載冷劑與低溫制冷劑
載冷劑與低溫制冷劑還是有區(qū)別的。
載冷劑是在間接冷卻的制冷裝置中,將被冷卻系統(tǒng)的熱量傳遞給正在蒸發(fā)的制冷劑的物質(zhì)。也稱為二次制冷劑。載冷劑與制冷劑統(tǒng)稱為冷媒,都屬于傳輸冷量的介質(zhì)。
載冷劑通常為液體,在傳遞熱量過程中一般不發(fā)生相變。制冷劑通過相變制冷,將冷量傳遞給載冷劑,然后再通過泵在常壓下將載冷劑的冷量傳遞給冷庫間實(shí)現(xiàn)制冷。
載冷劑代用品主要有氯化鈣鹽水、氯化鈉鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、二氯甲烷等。專業(yè)載冷劑如冰河冷媒等。
制冷劑,又稱、致冷劑、雪種,是各種熱機(jī)中借以完成能量轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)。這些物質(zhì)通常以可逆的相變(如氣-液相變)來增大功率。如蒸汽引擎中的蒸汽、制冷機(jī)中的雪種等等。一般的蒸汽機(jī)在工作時(shí),將蒸汽的熱能釋放出來,轉(zhuǎn)化為機(jī)械能以產(chǎn)生原動(dòng)力;而制冷機(jī)的雪種則用來將低溫處的熱量傳動(dòng)到高溫處。
傳統(tǒng)工業(yè)及生活中較常見的工作介質(zhì)是部分鹵代烴(尤其是氯氟烴),但由于它們會(huì)造成臭氧層空洞而逐漸被淘汰。其他應(yīng)用較廣的工作介質(zhì)有氨氣、二氧化硫和非鹵代烴(例如甲烷)。
常見的制冷劑:
NH3制冷劑
1859年氨作為制冷劑的理論確立,1875年開始用于工業(yè)制冷。NH3凝固溫度-77.7℃,標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)-33.3℃,臨界溫度132.4℃,臨界壓力11.52Mpa。常溫下冷凝壓力一般在1.1Mpa~1.3Mpa,夏季最高不超過1.5Mpa,單位容積制冷量約2177KJ/m?。ODP=0,GWP=0。
優(yōu)點(diǎn):NH3制冷劑對環(huán)境友好性,破壞臭氧層潛能值(ODP)為0、全球氣候變暖潛能值(GWP)為0。具有優(yōu)良的熱力學(xué)性質(zhì),其單位容積制冷量較傳統(tǒng)的氟利昂制冷劑大。比重和粘度小。價(jià)格便宜、易獲得;氨機(jī)造價(jià)低,由于單個(gè)氨機(jī)制冷量可達(dá)到250kW甚至更大,而氟機(jī)(低溫工況)最大為100kW,若要用于大冷量工況,就必須多機(jī)并聯(lián),因此,在大功率(100kW以上)的情況下,氨機(jī)明顯較氟并聯(lián)機(jī)組價(jià)格低;氨系統(tǒng)若發(fā)生泄漏易被發(fā)現(xiàn)。
缺點(diǎn):氨幾乎不溶于礦物油,管道和換熱器的傳熱面會(huì)積油,形成油膜,影響傳熱;氨制冷系統(tǒng)需配用復(fù)雜的油分離系統(tǒng),造成產(chǎn)品體積龐大。氨在含油、含水時(shí),對銅和銅合金(磷青銅外)有腐蝕作用;氨毒性較大,對人體器官有強(qiáng)烈刺激作用,空氣中氨的含量達(dá)到0.5%~0.6%時(shí),人在其中停留半小時(shí)即可中毒,達(dá)到11%~13%即可點(diǎn)燃,達(dá)到16%~25%時(shí)遇明火就會(huì)爆炸;少量氨泄漏就可導(dǎo)致儲(chǔ)藏品受到污染,大量泄漏則危及人身安全,需保持通風(fēng)使空氣中氨含量≤0.02mg/L【7】;在人員較多的生產(chǎn)場所嚴(yán)禁采用氨直接蒸發(fā)制冷系統(tǒng)。
氟利昂制冷劑
氟利昂是飽和烴類的鹵族衍生物總稱。20世紀(jì)30年代美國首先研究出氯氟烴類R12,隨后CFCs和HCFCs陸續(xù)得到研發(fā)。根據(jù)氟利昂制冷劑分子結(jié)構(gòu),可分以下三類:氯氟烴類(主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等)此類制冷劑含氯元素破壞臭氧層,被《蒙特利爾議定書》列為一類受控物質(zhì),目前已禁止使用;氫氯氟烴類(R22、R123、R141b、R142b等)此類制冷劑氯含量較少,被視為過渡性替代物質(zhì)。R22被限定于2020年淘汰,發(fā)展中國家截止到2030年;氫氟烴類(R134a、R125、R32、R404A、R407C、R410A、R152、R507等)此類制冷劑不含氯元素,但在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》京都議定書中定性為溫室氣體。
優(yōu)點(diǎn):氟利昂制冷劑與冷凍油互溶,氟機(jī)無需復(fù)雜的油分,結(jié)構(gòu)簡單,體積??;制冷劑充注量小,一般為氨機(jī)的1/2或1/3;機(jī)房要求高度低、機(jī)房占地面積??;壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)能量調(diào)節(jié);可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測報(bào)警;可保存庫房各溫度參數(shù),機(jī)房無需專人值守。
缺點(diǎn):氟利昂無色無味泄露難發(fā)現(xiàn),遇明火溫度400℃以上會(huì)分解有毒氣體。受兩國際公約限制。價(jià)格相對氨較高。熱工性能不如氨,單位換熱效率低;氟機(jī)單機(jī)功率較氨小,在大功率的情況下要并聯(lián)運(yùn)行,從而使機(jī)組造價(jià)提高。