常用制冷剂简介

制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。当前能用作制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。

19xx年9月在加拿大的蒙特利尔室召开了专门性的国际会议，并签署了《关于消耗臭氧层的蒙特利尔协议书》，于19xx年1月1日起生效，对氟里昂在的R11、R12、R113、R114、R115、R502及R22等CFC类的生产进行限制。19xx年6月在伦敦召开了该议定书缔约国的第二次会议，增加了对全部CFC、四氯化碳（CCL4）和甲基氯仿（C2H3CL3）生产的限制，要求缔约国中的发达国家在20xx年完全停止生产以上物质，发展中国家可推迟到20xx年。另外对过渡性物质HCFC提出了20xx年后的控制日程表。 HCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品。

热力学的要求

1 在大气压力下，制冷剂的蒸发温度(沸点)ts要低。这是一个很重要的性能指标。ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度to下，使其蒸发压力Po高于大气压力。以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。

2 要求制冷剂在常温下的冷凝压力Pc应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗漏的可能和引起消耗功的增大。

3 对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂qv要小，以扩大离心式压缩机的使用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。

4 制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内能否液化。

5 凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。

制冷剂 分子式 分子量u 正常蒸发温度ts(℃) 凝固点tf(℃) 临界温度 tkp(℃) 临界压力PKP绝对压力 绝热指数K

水（R718） H2O 18.02 +100 ±0 +374.1 225.6 1.33

氨（R717） NH3 17.03 -33.4 -77.7 +132.4 115.2 1.31

R11 CFCL3 137.39 +23.7 -111 +198 44.6 1.17

R12 CF2CL2 120.92 -29.8 -155 +111.5 40.86 1.15

R13 CF3CL 104.47 -81.5 -180 +28.8 39.4 -

R22 CHF2CL 88.48 -40.8 -180 +96 50.3 1.19

R115 C2F5CL 154.48 -38 -106 +80 33 1

物理化学的要求

1 制冷剂的粘度应尽可能小，以减少管道流动阻力、提换热设备的传热强度。 2 制冷剂的导热系数应当高，以提高换热设备的效率，减少传热面积。

3 制冷剂与油的互溶性质：制冷剂溶解于润滑油的性质应从两个方面来分析。如果制冷剂与润滑油能任意互溶，其优点是润滑油能与制冷剂一起渗到压缩机的各个部件，为机体润滑创造良好条件；且在蒸发器和冷凝器的热换热面上不易形成油膜阻碍传热。其缺点是从压缩机带出的油量过多，并且能使蒸发器中的蒸发温度升高。部分或微溶于油的制冷剂，其优点是从压缩机带出的油量少，故蒸发器中蒸发温度较稳定。其缺点是在蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油膜，影响了传热。

类 别 溶解性 制冷剂 产生的影响

1 难溶 NH3、CO2、R13、R14、R15、SO2 无

2 微溶（在压缩机曲轴箱和冷凝器内相互溶解，在蒸发器内分解）

R22、R114、R152、R502 溶解时降低润滑油的沾度

3 完全溶解 R11、R12、R21、R113、烃类、CH3CI、R500

降低润滑油的沾度和凝固点，并使油中石蜡下沉，蒸发温度升高

4 应具有一定的吸水性，这样就不致在制冷系统中形成“冰塞”，影响正常运行。

5 应具有化学稳定性：不燃烧、不爆炸，使用中不分解，不变质。同时制冷剂本身或与油、水等相混时，对金属不应有显著的腐蚀作用，对密封材料的溶胀作用应小。

安全性的要求

1 由于制冷剂在运行中可能泄漏，故要求工质对人身健康无损害、无毒性、无刺激作用。 制冷剂的分类

1 在压缩式制冷剂中广泛使用的制冷剂是氨、氟里昂和烃类。按照化学成分，制冷剂可分为五类：无机化合物制冷剂、氟里昂、饱和碳氢化合物制冷剂、不饱和碳氢化合物制冷剂和共沸混合物制冷剂。根据冷凝压力，制冷剂可分为三类：高温（低压）制冷剂、中温（中压）制冷剂和低温（高压）制冷剂。

2 无机化合物制冷剂：这类制冷剂使用得比较早，如氨（NH3）、水（H2O）、空气、二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2）等。对于无机化合物制冷剂，国际上规定的代号为R及后面的三位数字，其中第一位为“7”后两位数字为分子量。如水R718...等。

3 氟里昂（卤碳化合物制冷剂）：氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素（CL）、氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的总称。国际规定用“R”作为这类制冷剂的代号，如R22...等。

4 饱和碳氢化合物：这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和环状有机化合物等。代号与氟里昂一样采用“R”，这类制冷剂易燃易爆，安全性很差。如R50、R170、R290...等。 5 不饱和碳氢化合物制冷剂：这类制冷剂中主要是乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）和它们的卤族元素衍生物，它们的R后的数字多为“1”，如R113、R1150...等。

6 共沸混合物制冷剂：这类制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共沸混合物，这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度，其气相或液相始终保持组成比例不变，但它们的热力性质却不同于混合前的物质，利用共沸混合物可以改善制冷剂的特性。如R500、R502...等。

7 高温、中温及低温制冷剂：是按制冷剂的标准蒸发温度和常温下冷凝压力来分的。 制冷剂 使用温度范围 压缩机类型 用途 备注

R717（氨） 中、低温 活塞式、离心式 冷藏、制冰 在普通制冷领域

R11 高温 离心式 空调

R12 高、中、低温 活塞式、回转式、离心式 冷藏、空调 高温为：10-0℃

R13 超低温 活塞式、回转式 超低温

R22 高、中、低温 活塞式、回转式、离心式 空调、冷藏、低温 中温为：0--20℃ R114 高温 活塞式 特殊空调 低温为：-20--60℃

R500 高、中温 活塞式、回转式、离心式 空调、冷藏 超低温为：-60--120℃

R502 高、中、低温 活塞式、回转式 空调、冷藏、低温

氨（R717）的特性

1 氨（R717、NH3）是中温制冷剂之一，其蒸发温度ts为-33.4℃，使用范围是+5℃到-70℃，当冷却水温度

达高30℃时，冷凝器中的工作压力一般不超过1.5MPa。

2 氨的临界温度较高（tkr=132℃）。氨是汽化潜热大，在大气压力下为1164KJ/Kg，单位容积制冷量也大，氨压缩机之尺寸可以较小。

3 纯氨对润滑油无不良影响，但有水分时，会降低冷冻油的润滑作用。

4 纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金（磷青铜除外），故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金。

5 氨的蒸气无色，有强烈的刺激臭味。氨对人体有较大的毒性，当氨液飞溅到皮肤上时会引起冻伤。当空气中氨蒸气的容积达到0.5-0.6%时可引起爆炸。故机房内空气中氨的浓度不得超过0.02mg/L。

6 氨在常温下不易燃烧，但加热至350℃时，则分解为氮和氢气，氢气于空气中的氧气混合后会发生爆炸。

氟哩昂的特性

1 氟哩昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸和化学性稳定的制冷剂。不同的化学组成和结构的氟里昂制冷剂热力性质相差很大，可适用于高温、中温和低温制冷机，以适应不同制冷温度的要求。

2 氟里昂对水的溶解度小，制冷装置中进入水分后会产生酸性物质，并容易造成低温系统的“冰堵”，堵塞节流阀或管道。另外避免氟里昂与天然橡胶起作用，其装置应采用丁晴橡胶作垫片或密封圈。

3 常用的氟里昂制冷剂有R12、R22、R502及R1341a，由于其他型号的制冷剂现在已经停用或禁用。在此不做说明。

4 氟里昂12（CF2CL2，R12）：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约0.8-1.2KPa。R12的标准蒸发温度为-29℃，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70℃的低温。而对大型离心式压缩机可获得-80℃的低温。近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。

5 氟里昂22（CHF2CL，R22）：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。R22的热力学性能与氨相近。标准气化温度为-40.8℃，通常冷凝压力不超过

1.6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。R22的单位容积比R12约高60%，其低温时单位容积制冷量和饱和压力均高于R12和氨。近年来对大型空调冷水机组的冷媒大都采用R134a来代替。

6 氟里昂502（R502）：R502是由R12、R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液。R502与R115、R22相比具有更好的热力学性能，更适用于低温。R502的标准蒸发温度为-45.6℃，正常工作压力与R22相近。在相同的工况下的单位容积制冷量比R22大，但排气温度却比R22低。R502用于全封闭、半封闭或某些中、小制冷装置，其蒸发温度可低达-55℃。R502在冷藏柜中使用较多。

7 氟里昂134a（C2H2F4，R134a）：是一种较新型的制冷剂，其蒸发温度为-26.5℃。它的主要热力学性质与R12相似，不会破坏空气中的臭氧层，是近年来鼓吹的环保冷媒，但会造成温室效应。是比较理想的R12替代制冷剂。

8 氟里昂与水的关系：氟里昂和水几乎完全相互不溶解，对水分的溶解度极小。从低温侧进入装置的水分呈水蒸气状态，它和氟里昂蒸气一起被压缩而进入冷凝器，再冷凝成液态水，水以液滴壮混于氟里昂液体中，在膨胀阀处因低温而冻结成冰，堵塞阀门，使制冷装置不能正常工作。水分还能使氟里昂发生水解而产生酸，使制冷系统内发生“镀铜”现象。 9 氟里昂与润滑油的关系：一般是易溶于冷冻油的，但在高温时，氟里昂就会从冷冻油内分解出来。所以在大型冷水机组中的油箱里都有加热器，保持在一定的温度来防止氟里昂的溶解。

第二篇：常用制冷剂性能对比

常用制冷剂知识

1．制冷剂R123不在《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》（19xx年）受控的10种物质之内，R123符合《国家方案》的环保要求。

2．哥本哈根国际《议定书》修正案规定R123可使用到20xx年，并且中国目前尚未签署《议定书》哥本哈根修正案。

3．环保制冷剂是指当制冷剂散发至大气层后，对臭氧层的破坏大小和对全球气候变暖的影响大小；R134a对臭氧层没有影，但对全球气候变暖的影响是R123的十几倍，所以《京都议定书》对R134a也作了限定使用；R123对臭氧层有较小的影响，但对全球气候变暖影响很小。 4．制冷剂R22、R123、R134a均有毒，有毒与环保是两个不同概念，有毒不等于不环保。目前家用冰箱和家用空调均大量使R22，而安全性完全有保障。

5．制冷剂R123在离心式制冷机工作时蒸发器为负压，不存在制冷剂向外泄漏的问题。 6．中央空调的用户完全不与制冷剂相接触，根本不存在用户安全问题，与用户接触的是水。 7．中南大学制冷方面的教授对R22、R123和R134a的几点意见：

（1）制冷剂的选择与设备生产厂商的技术及设计思路密切相关。与采用的压缩机型式、热力循环效率、制冷工况、对材料的腐蚀性、与润滑油的相溶性、以及经济性、安全性等有很大关系，可以理解为厂商的“个性”。

（2）有的制冷机组厂家声称采用无氟的制冷剂或如何环保的制冷剂，把冷水机组的销售变成了制冷剂选用的唯一比较，给不太了解制冷剂的用户造成困惑，而忽略了对机组本身的性能参数比较。

（3）目前采用的制冷剂或多或少都含有R22等，是一种混合工质。

（4）另外我国没有承诺何时终止使用R22、R123等制冷剂的时间，关于制冷剂选择的焦虑是没有必要的，用户大可不必把心思花费到考虑选用何种制冷剂上，这些事情应交由设备生产厂商去考虑，因为这些是他们最关心的。

常用制冷剂

表2 R134a与R12和R22的物理特性比较

制冷剂对臭氧层的破坏程度用破坏臭氧层潜值（ODP）表示，其数值以R11的ODP值作为基准值。 制冷剂的排放会产生全球气候变暖的温室效应，其影响程度用全球变暖潜值（GWP）表示。 制冷剂R22、R123和R134a的性质： 几种制冷剂工作状态时的压力（kPa） 1.R22与R123的比较： （1）R22与R123同属氢氯氟烃，但R22的臭氧层破坏力是R123的2.5倍，温室效应指数是R123的17倍。 （2）R123是低压制冷剂，工作时蒸发器为负压，冷凝器为0.04mpa，停机时机内为－0.004mpa，因此，即便机组泄漏也只存在外界空气进入机组的可能。（3）R22临界压力比R123高1300kpa，机组内部提高，泄漏几率提高。

2..R22与R134a的比较： （1）R134a的比容是R22的1.47倍，且蒸发潜热小，因此就同排气体积的压缩机而言，R134a机组的冷冻能力仅为R22机组的60%。 （2）R134a的热传导率比R22下降10%，因此换热器的换热面积增大。（3）R134a的吸水性很强，是R22的20倍，因此对R134a机组系统中干燥器的要求较高，以避免系统的冰堵现象。 （4）R134a对铜的腐蚀性较强，使用过程中会发生“镀铜现象”因此系统中必须增加添加剂。（5）R134a对橡胶类物质的膨润作用较强，在实际使用过程中，冷媒泄漏率高。 （6）R134a系统需要专用的压缩机及专用的脂类润滑油，脂类润滑油由于具有高吸水性、高起泡性及高扩散性，在系统性能的稳定性上劣于R22系统所使用的矿物油。 （7）目前，HFC类冷媒及其专用脂类油的价格高于R22，设备的运行成本将上升。

3.R22与R407c的比较： R407c在热工特性上与R22最为接近，除了在制冷性能、效率上略差以及上述HFC类物质所具有的技术问题之外，还由于这类物质属于非共沸混合物，其成分浓度随温度、压力的变化而变化，这对空调系统的生产、调试及维修都带来一定的困难，对系统热传导性能也会产生一定的影响。特别是当R407c泄漏时，系统制冷剂在一般情况下均需要全部置换，以保证各混合组分的比例，达到最佳制冷效果。 我国没有承诺何时终止使用R22、R123等制冷剂的时间，

R 134a性状用途：

R 134a不含氯原子，对大气臭氧层不起破坏作用； 具有良好的安全性能（不易燃，不爆炸，无毒，无剌激性无腐性）； R 134a的传热性能比较接近，所以制冷系统的改型比较容易。 R 134a的传热性能比R 12好，是R12的替代品。因此制冷剂的用量可大大减少。 在常温下为无色气体，在自身压力下为无色透明液体。

CFC-12和HFC-134A性能参数很接近，而且CFC-12也溶于酯类油，在维修现场无HFC-134A时在不得已情况下，CFC-12可用于HFC-134A的制冷系统(不换压缩机)中，但需更换干燥过滤器，吹净管路，维修后基本不影响使用，但性能匹配不是最佳。

物化性能： 分子式

分子量

沸点，℃

临界温度，℃

临界压力，Mpa C2H2F4 102.03 -26.1 101.1 4.01

饱和液体密度25℃，(g/cm 3 ) 1.207

液体比热25℃，[KJ/(Kg·℃)] 1.51

溶解度(水中，25℃)% 102.03

破坏臭氧潜能值（ODP）

全球变暖系数值（GWP）

临界密度，g/cm 3

沸点下蒸发潜能，KJ/Kg

R404A性状用途：

R404A由 HFC125, HFC-134a 和 HFC-143混合而成，在常温下为无色气体，在自身压力下为无色透明液体，是R502的长期替代品，主要用于低、中温制冷系统。

物化性能：

分子式：CH F2CF3/CF3CH2F/CH3CF3

沸点 (101.3KPa, ~C): -46.1

临界温度 ℃： 72.4

临界压力(KPa): 3688.7

液体密度 g/cm 3 , 25℃: 1.045

破坏臭氧潜能值 （ODP）：0

全球变暖系数值（GWP）：0.35

质量指标：

- 0 0.129 0.512 215.0

R502性状用途：

R502混合制是由HCFC—22和CFC—115混合而成，可用作低温制冷剂。物化性能： 分子量 111.6

沸点，℃ -45.4

冰点℃ -

临界温度，℃ 82.1

临界压力，Mpa 4.07

饱和液体密度30℃，(g/cm3) 1.217

液体比热30℃，[KJ/(Kg·℃)] 1.25

等压蒸气比热(Cp)，30℃及101.3kPa[KJ/(Kg·℃)] 0.147

破坏臭氧潜能值（ODP） 0.18

全球变暖系数值（GWP） 3.8~4.1

临界密度，g/cm3 0.566

沸点下蒸发潜能，KJ/Kg 172.5

质量指标：