常见制冷剂的性能分析

　　制冷剂是在制冷机中循环流动的流体，通过自身的热力循环变化从而不断地与外界发生能量交换，以达到制冷的目的。制冷剂又称制冷工质[1]。常见制冷剂可分为: 无机物制冷剂( 水，氨，二氧化碳) 、氟利昂类制冷剂(R134a，R123) 、碳氢化合物制冷剂( R290，R600a，R50) 、共沸制冷剂(R507) 、非共沸制冷剂( R407C，R-410A) 。

　　制冷剂的性能可以从以下几方面评价。环保性(ODP 值、GWP 值) 、安全属性、热力学方面性质( 临界温度、标准沸点、汽化潜热、凝固温度、黏度等) 、其他性质(与金属的相溶型、与非金属材料的相容性、与有机材料相溶性、与水的相溶性等) 。

　　1 无机物制冷剂

　　1. 1 水

　　水的环保性能优良，安全性最好，容易得到，而且汽化潜热最大。水的标准沸点为100 ℃，冰点是0 ℃。属于高温制冷剂。水蒸气比体积大，蒸发压力低，是系统处于高真空状态。故适合在吸收式和蒸汽喷射式冷水机组中作为制冷剂[2]。

　　1. 2 氨

　　氨属于中温制冷剂。沸点为-33. 3℃，凝固点为-77.9℃。氨具有较好的热力性质和热物理性质。压力适中，单位容积制冷量大，粘度小，流动阻力小，密度小，传热性、能好。氨对钢铁不起腐蚀作用，但当含有水分时将会腐蚀锌、青铜及其他铜合金( 除磷青铜外) 。目前氨应用于蒸发温度在-65 ℃ 以上的大型或中型单级、双级往复活塞式及螺杆式制冷机中，也有用于大容量离心式制冷机中[3]。

　　1. 3 二氧化碳

　　自19 世纪80 年代至20 世纪30 年代，二氧化碳作为制冷工质被广泛地应，用于制冷空调系统中。卤代烃类制冷工质被广泛应用后，二氧化碳迅速被取代[4]。

　　二氧化碳作为制冷剂，其优点:

　　(1) 安全无毒，不可燃，适用范围广。

　　(2) 具有与制冷循环和设备相适应的热物理性质，单位容积制冷量相当高，运动粘度低。

　　(3) 具有优良的流动和传热特性，显著减小压缩机与系统尺寸，使整个系统紧凑，而且运行维护也比较简单，具有良好的经济性能。

　　(4) 其制冷循环的压缩比要比常规工质制冷循环低，压缩机的容积效率可以维持在较高的水平。

　　(5) 其跨临界循环比常规工质亚临界循环更适合于系统的动态容量调节特性。

　　目前二氧化碳作为制冷剂的研究主要集中于汽车空调、热泵以及复叠式循环等领域。

　　2 氟利昂类制冷剂

　　这类制冷剂从20 世纪 0 年代出现，广泛应用于制冷系统中。20 世纪 80 年代发现其对臭氧层有着不同程度的破坏作用后，才逐渐禁止或限制使用。氟利昂类制冷剂的共性: