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    各類型號制冷劑在小型冷水機中應用

    01-13
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      制冷壓縮機的結構型式,很大程度上取決于制冷劑的運行特性。
      最初的小型冷水機在工業裝置中,主要采用氨、氯甲烷、二氧化硫硬二氧化碳(蘇聯最廣泛應用的是具有鹽水冷卻系統的氨制冷裝置)。

      氨:在一般蒸發溫度和冷凝溫度范圍內的單級氨小型冷水機,氨的飽和蒸汽壓力高于大氣壓力,而低于2兆帕(20公斤力/厘米2)。因此氣缸尺寸及作用在壓縮機活塞上的力相對地小。氨的優點還有良好的熱力性質,有強烈的氣味,易發現泄漏,成本低。但這并不能抵消它的缺點,如它有劇毒性,易爆性,對粘膜有刺激作用,對有色金屬有腐蝕性。

      經過很長時間探索,才制成了壓力與氨相近、但安全而又無腐蝕性的制冷劑。它是從碳氫化合物中由氟原子、氯原子以及后來由溴原子取代其中的氫原子而獲得的。

      氟利昂12(R12):在本世紀的前半世紀,小型冷水機的發展情況,通??杀碚鳛橛墒謩诱{節的氨壓縮機,向采用R12(二氟二氯甲烷CF2Cl2)、自動控制的壓縮機的過渡。

      當溫度相同時,R12的壓力低于氨,因此R12的容積產冷量小,而壓縮機的氣缸直徑應該約大30%(因此壓縮機金屬容量增加);蒸發溫度越低,差別越大。從另一方面看,因為R12的冷凝壓力低得多(當30℃時為4lO千帕,50℃時為810)千帕),因此運行條件較好,而且當周圍介質溫度較高時仍有可能工作。

      R12是無色氣體,有一點氣味,比空氣重得多,流動性很好,與潤滑油能很好地溶解,因此R12機器一般不采用油分離器。R12不同于氨,幾乎不溶于水,甚至少量的水也要結冰,堵住節流孔而破壞機器工作。

      R12在冷凝及蒸發時的放熱系數比氨為小,因此冷凝器及蒸發器的傳熱表面積比氨的大。

      R12的單位汽化熱大約是氨的十分之一,在產冷量相同的機器中,氟利昂的循環量要大得多。因此,氟利昂氣體的密度也要大好幾倍,所以只有把管道直徑增加一倍,其中的壓力損失才能保持在允許的范圍內。因此氣閥流通截面也應大大地增加。

      氟利昂22(R22):在許多新制冷劑(碳氫化合物的衍生化合物)中,R22(二氟一氯甲烷CHClF2)獲得最廣泛的應用。它是與R12相類似的氣體,但它的壓力較高,在相同的飽和溫度下,其飽和壓力幾乎與氨相等。

      R22的制成,大大擴大了氟利昂壓縮機的使用范圍,首先擴大了在兩級壓縮的低溫裝置中的使用范圍,然后又擴大了在空氣調節裝置中的使用范圍。對比試驗指出:在小型冷水機中,高溫及低溫范圍采用R22有利,而中等蒸發溫度(-25~-30℃到-5~-10℃)采用R12有利。

      R22象R12一樣,實際上是安全的,但毒性稍大。高溫下潤滑油在R22中的溶解性和R12一樣大,而低溫時是有限的。溶水性比R12大。

      R22的放熱系數比R12大,汽化熱大,壓縮后的終溫高。液態R22與R12不同,它的導電性好(對于使用內裝式電動機的壓縮機來說這是缺點)。R22的價格接近于R12。

      氟利昂502(R502):除了新的氟氯碳氫化合物作為制冷劑之外,還提出了利用共沸混合物(其制冷特性如同一種單一的物質)以及非共沸混合物。目前幾乎尚未采用非共沸混合物,主要是由于操作困難:在泄漏時,混合物的組分及性質要改變,因而小型冷水機的特性也要相應的變化。共沸混合物的運行特性不亞于純制冷劑。

      R502就是一種共沸制冷劑,它獲得廣泛地應用。R502是R22(48.8%)和R115一五氟一氯乙烷(51.2%)的共沸}昆合物。R502的正常蒸發溫度(-45.6℃)比R22的(-40.8℃)低。這就擴大了壓縮機在非真空狀態下的工作范圍,而且增加了壓縮機的產冷量。

      當蒸發溫度和冷凝溫度相同時,R502的排氣壓力與吸氣壓力的壓力比,小于R22的壓力比。絕熱壓縮以后的終溫較低(大約與R12相同)。這就大大地降低了壓縮機及內裝式電動機的溫度,在低溫領域很有利。

      R502的化學活性比R22弱,毒性小,對于內裝式電動機的電絕緣材料的作用弱。當溫度高達150℃時,它的化學組分沒有變化。R502對于潤滑油的溶解性及溶水性比R22低。R502的缺點是價格貴。

      關于R502全封閉壓縮機的試驗資料表明:它在低溫領域中有突出的優點。

      氟利昂13B1(R13B1):在單級低溫機器中,當冷凝壓力不高時,采用R13B1(三氟一溴甲烷CF3Br)。它的正常蒸發溫度(-57.8℃)比R502低,因此蒸發壓力較高及容積產冷量較大。另一方面,它的冷凝壓力(60℃時比R502高0.7兆帕)及絕熱壓縮后的終溫比R502高得多。因此R13B1主要在使用水冷式冷凝器的機器中應用。

      這種制冷劑的性質在很多方面接近于R22,但是它的分子量及密度要大好幾倍。因此當其他條件相同時,在閥門及管道處的節流損失較大。R13B1的毒性小,對金屬不侵蝕,沒有爆炸危險(甚至在滅火器中采用)。




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