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制冷劑的命名規(guī)則、分類、選用原則

發(fā)布時間：2023-09-25人氣：236

制冷劑作為制冷系統(tǒng)的工作介質(zhì),其種類繁多,性能各異。為了清楚表示不同制冷劑,人們制定出了各種命名方法。同時根據(jù)化學(xué)組成、安全級別、ODP值和GWP值等指標(biāo)對制冷劑進行分類,可以更好地了解不同制冷劑的特性。在選用制冷劑時,需要考慮多方面因素,包括熱物性參數(shù)的匹配性、環(huán)保屬性、安全性能、經(jīng)濟效益以及系統(tǒng)適應(yīng)性等。綜合判斷后選擇對環(huán)境影響最小、系統(tǒng)匹配性最優(yōu)的制冷劑品種,才能實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的高效環(huán)保運行。

一、制冷劑的命名規(guī)則

(一)ASHRAE編號法

這是目前國際上通用的制冷劑命名方法,由美國ASHRAE首次提出。其基本規(guī)則是:取制冷劑分子式的首個字母R,然后加上數(shù)字表示原子數(shù),最后加上字母表示所屬化合物類型。例如R22表示CHClF2,R134a表示CF3CH2F。該方法簡單明了,但無法反映制冷劑的具體成分。

(二)化學(xué)名稱法

直接使用化合物的IUPAC系統(tǒng)命名,能清楚表示成分。例如R22的化學(xué)名稱為氯碳氟甲烷,R134a為1,1,1,2-四氟乙烷。但部分名稱較長,不便使用。主要見于學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域。

(三)商標(biāo)名稱法

由制冷劑生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)其商業(yè)化戰(zhàn)略進行命名,并進行商標(biāo)注冊。例如德國化學(xué)巨頭林德公司將R1234yf命名為Solstice yfTM。這種方法便于品牌推廣,但可能引起重復(fù)命名。

二、制冷劑的分類

(一)按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

1、單一制冷劑-氟利昂和烷烴類

有氫的制冷劑，字母“H”放在最前面；這樣分子中含氯、氟、碳的完全鹵代烴寫作“CFC”，如CFC12；分子中含有氫、氯、氟、碳的不完全鹵代烴寫成“HCFC”，如HCFC22；分子中含有氫、氟、碳的無氯鹵代烴寫成“HFC”，如HFC—134a；碳氫化合物則寫成“HC”，如HC170。其中：

a.氯氟烴(CFC) 含有氯、氟及碳原子的（不含氫）的全鹵代烴；

b.氫氯氟烴(HCFC)含有氟、氯、碳及氫的鹵代烴；

c.氫氟烴(HFC)，只含氟、碳及氫的鹵代烴；

d.碳氫化合物(HC)。

為方便起見，有些文獻也使用RXXX來描述，不區(qū)分氯氟烴(CFC)、氫氯氟烴(HCFC)、氫氟烴(HFC)和碳氫化合物(HC)。

2、單一制冷劑-無機物

無機物的符號中編號首位為7，7后面的數(shù)字是該無機物的相對分子質(zhì)量（取整數(shù)部分）。例如：R717表示NH3，R718表示H2O，R744表示CO2，R764表示SO2。為方便起見，有些文獻也使用化學(xué)名直接描述，比如氨。

3、共沸混合物制冷劑

由兩種或更多種化合物組成的制冷劑。按其特性分為共沸混合物制冷劑和非共沸混合物制冷劑，共沸混合物制冷劑呈現(xiàn)單一制冷劑的特性，起單一制冷劑的作用。共沸混合物制冷劑用5開始的3位數(shù)字編號，如R500、R502等。

4、非共沸混合物制冷劑

非共沸混合物制冷劑，編號由數(shù)字4開始的三位數(shù)表示，并以一個字母結(jié)尾，以區(qū)分相同組分物質(zhì)的不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如R410A、R407C。混合物制冷劑由它們各自的制冷劑編號和質(zhì)量分?jǐn)?shù)做標(biāo)識。制冷劑根據(jù)其組分的標(biāo)準(zhǔn)沸點由低到高排列，，例如：R501用R22/12(75/25)表示，R407C則為 R32/125/134a (23/25/52)。

5、600系列

600系列被指定用于一些有機制冷劑如丁烷為R600，異丁烷為R600a。

(二)按安全性分類

1. A1級:無毒無燃,如R290、R600a

2. A2級:低毒性低燃性,如R32、R134a

3. A3級:高毒性高燃性,如R22、R502

(三)按ODP分類

1. ODP為0的:如R134a、R32等

2. ODP不為0的:如R11、R12、R113等

(四)按GWP分類

1. GWP<150:如R290、R600a、R1234ze

2. 150≤GWP≤1000:如R32、R134a、R152a

3. GWP>1000:如R404A、R410A、R507A等

三、制冷劑的選用原則

(一)熱物性特性匹配

1. 挽含熱量。選擇在給定壓縮機排量條件下,挽含熱量較大的制冷劑,可以在相同排量下實現(xiàn)更大的制冷量。

2. 氣密度。氣密度較大會增加壓縮機的壓縮負荷,應(yīng)選用密度相對較小的制冷劑。

3. 沸點。沸點應(yīng)配合壓縮機的壓縮比,使其在正常工作壓力范圍內(nèi)穩(wěn)定沸騰。

4. 臨界溫度。應(yīng)高于最大Condensing溫度,以保證Condensing過程的效率。

5. 導(dǎo)熱系數(shù)。應(yīng)較大,有利于在換熱器中快速傳熱。

6. 粘度。應(yīng)小于某限值,確保壓縮機的良好潤滑性。

7. 比容。應(yīng)優(yōu)化,使壓縮機體積效率最大化。

(二)環(huán)保性能

1. ODP值。選用ODP值為0的制冷劑,無耗竭臭氧層的風(fēng)險。

2. GWP值。優(yōu)先選擇GWP值較低的制冷劑,對全球變暖的潛在影響小。

3. 穩(wěn)定性。化學(xué)穩(wěn)定性好,使用及報廢后不易分解,減少對大氣的 SECONDARY POLLUTION。

4. 毒性。選擇毒性較低的制冷劑,減少泄漏的環(huán)境和健康風(fēng)險。

(三)安全性能

1. 燃燒性。不同可燃級別的制冷劑應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)及使用場所選擇。

2. 接觸毒性。對皮膚、眼睛的刺激性小,更安全。

3. 急性毒性。吸入后對人體的中毒作用小,LD50值大。

4. 全麻性。較低的麻醉效果,減少誤操作危險。

5. 介電強度。大于絕緣電壓的2-3倍,防止電擊和火花。

(四)經(jīng)濟效益

1. 制造成本。優(yōu)先選擇制造成本較低的制冷劑。

2. 系統(tǒng)改造成本。考慮新老制冷劑切換的適應(yīng)性改造費用。

3. 運行成本。計算制冷劑消耗和系統(tǒng)耗電量,選擇經(jīng)濟運行成本低的品種。

4. 淘汰費用。含有毒物質(zhì)的制冷劑需要考慮報廢處理成本。

(五)系統(tǒng)適應(yīng)性

1. 壓縮機適用性。檢查壓縮機在物理特性、潤滑、材料等方面的適應(yīng)性。

2. 穩(wěn)定性。制冷劑在正常工況下化學(xué)穩(wěn)定,不分解生毒物。

3. 管路和閥組適用性。管路、軟管、密封件材料要兼容。

4. 檢漏適用性。可以用檢漏設(shè)備可靠地檢測制冷劑泄漏。

(六)技術(shù)成熟度

1. 應(yīng)用歷史。選擇已有20年以上成熟應(yīng)用歷史的制冷劑,技術(shù)可靠性高。

2. 工藝水平。先進的制造工藝可以減少雜質(zhì)和穩(wěn)定性問題。

3. 檢測手段。成熟的檢測技術(shù),可以確保制冷劑純度和質(zhì)量。

4. 配套完善。完善的設(shè)計軟件、加注設(shè)備、檢漏設(shè)備等配套產(chǎn)品。

(七)立法規(guī)定

1. 國際法規(guī)。遵守《蒙特利爾議定書》等國際環(huán)境法規(guī)定。

2. 國家標(biāo)準(zhǔn)。執(zhí)行強制性國家制冷劑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用種類。

3. 行業(yè)規(guī)范。遵照行業(yè)協(xié)會制定的相關(guān)操作規(guī)程等規(guī)范。

4. 地方法規(guī)。考慮地方政府對制冷劑使用的可能限制政策。

5. 用戶要求。根據(jù)不同行業(yè)用戶的環(huán)境和安全合規(guī)要求選用。

綜上所述,制冷劑的選用需要考量多方面因素,既要滿足熱物理特性的匹配性,又要兼顧環(huán)保性、安全性和經(jīng)濟性等要求。同時,還要關(guān)注未來的政策導(dǎo)向和技術(shù)發(fā)展趨勢,選擇既能滿足當(dāng)前需求,又面向未來的好的制冷劑品種。這需要制冷行業(yè)的共同努力,促進制冷技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。