数小。它可以降低排气温度,降低压缩过程中的功耗,便于安全操作,延长使用寿命。 (9)凝固温度低。避免在蒸发温度下凝固。 (10)具有良好的绝缘性能。 (11)价格低廉,易于获得。 (12)单位体积压缩工作量小。目前,尚未发现完全满足上述十二项要求的制冷剂。但是,在选择时,可以根据使用条件等充分考虑。例如,小型封闭式压缩机家用设备使用氟制冷剂。大规模工业制冷主要使用氨,而石化产品大多使用碳氢化合物。 2.类型和分类如下。 (1)无机化合物。水,氨,二氧化碳等。(2)饱和烃的衍生物,俗称氟利昂。主要是甲烷和乙烷的衍生物。如R12,R22,R134a等。 (3)饱和烃。 (4)不饱和烃如丙烷,异丁烷等。例如乙烯,丙烯等。 (5)共沸混合制冷剂。如R502等。 (6)非共沸混合制冷剂。如R407c,R410等。通常根据制冷剂的标准蒸发温度,将其分为三类:高温,中温和低温。标准蒸发温度是指标准大气压下的蒸发温度,即沸点。 (1)高温(低压):标准蒸发温度(tS)> 0℃,冷凝压力(PC)≤0.2至0.3MPa,常用的R123等。 (2)介质温度(中压):0℃gt,tSgt,-60℃,0.3Mpalt,PClt,2.0Mpa,常用的是氨,R12,R22,R134a,丙烷等。 (3)低温(高压):tS≤-60℃,通常使用R13,乙烯,R744(CO2)等。 3.编号,每个标记方法,按照国际统一规定用字母ldquo,R表示制冷剂,加上GB7778-1987中的下列数字和字母说明。简要描述如下:(1)无机化合物。 R700加无机化合物的相对分子质量的组成部分由NH3(氨)H2O(水)CO2(二氧化碳)分子量171844号R717R718R744(2)氟利昂和烷烃氢组成:烷烃氢化合物的分子式: CmH2m + 2氟利昂是饱和烃(烷烃)的卤素元素衍生物的总称。分子式为R(m-1)(n + 1)(X)。如果有溴(溴)原子,则加上字母B和原子数。如果(m-1)= 0,然后ldquo,0被省略。以下列出了几个编号的公式m,n,x,z值数氯二氟甲烷CHF2Clm = 1,n = 1,x = 2,z = 0R22二氯丙烷氟化物C2HF3Cl2m = 2,n = 1,x = 3,z = 0R123三氟 - 溴甲烷CF3Brm = 1,n = 0,x = 3,z = 1R13B1丙烷C3H8m = 3,n = 8,x = 0,z = 0R290(3)混合制冷剂。混合制冷剂以获得所述的共沸混合制冷剂数R5,并且从R500开始R501,R502等。非共沸混合制冷剂由R401,R404,R410等编号为R4。异构体填充有小写字母,例如CHF2-CHF2R134,CF3-CH2FR134a4。常用制冷剂性能(1)氨:标准蒸发温度为-33.4℃,固化温度为-77.7℃,中等压力,单位体积制冷量大,流动阻力小,导热系数大。低价格对大气臭氧层没有破坏作用,因此广泛应用于蒸发温度在-65℃以上的大中型冰箱。缺点是毒性高,易燃,易爆,刺激性气味强烈,等熵指数大,对锌和铜有腐蚀性。 (2)氟利昂:重点分析目前使用的热水器1)R22:对大气臭氧层有轻微破坏作用,并产生温室效应,列为第二批限制制冷剂。中国将于2040年1月1日禁止生产和使用.R22是使用最广泛的中温制冷剂,沸点-40.8°C,冰点-160°C,无色,微弱气味,无燃烧,无爆炸,是安全的制冷剂。它部分溶于润滑油中,需要回油措施。 2)R142b。沸点更高 - 9.25°C。凝固点-130.8°C最大的特点是在很高的冷凝温度下,冷凝压力不高。它在80°C时仅为1.35Mpa,因此适用于热泵机组和高环境温度。它对大气臭氧层的破坏作用很小,并将于2040年被禁止.3)R134a。沸点-26.5°C,凝固点-101°C,无色,无味,不可燃,不爆炸,但与矿物润滑油不相容,必须使用聚酯合成油(如聚烯二醇),与丁腈橡胶不相容,密封必须改为聚丁腈橡胶,吸水性强,易与水反应形成酸,腐蚀管道和压缩机,对系统干燥要求较高。系统中的干燥剂应替换为XH-7或XH-9分子筛。压缩机电机线圈绝缘必须加强,并且是不太成熟的制冷剂。 4)目前被认为更有前景的R22潜在产品是R407c和R410A。 R407c是由R32R125R134a组成的三元非共沸制冷剂,质量百分比为23:25:52。蒸发压力和制冷压力非常接近R22。但是,在加热条件下,单位体积冷却能力和COP小于R22。在具有相同设计操作能力的热泵热水系统中,R407c热水加热系统比R22系统消耗更多的功率。这使得COP在高水温下比R22系统低。 R410A是一种近共沸混合制冷剂,由R32和R125组成,质量百分比为50:50。温度滑差不超过0.2°C,便于制冷剂充注和设备更换。然而,R410A加热条件下的COP比R22小约9%,其蒸发压力,冷凝压力和体积冷却能力远大于R22。在相同温度下,其压力值比R22高约60%。传热性能和流动性更好。不能直接与R22系统一起使用。必须重新设计压缩机,热交换器,管道和系统。 5)CO 2制冷剂绿色环保天然工作液C02因其无毒,臭氧层和影响而受到重视,没有温室效应和良好的热力学性质。此外,CO 2为关键环境系统提供更高的排气温度和更高的气体冷却器温度滑差。它具有其他工作流体在热泵热水器领域无法比拟的优点。主要优点:1非至xic,不易燃。有很好的安全性。臭氧消耗潜能值(ODP = 0)和全球变暖潜能值(GWP = 1)具有良好的经济性,并且没有回收问题并且是环境友好的。 2物理和化学性质稳定。与润滑油的良好相容性。粘度非常低,这增加了流速,不会引起太大的压降,改善了传热,并进一步减小了零件尺寸和系统重量。 3尽管存在压缩机排气温度过高的问题,但绝缘指数(K)值很高,这符合获得更高温度热水的要求。同时,由于CO 2低于工作压力P 0,压缩机的压缩比远低于其他系统的压缩比,并且压缩机效率高。 4C02的分子量远小于聚合物化合物的分子量,因此其蒸发(蒸发)潜热相对于某一蒸发温度相对较大。此外,高工作压力使压缩机的比容量和单位体积冷却能力更小。更大,它可以减小尺寸,使系统紧凑。低临界温度5C02使其成为热泵系统循环中的跨临界状态。放热过程中的大温度滑移可以更好地与可变温度热源匹配。 CO 2应用研究的一个重要领域是热泵热水器(HPWH)。 CO 2跨临界循环中气体冷却器的较高废气温度,较大的温度滑移和冷却介质的升温过程相匹配,使其成为热泵循环中的独特优势。通过调节循环的排气压力,气体冷却器的散热过程可以更好地适应外部热源的温度和温度上升。研究结果表明,当使用环境空气作为热源时,0°C环境入口水温为8°C,热水出口温度为60°C,系统COP值高达4.3。其中一个更大的优点是它可以毫无困难地产生90°C。热水COP值仍然很高。普通热泵热水器将出水温度限制在55°C以下。因此,CO 2热泵系统可以更好地满足供暖,空调和生活热水的加热要求。二氧化碳作为制冷剂在热泵中的应用,将有效解决空调冷热源面临的资源和环境压力,应用前景良好。 R407C,R410A,R22一般性能与理论循环对比表参数R407CR410AR22组成HFC32 / 125 / 134aHFC32 / 125HcFC22质量混合比23/25/5250/50100相对分子质量86.272.5986.48标准沸点°C-43.77-51.56-40.76冷冻点°C -115-160临界温度°C86.0870.2296临界压力Mpa4.6534.8524.974临界密度Kg / m ^ 3506547.5525饱和液体密度Kg / m ^ 31137.61060.21191饱和蒸气密度Kg / m ^ 351.37465.9744.44粘度(饱和液体)mPa .s0.1640.1780.178粘度(饱和蒸气)mPa.s0.01280.01320.0128比热容(饱和液)KJ /(Kg.K)1.531.6921.256比热容(饱和蒸气)KJ /(Kg。 K)1.1431.3060.662蒸发KJ / Kg185.11186.85233.5热导率(饱和液体)W /(MK)0.08630.0810.0869热导率(饱和蒸气)W /(MK)0.01310.01280.0113ODP000.0113GWP150017001700理论周期数据的潜热蒸发压力Kpa499804498冷凝压力Kpa211230611943温度滑移4.30.070排气温度67.472.570.3制冷COP3.943.694.14卷冷却能力KJ /平方公尺3294741903010暖气COP5.034.695.14容积热容量KJ /平方公尺337625 3263737设计和生产过程的比较R22R407CR410A压缩机专用压缩机油更换为POE,PVE和407C冷凝器middot,系统设计压力增加到3.3Mpa,铜管压力重新检查中间,增加换热面积,增加风扇,降低冷凝温度,增加温度滑差,使用工作介质和空气逆流由于冷凝压力提高60%,系统耐压提高到4.15Mpa,一般用直径8mm,7mm铜管蒸发器middot铜管耐压重新检查middot,通过改变热交换器结构,流量增加铜管的传热系数。压力重新校准和节流装置middot,使用膨胀阀,middot,节流毛细管加工精度,直径加大middot,耐压装置重新检查节流装置的middot,使用膨胀阀,提高精度节流毛细管,增加四通阀专用铜管middot的直径,使系统耐压提高10%,并改善壁厚中间点。铜管承受压力重新检查middot,厚度增加到0.7mm或更多。干式过滤器HFC32具有小分子直径,采用分子筛XH-10C,11C过滤器用407C分子材料CR合成橡胶HNBR合成橡胶二加工middot,残留水分,杂质减少middot,加工设备改为POE挥发油middot,残留水分,杂质减少加工设备使用POE挥发油焊接工艺使用氯离子助焊剂与氯离子辅助助焊剂