制冷热泵工质简介

制冷热泵工质简介

   压缩式制冷热泵装置的构成要素中，除四大部件之外，就是制冷热泵工质（以下简称工质）。   

    制冷热泵技术早期，所采用的工质均为天然工质，如二氧化碳，二氧化硫，乙醇，乙醚，氨等；二十世纪三十年代发现氟里昂系列工质后（即甲烷、乙烷中的氢原子部分或全部被氟、氯、溴等原子替代而形成的化合物），以其近乎完美的热学、电学、生理学等性质，迅速替代了大部分自然工质；到二十世纪八十年代时，发现氟里昂工质系列中含有氯、溴原子的工质对大气臭氧层有破坏效应，含氟原子接近饱和的工质则有较大的温室效应潜能，基于此，开始了长达三十余年的制冷热泵工质替代行动，至今仍在进行中。

    制冷热泵工质选用时考虑的基本因素有热学性质、环境性质、电学及生理学特性、经济因素等，目前发展的基本方向是尽量采用自然工质，自然工质无法满足时，采用混合工质或目前认为较友好的工质。

    常用的制冷热泵工质如下。

    ●R22. 分子式为CHClF2，在空调、除湿机、热泵热水器、冷冻干燥机、工业及商业制冷热泵装置中均有广泛应用，但该工质对臭氧层有破坏效应，未来会被禁用。

    ●R134a. 分子式为CH2F-CF3，是二十世纪九十年代为替代对臭氧层在较大破坏效应的R12而开发的，目前主要用于汽车空调、冰箱、热泵、冰淇淋机、除湿机、工业及商业制冷热泵装置中，但由于其温室效应潜能相对较大，未来也可能被禁用。 

    ●R23. 分子式为CHF3，主要用于低温制冷装置中，如低温环境试验装置、冷冻干燥机、超低温冰箱、生化物料低温冷藏装置等。

    ●R717。分子式为NH3（即氨），是应用历史最长的工质之一，目前在中大型冷库、工业制冷、吸收式制冷等领域中均有广泛应用，但R717可燃且有毒性，应用中需配置规范的安全保护措施。

      ●R744. 分子式为CO2（即二氧化碳），也是应用历史最长的工质之一，目前在低温制冷、商用及工业制冷、热泵热水器等领域广泛应用，未来可能应用于汽车空调。该工质的主要特点是通常需采用跨临界循环，工作压力较高（普通工质的工作压力通常低于3MPa，R744的工作压力可达11MPa以上），因此对部件和管路有较高的耐压和安全要求，优点是压缩机的压比可较小，易于取得较高的压缩效率。

      ●R718. 分子式为H2O（即水），目前在吸收式制冷空调、高温热泵等领域广泛应用。

      ●R290，分子式为C3H8（即丙烷）；R600a，分子式为C4H10（即异丁烷）；R32，分子式为CH2F2；上述工质的共同特点是热力性质优异，但均属可燃工质；目前已开始应用于小型微型制冷热泵装置（如R290、R32应用于家用空调等，R600a应用于家用冰箱等）中；可燃工质在装置设计中需采用微通道换热器等技术大幅度减小工质充注量外，在应用和维护管理中也需科学规范。

    也可由纯工质组配形成适宜的混合工质来满足特定要求，如由阻燃工质与可燃工质组配形成不可燃混合工质；适宜纯工质组配形成与被禁用工质性质极接近的灌注式替代工质等。如由不同可燃工质形成的混合工质有R433B（95%丙烷+5%丙烯，摩尔分数）、R436A（63%丙烷+37%异丁烷，摩尔分数）等。

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