制冷剂简介
制冷剂
1.1 制冷剂命名
1.1.1简单分类
1按照安全性分类，按毒性分为低毒性、中毒性、高毒性，依次表示为A，B，C；按可燃性分为不可燃、有可燃性、有爆炸性三类，依次表示为1,2,3。
2根据分类命名，分为无机化合物、碳氢化合物、氟利昂和混合溶液四种。表示方法为：无机化合物R7、饱和碳氢化合物以及氟利昂CmH2m+1、非共沸化合物R4、共沸化合物R5、有机化合物R6、非饱和碳氢化合物Rx。
（1）在卤代烃制冷剂中，R11、R12、R13、R14、R113、R114等都是全卤代烃，即在它们的分子中只有氯、氟、碳原子，这类氟利昂称氯氟烃，简称CFCs；
（2）如果分子中除了氯、氟、碳原子外，还有氢原子（如R22），称氢氯氟烃，简称HCFCs；
（3）如果分子中没有氯原子，而有氢原子、氟原子和碳原子，称氢氟烃，简称HFCs。如：R410a
1.1.2国际命名
为了书写方便，国际上统一规定用字母“R”和它后面的一组数字或字母作为制冷剂的简写符号。字母“R”表示制冷剂，后面的数字或字母则根据制冷剂的分子组成按一定的规则编写。编写规则为：
（1）无机化合物
无机化合物的简写符号规定为R7( )。括号代表一组数字，这组数字是该无机物分子量的整数部分。例如：NH3，H2O，CO2，分子量的整数部份分别为17，18，44。符号表示R717，R718，R744。
（2）烷烃类化合物
烷烃类化合物的分子通式为CmH2m+2；卤代烷烃的分子通式为CmHnFxClyBrz (n+x+y+z=
2m+2)，它们的简写符号规定为R(m-1)(n+1)(x)B(z)，每个括号是一个数字，该数字数值为零时省去写，乙烷类同分异构体则在其最后加一个小写英文字母以示区别，丙烷类同分异构体则在其最后加两个小写英文字母以示区别。下表为一些制冷剂的符号举例。
表1 制冷剂符合举例
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化合物名称
分子式
m、n、x、z的值
简写符号
二氟一氯甲烷
CHF2Cl
m=1,n=1,x=2
R22
二氟甲烷
CH2F2
m=1,n=2,x=2
R32
甲烷
CH4
m=1,n=4,x=0
R50
三氟二氯乙烷
C2HF3Cl2
变化快的成语m=2,n=1,x=3
R123
五氟乙烷
C2HF5
m=2,n=1,x=5
R125
四氟乙烷
C2H2F4
m=2,n=2,x=4
R134a
五氟丙烷
C3H3F5
m=3,n=3,x=5
R245ca
乙烷
C2H6
m=2,n=6,x=0
R170
丙烷
C3H8
m=3,n=8,x=0
R290
正丁烷和异丁烷例外。它们分别用R600和R600a 表示
（3）非共沸混合制冷剂
非共沸混合制冷剂的简写符号为R4( )。括号代表一组数字，这组数字为该制冷剂命名的先后顺序号，从00开始。构成非共沸混合制冷剂的纯物质种类相同，但成分不同，则分别在最后加上大写英文字母以示区别。例如，最早命名的非共沸混合制冷剂写作R400，以后命名的按先后次序分别用R401、R402、„、R407A，R407B，R407C等表示。
（4）共沸混合制冷剂
共沸混合制冷剂的简写符号为R5( )。括号代表一组数字，这组数字为该制冷剂命名的先后顺序号，从00开始。例如最早命名的共沸制冷剂写作R500，以后命名的按先后次序分别用R501、R502、„、R507表示。
（5）环烷烃、链烯烃、醚以及它们的卤代物
其简写符号规定：环烷烃及环烷烃的卤代物用字母“RC”开头，链烯烃及链烯烃的卤代物用
字母“R1”开头，醚及醚的卤代物用字母“RE”开头， 其后的数字排写规则与卤代烃及烷烃类符号表示中的数字排写规则相同。
（6）有机氧化物，脂肪族胺
它们用R6开头，其后的数字是任选的。例如，甲胺为R630，乙胺为R631。
1.2 制冷剂与大气环境
氟利昂类制冷剂中，凡分子内含有氯或溴原子的制冷剂对大气臭氧层有潜在的消耗能力。为描述对臭氧的消耗特征及其强度分布，通常使用ODP值。ODP值（Ozone Depletion Potential）表示对大气臭氧层消耗的潜能值，以R11（CFC11）作为基准值，其值被人为地规定为1.0 。
这类制冷剂不仅要破坏大气臭氧层，还具有全球变暖潜能（Global Warming Potential，简称GWP）。具有全球变暖效应的气体称为温室气体。作为基准，人们也选用R11(CFC-11)的值为1.0，其符号为HGWP。表2-12给出了一些制冷剂的ODP值、HGWP值和GWP值，也曾经用二氧化碳作为基准，值为1.0 。
表2常见制冷剂GWP值和ODP值
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制冷剂
GWP
(CO2=1.0)
ODP
制冷剂
GWP
(CO2=1.0)
ODP
daddy psy
R11
4700
1.0
R124
609
0.022
R12
10890
1.0
R125
3500
0
R22
1810
0.055
R134a
1430
0
R23
14760
0
R142b
2310
0.065
R32
675
0
R143a
4470
0
R123
77
0.02
R410a
2100
0
R161
12
0
十大眼霜排名R290
～20
0
R502世界上最长的人工运河是哪一条
4700
0.23
R600a
~20
0
R717
<1
0
R744
1
0
一种制冷剂的好坏，应当综合考虑下列因素：
（1）臭氧层破坏潜能值，简称ODP值；
（2）全球变暖潜能值，简称GWP值；
（3）理想循环状况下的制冷系数，简称COP值：
（4）经济性。
1.3 常见制冷剂
目前用得较多的制冷剂，按其化学组成主要有三类：
（1）无机物：例如，NH3、CO2和H2O等。
（2）卤代烃：例如，四氟乙烷（R134a）、二氟一氯甲烷（R22）、三氟二氯乙烷（R123）、五氟丙烷（R245ca）等。
（3）碳氢化合物：甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、乙烯、丙烯等。
上述三类制冷剂中，卤代烃属于人工合成制冷剂，其余为自然制冷剂。
1.3.1 R22制冷剂
R22（CHF2Cl，二氟一氯甲烷，分子量86.48，沸点-40.82℃，相对密度1.177，）是目前应用十分普遍，其ODP为0.034（取R11的ODP为1），GWP为1700（取CO2的GWP为1，100年），R22化学性质稳定，无毒，无腐蚀，无刺激性，不可燃，R22是良好的有机溶剂，易于溶解天然橡胶和树脂材料，虽然对一般高分子化合物几乎没有溶解作用，但能使其变软、膨胀和起泡，故制冷压缩机的密封材料和采用制冷剂的电动机的电器绝缘材料，采用耐腐蚀的氯丁橡胶、尼龙和氟塑料等。
2003年我国加入《关于消耗臭氧层的蒙特利尔议定书（哥本哈根修正案）》，我国逐渐禁用HCFCs（包括R22），R22最终会被淘汰，在R22替代技术方面，国际主要有两天路线，一条以美国，日本为代表，主张采用HFCs作为替代物，HFCs类替代物综合考虑了安全、性能和环境要求之间的平衡，发展前景较好。但此类替代物的工作压力偏高，有温度滑移，热力特性稍有下降，与矿物油不相溶而需将润滑油更换为酯类油（POE），而酯类油的高吸水性、起泡和扩散性等均不如矿物油优越，因而HFCs类替代物对制冷系统设计、系统制造提出了更高的要求。虽然HFCs类替代物具有较高的GWP值，但是其排放量占整个温室气体排放量比例很小。1997年约1%到2030年预计为2.4%，所以今后一段时间内仍然是比较现实的替代方案。
另外一条则以德国和北欧的部分国家为代表，主张采用天然制冷剂替代物。采用天然的制冷剂（如碳氢化合物、二氧化碳、氨等）的ODP为零，GWP接近0，因而环境因素远优越与HFCs替代物，不足的是其可燃性、刺激性及毒性等安全性能有缺陷，而且氨与润滑油不相同，使其在实际生产和使用上受到限制。
1.3.2 R134a制冷剂
R134a（CH2FCF3，分子量：102.03，1，1，1，2-四氟乙烷，沸点-26.1℃）R134a热工性能接近R12，ODP为0，GWP，现被用于冰箱、冰柜和汽车空调系统，替代R12。R 134a不含氯原子，对大气臭氧层不起破坏作用；R 134a具有良好的安全性能（不易燃，不爆炸，无毒，无剌激性无腐性）；R 134a的传热性能比较接近，所以制冷系统的改型比较容易。R 134a的传热性能比R 12好，因此制冷剂的用量可大大减少。
R134a在国内普遍被视为环保制冷剂。但是由于GWP过高，在欧洲存在很大争议，目前已经被列入淘汰程序。所以R134a只是作为向环保产品过渡中的替代品，全面淘汰只是时间问题。目前在汽车空调上面使用。
行车在加工制造、冶金行业广泛应用，众多钢铁厂、焦化厂、有金属冶炼厂的行车应用面临着高温、多粉尘的恶劣环境，温度范围跨度大，温度转换频繁，随着行车的移动，环境温度会在15℃~70℃，甚至80℃状态下转换工作，操作人员身体健康和工作效率面临很大困难。高温行车空调器的应用就成为这些特殊场合的必须设备，但由于特殊工作温度环境状态，一般的空调冷媒无法满足需求。如今全球提倡节能减排，淘汰破坏臭氧层工质，环保冷媒在高温空调器中的应用更加需要解决
1.3.3 R290制冷剂
R290（丙烷，CH3CH2CH3，沸点-42.2℃，）R290由于具有ODP为零、GWP非常低等环保优势，且基本物性与R22十分接近，被逐渐认为可以用于替代R22。但由于R290与空气混合能形成易燃易爆混合物，安全性有待进一步提高。

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