(1)在热力学方面的要求 热力学的要求包括制冷剂的蒸发温度、冷凝压力、单位容积制冷量、临界温度、凝固温度、冷凝温度等。
制冷剂的蒸发温度(沸点)是一个很重要的性能指标,它在大气压力下越低,则不仅可以制取较低的温度,而且还可以在一定状况下使其蒸发压力高于大气压力,从而避免空气进入制冷系统。此外,要求制冷剂在常温下的冷凝压力和冷凝温度应尽量低,而临界温度应尽量高。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。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就越大。
对于大型活塞式压缩机,制冷剂的单位容积制冷量要求应尽量大,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。
(2)在物理与化学方面的要求 物理化学的要求包括制冷剂的黏度、导热系数以及溶解性、吸水性、化学稳定性等。
一般要求制冷剂的黏度应尽量小、导热系数尽量高,以减少管道流动阻力、提高换热设备的传热强度,从而提高换热设备的效率,减少传热面积。此外,制冷剂应具有一定的吸水性和化学稳定性。其中,化学稳定性是指不燃烧、不爆炸和使用中不分解、不变质,同时制冷剂本身或与油、水等相混合时,对金属不应有显著的腐蚀作用、对密封材料的溶胀作用应尽量小。
制冷剂的溶解性是指其与油的互溶性质,该性质应从两个方面来进行分析:
①若制冷剂与润滑油能任意互溶,其优点是能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冷冻油量过多,并且使蒸发器中的蒸发温度升高。
②部分或微溶于油的制冷剂,其优点是从压缩机带出的冷冻油量少,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润滑油膜,影响了传热。
(3)在安全性方面的要求 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。
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