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各类型号制冷剂在小型冷水机中应用

时间:2018-01-13 17:52 点击次数:
   制冷压缩机的结构型式,很大程度上取决于制冷剂的运行特性。
  初的小型冷水机在工业装置中,主要采用氨、氯甲烷、二氧化硫硬二氧化碳(苏联广泛应用的是具有盐水冷却系统的氨制冷装置)。

  氨:在一般蒸发温度和冷凝温度范围内的单级氨小型冷水机,氨的饱和蒸汽压力高于大气压力,而低于2兆帕(20公斤力/厘米2)。因此气缸尺寸及作用在压缩机活塞上的力相对地小。氨的优点还有良好的热力性质,有强烈的气味,易发现泄漏,成本低。但这并不能抵消它的缺点,如它有剧毒性,易爆性,对粘膜有刺激作用,对有色金属有腐蚀性。

  经过很长时间探索,才制成了压力与氨相近、但安全而又无腐蚀性的制冷剂。它是从碳氢化合物中由氟原子、氯原子以及后来由溴原子取代其中的氢原子而获得的。

  氟利昂12(R12):在本世纪的前半世纪,小型冷水机的发展情况,通常可表征为由手动调节的氨压缩机,向采用R12(二氟二氯甲烷CF2Cl2)、自动控制的压缩机的过渡。

  当温度相同时,R12的压力低于氨,因此R12的容积产冷量小,而压缩机的气缸直径应该约大30%(因此压缩机金属容量增加);蒸发温度越低,差别越大。从另一方面看,因为R12的冷凝压力低得多(当30℃时为4lO千帕,50℃时为810)千帕),因此运行条件较好,而且当周围介质温度较高时仍有可能工作。

  R12是无色气体,有一点气味,比空气重得多,流动性很好,与润滑油能很好地溶解,因此R12机器一般不采用油分离器。R12不同于氨,几乎不溶于水,甚至少量的水也要结冰,堵住节流孔而破坏机器工作。

  R12在冷凝及蒸发时的放热系数比氨为小,因此冷凝器及蒸发器的传热表面积比氨的大。

  R12的单位汽化热大约是氨的十分之一,在产冷量相同的机器中,氟利昂的循环量要大得多。因此,氟利昂气体的密度也要大好几倍,所以只有把管道直径增加一倍,其中的压力损失才能保持在允许的范围内。因此气阀流通截面也应大大地增加。

  氟利昂22(R22):在许多新制冷剂(碳氢化合物的衍生化合物)中,R22(二氟一氯甲烷CHClF2)获得广泛的应用。它是与R12相类似的气体,但它的压力较高,在相同的饱和温度下,其饱和压力几乎与氨相等。

  R22的制成,大大扩大了氟利昂压缩机的使用范围,首先扩大了在两级压缩的低温装置中的使用范围,然后又扩大了在空气调节装置中的使用范围。对比试验指出:在小型冷水机中,高温及低温范围采用R22有利,而中等蒸发温度(-25~-30℃到-5~-10℃)采用R12有利。

  R22象R12一样,实际上是安全的,但毒性稍大。高温下润滑油在R22中的溶解性和R12一样大,而低温时是有限的。溶水性比R12大。

  R22的放热系数比R12大,汽化热大,压缩后的终温高。液态R22与R12不同,它的导电性好(对于使用内装式电动机的压缩机来说这是缺点)。R22的价格接近于R12。

  氟利昂502(R502):除了新的氟氯碳氢化合物作为制冷剂之外,还提出了利用共沸混合物(其制冷特性如同一种单一的物质)以及非共沸混合物。目前几乎尚未采用非共沸混合物,主要是由于操作困难:在泄漏时,混合物的组分及性质要改变,因而小型冷水机的特性也要相应的变化。共沸混合物的运行特性不亚于纯制冷剂。

  R502就是一种共沸制冷剂,它获得广泛地应用。R502是R22(48.8%)和R115一五氟一氯乙烷(51.2%)的共沸}昆合物。R502的正常蒸发温度(-45.6℃)比R22的(-40.8℃)低。这就扩大了压缩机在非真空状态下的工作范围,而且增加了压缩机的产冷量。

  当蒸发温度和冷凝温度相同时,R502的排气压力与吸气压力的压力比,小于R22的压力比。绝热压缩以后的终温较低(大约与R12相同)。这就大大地降低了压缩机及内装式电动机的温度,在低温领域很有利。

  R502的化学活性比R22弱,毒性小,对于内装式电动机的电绝缘材料的作用弱。当温度高达150℃时,它的化学组分没有变化。R502对于润滑油的溶解性及溶水性比R22低。R502的缺点是价格贵。

  关于R502全封闭压缩机的试验资料表明:它在低温领域中有突出的优点。

  氟利昂13B1(R13B1):在单级低温机器中,当冷凝压力不高时,采用R13B1(三氟一溴甲烷CF3Br)。它的正常蒸发温度(-57.8℃)比R502低,因此蒸发压力较高及容积产冷量较大。另一方面,它的冷凝压力(60℃时比R502高0.7兆帕)及绝热压缩后的终温比R502高得多。因此R13B1主要在使用水冷式冷凝器的机器中应用。

  这种制冷剂的性质在很多方面接近于R22,但是它的分子量及密度要大好几倍。因此当其他条件相同时,在阀门及管道处的节流损失较大。R13B1的毒性小,对金属不侵蚀,没有爆炸危险(甚至在灭火器中采用)。




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