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常用制冷剂与载冷体及其具备的安全条件

一、制冷剂

制冷剂是制冷循环中将热量从低温传向高温的工作介质，制冷剂

的种类和性质对冷冻机的大小、结构、材料及操作压力等有重要的影

响。因此应当根据具体的操作条件慎重选用适宜的制冷剂。

(一)制冷剂应具备的条件

①在常压下的沸点要低，且低于蒸发温度，这是首要条件。

②化学性质稳定，在工作压力、温度范围内不燃烧、不爆炸、高

温下不分解，对机器设备无腐蚀作用，也不会与润滑油起化学变化。

③在蒸发温度时的汽化潜热应尽可能大，单位体积制冷能力要

大，可似缩小压缩机的气缸尺寸和降低动力消耗。

④在冷凝温度时的饱和蒸气压(冷凝压力)不宜过高，这样可以降

低压缩机的压缩比和功率消耗，并避免冷凝器和管路等因受压过高而

使结构复杂化。

⑤在蒸发温度时的蒸气压强(蒸发压力)不低于大气压力，这样可

以防止空气吸人，以避免正常操作受到破坏。

⑥临界温度要高，能在常温下液化；凝固点要低，以获得较低的

蒸发温度。

⑦制冷剂的黏度和密度应尽可能地小，减少其在系统中流动时的

阻力。

⑧热导率要大，可以提高热交换器的传热系数。

⑨无毒、无臭不危害人体健康，不破坏生态环境。

(二)常用的制冷剂

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(1)氨目前应用最广泛的一种制冷剂，适用于温度范围为一

65—10~C的大、中型制冷机中。由于氨的临界温度高，在常压下有较

低的沸点，汽化潜热比其他制冷剂大得多，因此其单位体积制冷能力

大，从而压缩机气缸尺寸较小。在蒸发器中，当蒸发温度低达240K

时，蒸发压强也不低于大气压，空气不会渗入。而在冷凝器中，当

冷却水温很高(夏季)时，其操作压强也不超过1600kPa。另外，氨具有

与润滑油不互溶、对钢铁无腐蚀作用、价格便宜、容易得到、泄漏时

易于察觉等突出优点。但氨有毒，有强烈的刺激性和可燃性，与空气?

昆合时有爆炸的危险，当氨中有水分时会降低润滑性能，会使蒸发温

度提高，并对铜或铜合金有腐蚀作用。

(2)二氧化碳其主要优点是单位体积制冷能力最大。因此，在同

样制冷能力下，压缩机的尺寸最小，从而在船舶冷冻装置中广泛应

用。此外，二氧化碳还具有密度大、无毒、无腐蚀、使用安全等优

点。二氧化碳冷凝时的操作压强过高，一般为6000～8000kPa，蒸气压

强不能低于530kPa，否则二氧化碳将固态化。

(3)氟里昂它是甲烷、乙烷、丙烷与氟、氯、溴等卤族元素的衍

生物。常用的有氟里昂—11(CFCl3)、氟里昂—12(CF2C12)、氟里昂—

13(CFaCl)、氟里昂—22(CHF2C1)和氟里昂—113(CzFsCIa)等。在常压

下氟里昂的沸点因品种不同而不同，其中最低的是氟里昂—13，为

191K；最高的是氟里昂—113，为320K。氟里昂低毒、无味、不着火，

与空气混合不爆炸，对金属无腐蚀作用等，过去一直广泛应用在电冰

箱一类的制冷装置中。

近年来人们发现这类化合物对地球上空的臭氧层有破坏作用，所

以对其限制使用，并寻找可替代的制冷剂取而代之。

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(4)碳氢化合物如乙烯、乙烷、丙烷、丙烯等碳氢化合物也可用

作制冷剂。它们的优点是凝固点低，无毒、无臭，对金属不腐蚀，且

蒸发温度范围较宽。但具有可燃性，与空气混合时有爆炸危险，因

此，使用时，必须保持蒸发压强在大气压强以上，防止空气漏人而引

起爆炸。丙烷与异丁烷主要用于一30～10°C制冷温度范围、冰箱等

小型制冷设备，乙烯主要用于一120～一40℃的复叠式系统或裂解石

油气分离等制冷装置。二、载冷体

载冷体是用来将制冷装置的蒸发器中所产生的冷量传递给被冷却

物体的媒介物质或中间介质。

(一)载冷体具备的安全条件

①冰点要低。在操作温度范围内保持液态不凝固，其凝固点比制

冷剂的蒸发温度要低，其沸点应高于最高操作温度，即挥发性小。

②比热容大，载冷量也大。在传送一定冷量时，其流量就小，可