制冷剂与载冷体：常用制冷剂及载冷体

( 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。

1.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，可以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入，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的小，减少其在系统中流动时的阻力。

(8) 导热系数要大，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。

(10) 价格低廉，易于获得。

2.常用的制冷剂

(1) 氨。目前应用最广泛的一种制冷剂，适用于温度范围为-65 ～10℃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，当冷却水温度很高( 夏季) 时，其操作压强也不超过1600kPa。另外，氨与润滑油不互溶，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。其缺点是有毒，有强烈的刺激性和可燃性，与空气混合时有爆炸的危险，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为最大，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。缺点是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) 氟利昂。它是甲烷、乙烷、丙烷与氟、氯、溴等卤族元素的衍生物。常用的有氟利昂-11( CFCl3) 、氟利昂-12( CF2Cl2) 、氟利昂-13( CF3Cl) 、氟利昂-22( CHF2Cl) 和氟利昂-113( C2F3Cl3) 等。在常压下氟利昂的沸点因品种不同而不同，其中最低的是氟利昂-13，为191K，最高的是氟利昂-113，为320K。其优点是无毒、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。(www.xing528.com)

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。

(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，价格便宜，容易获得，且蒸发温度范围较宽。其缺点是有可燃性，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，防止空气漏入而引起爆炸。丙烷与异丁烷主要用于-30 ～10℃制冷温度范围、冰箱等小型制冷设备，乙烯主要用于-120 ～-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。

1.载冷体应具备的条件

(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，可减少泵的功耗。

(3) 密度小，黏度小。可以减小流动阻力。

(4) 化学稳定性好，不腐蚀设备和管道，无毒无臭，无爆炸危险性。

(5) 导热系数大。可以减小热交换器的传热面积。

(6) 来源充足，价格便宜。

2.常用的载冷体

(1) 水。水是一种很理想的载体，具有比热容大、腐蚀性小、不燃烧、不爆炸、化学性能稳定等优点。但由于水的凝固点为0℃，因而只能用作蒸发温度在0℃以上的制冷循环，故在空调系统中被广泛应用。

(2) 盐水溶液( 冷冻盐水) 。盐水溶液是将氯化钠、氯化钙或氯化镁溶于水中形成的溶液，用作于中低温制冷系统的载冷体，其中用得最广的是氯化钙水溶液，氯化钠水溶液一般只用于食品工业的制冷操作中。盐水的一个重要性质是冻结温度取决于其浓度。在一定的浓度下有一定的冻结温度，不同浓度的冷冻盐水其冻结温度不同，浓度增大则冻结温度下降。当盐水溶液的温度达到或接近冻结温度时，制冷系统的管道、设备将发生冻结现象，严重影响设备的正常运行。为了保证操作的顺利进行，必须合理地选择浓度，以使冻结温度低于操作温度。一般使盐水冻结温度比系统中制冷剂蒸发温度低10 ～13K。

盐水对金属有腐蚀作用，可在盐水中加入少量的铬酸钠或重铬酸钠，以减缓腐蚀作用。另外，盐水中的杂质，如硫酸钠等，其腐蚀性是很大的，使用时应尽量预先除去，这样也可大大减少盐水的腐蚀性。

(3) 有机溶液。有机溶液一般无腐蚀性，无毒，化学性质比较稳定。如乙二醇、丙三醇溶液，甲醇、乙醇、三氯乙烯、二氯甲烷等均可作为载冷体。有机载冷体的凝固点都低，适用于低温装置。