r600a製冷劑

r600a製冷劑

制冷機中完成熱力循環的工質。它在低溫下吸取被冷卻物體的熱量,然後在較高溫度下轉移給冷卻水或空氣。在蒸氣壓縮式制冷機中,使用在常溫或較低溫度下能液化的工質為製冷劑

概念簡介

製冷劑

制冷機中完成製冷的工質。它在低溫下吸取被冷卻物體的熱量,然後在較高溫度下轉移給冷卻水或空氣。在蒸氣壓縮式制冷機中,使用在常溫或較低溫度下能液化的工質為製冷劑,如氟利昂(飽和碳氫化合物的氟、氯、溴衍生物),共沸混合工質(由兩種氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液)、碳氫化合物(丙烷、乙烯等)、氨等;在氣體壓縮式制冷機中,使用氣體製冷劑,如空氣、氫氣、氦氣等,這些氣體在製冷循環中始終為氣態;在吸收式制冷機中,使用由吸收劑和製冷劑組成的二元溶液作為工質,如氨和水、溴化鋰 (分子式:LiBr。白色立方晶繫結晶或粒狀粉末,極易溶於水)和水等;蒸汽噴射式制冷機用水作為製冷劑。製冷劑的主要技術指標有飽和蒸氣壓強、比熱、粘度、導熱係數、表面張力等。1960年以後,人們對非共沸混合工質的套用進行了大量的試驗研究,並已將其用於天然氣的液化和分離等方面。套用非共沸混合工質單級壓縮可得到很低的蒸發溫度,且可增加製冷量,減少功耗。 它的性質直接關係到製冷裝置的製冷效果、經濟性、安全性及運行管理,因而對製冷劑性質要求的了解是不容忽視的。

早期概況

1805年埃文斯(O.Evans)原創作地提出了在封閉循環中使用揮發性流體的思路,用以將水冷凍成冰。他描述了這種系統,在真空下將乙醚蒸發,並將蒸汽泵到水冷式換熱器,冷凝後再次使用。1834年帕金斯第一次開發了蒸汽壓縮製冷循環,並且獲得了專利。在他所設計的蒸汽壓縮製冷設備中使用製冷劑二乙醚(乙基醚)作為製冷劑。

下表列出早期用過的製冷劑

年份 雪種 化學式

19世紀30年代 橡膠餾化物

二乙醚(乙基醚) CH3-CH2-O-CH2-CH3

19世紀40年代 甲基乙醚(R-E170) CH3-O-CH3

1850 水/硫酸 H2O/H2SO4

1856 酒精 CH3-CH2-OH

1859 氨/水 NH3/H2O

1866 粗汽油

二氧化碳(R744) CO2

19世紀60年代 氨(R717) NH3

甲基胺(R630) CH3(NH2)

乙基胺(R631) CH3-CH2(NH2

1870 甲基酸鹽(R611) HCOOCH3

1875 二氧化硫R764) SO2

1878 甲基氯化物,氯甲烷(R40) CH3CI

19世紀70年代 氯乙烷(R160) CH3-CH2CI

1891 硫酸與碳氫化合物 H2SO4,C4H10,C5H12,(CH3)2CH-CH3

20世紀 溴乙烷(R160B1) CH3-CH2Br

1912 四氯化碳 CCI4

水蒸氣(R718) H2O

20世紀20年代 異丁烷(R600a) (CH3)2CH-CH3

丙烷(R290) CH3-CH2-CH3

1922 二氯乙烷異構體(R1130) CHCI=CHCI

1923 汽油 HCs

1925 三氯乙烷(R1120) CHCI=CCI2

1926 二氯甲烷(R30) CH2CI2

早期的製冷劑,幾乎多數是可燃的或有毒的,或兩者兼而有之,而且有些還有很強的腐蝕和不穩定性,或有些壓力過高,經常發生事故。

發展歷史

十九世紀中葉出現了機械製冷。雅各布.帕金斯(Jacob Perkins)在1834年建造了首台實用機器。它用乙醚作製冷劑,是一種蒸氣壓縮系統。二氧化碳(CO2) 和氨(NH3)分別在1866年和1873年首次被用作製冷劑。其他化學製品包括化學氰(石油醚和石腦油)、二氧化硫(R-764)和甲醚,曾被作為蒸氣壓縮用製冷劑。其套用限於工業過程。多數食物仍用冬天收集或工業製備的冰塊來保存。

二十世紀初,製冷系統開始作為大型建築的空氣調節手段。位於德克薩斯聖安東尼奧的梅蘭大廈是第一個全空調高層辦公樓.

1926年, 托馬斯.米奇尼(Thomas Midgely)開發了首台CFC(氯氟碳)機器,使用R-12. CFC族(氯氟碳)不可燃、無毒(和二氧化硫相比時)並且能效高。該機器於1931年開始商業生產並很快進入家用。威利斯.開利(Willis Carrier)開發了第一台商用離心式制冷機,開創了製冷和空調的紀元。

20世紀30年代,一系列鹵代烴製冷劑相繼出現,杜邦公司將其命名為氟利昂(Freon)。這些物質性能優良、無毒、不燃,能適應不同的溫度區域,顯著地改善了制冷機的性能。幾種製冷劑在空調中變得很普遍,包括CFC-11.CFC-12. CFC-113.CFC-114和HCFC-22.20世紀50年代,開始使用共沸製冷劑。60年代開始使用非共沸製冷劑。

空調工業從幼小成長為幾十億美元的產業,使用的都是以上幾種製冷劑。到1963年,這些製冷劑占到整個有機氟工業產量的98%。

到1970年代中期, 對臭氧層變薄的關注浮出水面,CFC族物質可能要承擔部分責任。這導致了1987年蒙特婁議定書的通過,議定書要求淘汰CFC和HCFC族。新的解決方案是開發HFC族,來擔當製冷劑的主要角色。HCFC族作為過渡方案繼續使用並將逐漸淘汰。

在1990年代,全球變暖對地球生命構成了新的威脅。雖然全球變暖的因素很多,但因為空調和製冷耗能巨大(美國建築物耗能約占總能耗的1/3),且許多製冷劑本身就是溫室氣體,製冷劑又被列入了討論範圍。雖然ASHRAE標準34把許多物質分類為製冷劑,但只有少部分用於商業空調。

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