制冷剂R717与R22的简要比较
R22和R717制冷剂的比较
摘要：随着制冷行业的发展，制冷剂的种类越来越多，迄今比较常见的制冷剂还是氟利昂22和氨。本文结合专家学者的一些研究成果就R22和R717制冷剂的性质和其制冷系统做了一些探讨。
关键词：R22；R717；制冷剂；比较。
1引言
随着制冷行业的发展，越来越多的制冷剂被发现和使用，迄今常见的制冷剂还是氟利22（R22）和氨（R717）。随着《蒙特利尔保护臭氧层公约》的实施，氟利昂22终将走向历史舞台，但就目前来看氟利昂22还是一种比较常用的制冷剂。
2R22和R717的物理性质
2.1 R22的物理性质
R22二氟一氯甲烷分子式CHClF2，分子量86.47，属于HCFC型制冷剂，标准沸点-40.8℃,凝固点-77.7℃临界点（ )无色无味
2.2 R717的物理性质
氨分子式NH3，分子量17，无色有刺鼻的气味，极易溶于水（常温常压下1体积水可溶解约700体积的氨），标准沸点-33.4℃,凝固点-77.7℃。
2.3 R22和R717热力性质的比较
R717的单位质量制冷量和单位体积制冷量均较大。R22的单位质量制冷量较小，单位体积制冷量和氨的差不多。它们的饱和压力特性差不多，大致的趋势如图1：
3. R22和R717的应用
目前R22主要被广泛应用于中小型的制冷系统中，R717主要用于大型的制冷系统中。下面主要在R22和R717制冷系统的设计、安装、运行上做一些探讨。
3.1 对设计的要求
首先，从供液方式上，就目前来看R22主要是直接膨胀供液；R717的制冷系统主要为泵供
液。当然也有其他供液方式的应用，当泵供液用于R22的系统时，为了回油对系统的低压循环桶的构造有特殊的要求，因为在低温下冷冻油和R22是分离的且其密度较R22的小，所以在低压循环桶内油是浮在上部的，为了回油需在其正常液位处加一个回油槽，如图2 这就对低压循环桶内液位的稳定性要求高了些，而且如果多台机器并联运行的话还要考虑均匀回油的问题。
并且R22的系统所选用的过滤器为干燥过滤器，因为R22和水是分离的如果有水分会造成“冰堵”。
并且在管径的选择上必须要考虑必要的回油速度。
3.2 对安装的要求
R22和R717的制冷系统对蒸发器至压缩机的管道坡度要求有所不同，为了方便回油R22的系统管道坡向压缩机，而氨系统恰恰相反管道坡向蒸发器或低压循环桶这是为了避免压缩机出现“湿行程”。为了避免R22系统压缩机回液常在系统中安有回热器或气液分离器。并且为了回油要在压缩机的吸气上升立管下部设回油弯。
在管道材质上，氨对铜具有腐蚀作用所以系统中不允许有铜材出现。
从蒸发器的供液回气位置看，R22的系统多为上进下出；R717的一般是下进上出。
3.3 运行上的差异
就现在来看，R22的制冷系统大都实现了自动控制或半自动控制，氨系统自动控制的较少。所以R22的系统大大降低了人们的劳动强度。
在能耗方面我们就-10℃／35℃、-35℃／35℃R22和R717的理论循环做一下计算。
R717的单位质量制冷量0q :1447.2-366.7=1080.5 KJ ／Kg 单位容积制冷量v q ：1080.5÷0.416= 2597.36KJ ∕3
m 理论比功0w ：1710-1447.2=322.8 KJ ／Kg 制冷系数ε：1080.5÷322.8=3.347
R22的单位质量制冷量0q :401.6-243.1=158.5 KJ ／Kg 单位容积制冷量v q ：158.5÷0.065=2438.46 KJ ∕3m 理论比功0w ：438-401.6=36.4 KJ ／Kg 制冷系数ε：158.5÷36.4=4.354 R717的单位质量制冷量0q : 1413.8-366.7=1047.1 KJ ／Kg 单位容积制冷量v q ：1047.1÷1.217=860.4KJ ∕3
m 理论比功0w ：1840-1413.8=426.2 KJ ／Kg 制冷系数ε：1047.1÷426.2=2.457
R22的单位质量制冷量0q :390.9-243.1=147.8 KJ ／Kg 单位容积制冷量v q ：147.8÷0.166=890.36 KJ ∕3m 理论比功0w ：452-390.9=61.1 KJ ／Kg
制冷系数ε：147.8÷61.1=2.419
从理论计算上可以看出R22的制冷系统是比较经济的，但在实际运行中考虑到R22系统管道较大的压力损失、吸气的过热度以及系统的小型化的影响其节能作用是很难实现的。 在运行过程中R22的泄露也是一个很棘手的问题，因为它不像氨漏一点就会被发现，往往是不能制冷了才知道是氟利昂泄露了，如果在氟利昂中加入一种有味的物质而不影响其制冷的话那将会使这个问题得到解决。
4 结论
无论是R22还是R717都有其利和弊，掌握其性质，合理的去应用于生产生活之中。随着大家保护环境的意识不断提高相信R717的应用会越来越广泛。在不久的将来也会有越来越多的环境友好型的制冷剂出现。
R22制冷剂物理性质
R22制冷剂物理性质 发布日期：2013-8-25 10:28:20 点击次数：1977 信息录入： R22制冷剂物理特性： 分子式CH2FCF3 沸点（101.3kpa）℃-26.1 临界温度℃101.1 临界压力kpa 4066.6 液体密度kg/m³ 1188.1 饱和蒸气压（25℃）kPa 661.9 汽化热/蒸发潜热（沸点下，1atm）kJ/kg 216 破坏臭氧潜能值（ODP）0 全球变暖潜能值(GWP，100 yr) 1300 ASHRAE安全级别A1（无毒不可燃）饱和液体密度25℃g/m³ 1.207 液体比热25℃[KJ/(Kg·℃)] 1.51 溶解度(水中，25℃)% 0.15 全球变暖系数值（GWP）0.29 临界密度g/cm³ 0.512 沸点下蒸发潜能KJ/Kg 215.0 >R22制冷剂物理特性： 分子式CH2FCF3 沸点（101.3kpa）℃-26.1 临界温度℃101.1 临界压力kpa 4066.6 液体密度kg/m³ 1188.1 饱和蒸气压（25℃）kPa 661.9 汽化热/蒸发潜热（沸点下，1atm）kJ/kg 216 破坏臭氧潜能值（ODP）0 全球变暖潜能值(GWP，100 yr) 1300 ASHRAE安全级别A1（无毒不可燃）饱和液体密度25℃g/m³ 1.207 液体比热25℃[KJ/(Kg·℃)] 1.51 溶解度(水中，25℃)% 0.15 全球变暖系数值（GWP）0.29
临界密度g/cm³ 0.512 沸点下蒸发潜能KJ/Kg 215.0
常见制冷剂热力性质表
附录： 附表1：R12饱和液体及蒸汽热力性质表 附表2：R13饱和液体及蒸汽热力性质表 附表3：R22饱和液体及蒸汽热力性质表 附表4：R134a饱和液体及蒸汽热力性质表 附表5：R152a饱和液体及蒸汽热力性质表 附表6：R600a饱和液体及蒸汽热力性质表 附表7：R407c饱和液体及蒸汽热力性质表 附表8：R123饱和液体及蒸汽热力性质表 附表9：R410a饱和液体及蒸汽热力性质表
附表1：R12饱和液体及蒸汽热力性质表 R12饱和液体及蒸汽热力性质表 温度绝对压力密度密度比焓比焓比熵比熵t pρ′ρ″h′h″s′s″℃MPa kg/m3kg/m3kJ/kg kJ/kg kJ/kg·K kJ/kg·K -1000.00118851679.10.099959113.32306.090.60771 1.721 -990.00130441676.50.10908114.14306.540.61242 1.7172 -980.00142981673.90.1189114.96306.980.61711 1.7135 -970.00156531671.30.12945115.78307.430.62178 1.7098 -960.00171171668.60.14077116.6307.880.62642 1.7062 -950.001869616660.15291117.42308.320.63105 1.7026 -940.00203971663.40.16592118.24308.770.63564 1.6992 -930.00222281660.70.17983119.06309.230.64022 1.6958 -920.00241971658.10.19471119.88309.680.64477 1.6925 -910.00263111655.50.21059120.71310.130.6493 1.6892 -900.0028581652.80.22754121.53310.590.65381 1.6861 -890.00310131650.20.24561122.36311.040.6583 1.6829 -880.00336171647.50.26485123.18311.50.66277 1.6799 -870.00364041644.90.28532124.01311.960.66722 1.6769 -860.00393831642.20.30708124.83312.410.67164 1.6739 -850.00425651639.60.33019125.66312.870.67605 1.6711 -840.00459591636.90.35471126.49313.340.68044 1.6683 -830.00495781634.30.38072127.32313.80.68481 1.6655 -820.00534321631.60.40827128.15314.260.68916 1.6628 -810.005753416290.43743128.98314.720.69349 1.6602 -800.00618961626.30.46827129.81315.190.6978 1.6576 -790.00665291623.60.50087130.64315.650.7021 1.655 -780.007144916210.53531131.47316.120.70637 1.6525 -770.00766671618.30.57164132.31316.580.71063 1.6501 -760.00821981615.60.60996133.14317.050.71487 1.6477 -750.00880561612.90.65034133.98317.520.7191 1.6454 -740.00942561610.30.69286134.81317.990.7233 1.6431 -730.010*******.60.73761135.65318.460.72749 1.6409 -720.010*******.90.78466136.49318.930.73167 1.6387 -710.0115061602.20.83411137.33319.40.73583 1.6365 -700.0122781599.50.88605138.17319.870.73997 1.6344 -690.0130921596.80.94056139.01320.340.74409 1.6323 -680.013951594.10.99774139.85320.820.7482 1.6303 -670.0148541591.4 1.0577140.69321.290.7523 1.6283 -660.0158051588.7 1.1205141.54321.760.75638 1.6264
附录2 工质热物理性质参数
附录2 工质热物理性质参数 空气、纯燃气、燃气的焓和熵（其中T 为温度，f 为油气比） 空气的焓 642-33-64-95-136 -177 -0.30183674100.1048965210-0.232840570.4528843110 -0.31308477100.1134136210-0.2129808710 0.1636360010Hair T T T T T T T =?+???+????+????+?? 纯燃气的焓 6323 54951261670.11152575100.3102020610 2.99611970.2793478820.187********.73499597100.150********.1251098410Hst T T e T T T T T ----=-?-??+?--?+??-??+??-?? 燃气的焓 1f f Hgas Hair Hst f +=+?其中为油气比。 空气的熵 4-342-43-74-115-156-3 Sair=(0.1048965210)ln(T 10)+0.8055864310+ (-465.6811T+ 0.6793T -4.174510T +1.417710T -2.555810T +2.290910T )10??????????????? 纯燃气的熵 3-34-3323-74 -105-146Sst=(-0.3102020610)ln(T 10)-0.1780063310+10(5.992210T -4.1902T +0.0025T -9.187410T + 1.807510T -1.459610T ) ??????????????? 燃气的熵 1f f Sgas Sair Sst f +=+?其中为油气比。
制冷剂性质
混合制冷剂R507 详细介绍 物理性质: 分子量98.86 沸点, °C -47.1 临界温度, °C 70.9 临界压力, Mpa 3.79 溶解度(水中, 25°C), % 0.89 破坏臭氧潜能值(ODP) 0 全球变暖系数值(GWP) 0.847 包装规格: 一次性钢瓶25lb/11.3kg；可回收钢瓶400L，800L，926L；ISO-坦克。质量指标：纯度, % ≥99.8 水份, PPm ≤10 酸度, PPm ≤1 蒸发残留物, PPm ≤100 外观无色，不浑浊气味无异臭用途：可替代R22和R502 共沸混合物R502 详细介绍 物理性质: 分子量111.63 沸点, °C -45.6 临界温度, °C 82.1 临界压力, Mpa 4.07 饱和液体密度, 30°C, (g/cm3) 1.217 液体比热, 30°C, [KJ/(kg?°C)] 1.25 破坏臭氧潜能值(ODP) 0.18 全球变暖系数值(GWP) 3.8-4.1 包装规格: 一次性钢瓶30lb/13.6kg，50lb/22.7kg。质量指标：纯度, % ≥99.8 水份, PPm ≤20 酸度, PPm ≤1 蒸发残留物, PPm ≤100 外观无色，不浑浊气味无异臭用途：高纯级R502用作感温工质，优级和一级R502可用作制冷剂 制冷剂R415B 详细介绍 物理性质: 分子量70.20 沸点, °C -26.72 临界温度, °C 124 临界压力, Mpa 4.768 饱和液体密度, 25°C, (g/cm3) 0.935 破坏臭氧潜能值(ODP) 0.01 全球变暖系数值(GWP) 0.10 包装规格: 一次性钢瓶26.5lb/12kg；可回收钢瓶400L；ISO-坦克。质量指标：纯度, % ≥99.8 水份, PPm ≤10 酸度, PPm ≤1 蒸发残留物, PPm ≤100 外观无色，不浑浊气味无异臭用途：可替代R12。 冷媒R410A 详细介绍 物理性质: 分子量72.6 沸点, °C -52.7 熔点, °C -158 临界温度, °C 72.5 临界压力, Mpa 4964.2 液体比热, 30°C, [KJ/(kg?°C)] 1.72 破坏臭氧潜能值(ODP) 0.000 全球变暖系数值(GWP) - 包装规格一次性钢瓶11.35 kg 质量指标：纯度, % ≥99.9 水份, PPm ≤0.0010 酸度, PPm ≤0.00001 蒸发残留物, PPm ≤0.01 外观无色，不浑浊气味无异臭用途：R410A对臭氧层无害，是R22的最终替代物，用于各种空调系统和制冷系统.
制冷剂的选用原则
制冷剂的选用原则 制冷剂 1. 制冷剂的选用原则 在蒸汽压缩式制冷机中，除了要有较好的热力性质和物理化学性质外，更应具有优良的环境特性。具体要求如下： （1）对人类生态环境无破坏作用。不破坏大气臭氧层，不产生温室效应。（2）临界温度较高。在常温或普通低温下能够液化。希望临界温度比环境温度高的多，才能减少制冷剂节流损失，提高循环经济性。 （3）在工作温度范围内，具有适当的饱合蒸汽压力，最起码蒸发压力不得低于大气压力，以免外部空气渗入系统中；冷凝压力不宜过高，否则会引起压缩机耗功增加，并要求系统具有较高的承压能力，增加设备成本。 （4）单位容积制冷量大。可以减少压缩机输气量。 （5）粘度和密度小。减少系统中流动阻力损失。 （6）热导率高。可以提高换热器的传热系数，减少换热设备的传热面积降低材料消耗。 （7）不燃烧，不爆炸，无毒。对金属材料不腐蚀，对润滑油不发生化学作用，高温下不分解。 （8）等熵指数小。可降低排气温度，减少压缩过程耗功，有利安全运行和提高使用寿命。 （9）凝固温度低。避免在蒸发温度下出现凝固。 （10）具有良好的绝缘性能。 （11）价格低易获得。 （12）单位容积压缩功小。 目前，完全满足以上十二项要求的制冷剂还未发现。但选择时，可以根据用途使用条件等加以全面考量。 如小型封闭压缩机家用装置，多选用氟制冷剂。大型工业制冷多选用氨，石油化工多选用碳氢化合物。 2. 种类及分类 按成分有以下几种。 （1）无机化合物。水、氨、二氧化碳等。 （2）饱和碳氢化合物的衍生物，俗称氟利昂。主要是甲烷和乙烷的衍生物。如R12, R22, R134a等。 （3）饱合碳氢化合物。如丙烷，异丁烷等 （4）不饱和碳氢化合物。如乙烯，丙烯等。 （5）共沸混合制冷剂。如R502等。 （6）非共沸混合制冷剂。如R407c，R410等。 通常按照制冷剂的标准蒸发温度，又分为高、中、低温三类。标准蒸发温度是指标准大气压力下的蒸发温度，也就是沸点。 （1）高温（低压）：标准蒸发温度（t S）>0℃,冷凝压力(PC)≦0.2～0.3Mpa,常用的R123等。
制冷剂的类型与参数
制冷剂的类型与参数 按制冷剂包含的成份可分为： 1、单一制冷剂 2、混合制冷剂。 单一制冷剂只含有一种化学物质，其热物理性能参数恒定不变，如，R134a、R152a等制冷剂都具有较高的能量效率。 混合制冷剂是由两种或两种以上制冷剂组成的混合物。 根据它在气液相平衡时气相和液相的组成是否相等又分为： 1、共沸混合制冷剂：气液相平衡时气液两相组成相等的属于共沸混合制冷剂(包括相平衡时气液两相组成近似相等的近共沸混合制冷剂)， 2、非共沸混合制冷剂。组成不相等的属于非共沸混合制冷剂。 共沸混合制冷剂的选用与节能 共沸混合制冷剂在一定的压力下蒸发和冷凝时，气相和液相的组成不变，且能保持恒定的温度。它和单一制冷剂具有近似的热物理性能。这类制冷制是研究和应用最早、最成熟的制冷剂，现将已研究的共沸混合制冷剂列入表1中。 对于非共沸混合制冷剂，其在蒸发器中的蒸发过程及在冷凝器中的冷凝过程都是非理想混合过程。这两种非理想混合过程使得混合制冷剂在制冷系统中冷凝压力降低，蒸发压力升高，压缩机的排气温度降低。这就使得制冷机的压比降低，制冷系数提高，从而提高了制冷系统的能量效率。
不同种类的混合制冷剂具有不同的热物理性质，这就会为制冷剂的优选提供了较大的余地。对于某一固定的制冷系统，在其最佳运行工况下，要求制冷剂必须具有特定的热物理性质。合理选用不同的共沸混合制冷剂使其满足这种特定的热物理性质，就可以提高制冷系统的热力学效率，从而达到节能的效果。 由于共沸混合制冷剂可使冷凝压力降低，而同时蒸发压力升高，这样在冷凝温度和蒸发温度不变的情况下，压缩机的压比就会减小，从而使压缩机的功耗降低。因此获得同样的制冷量时就只需较少的功。同时蒸发压力的升高会减小蒸发器的真空度，使蒸发器更稳定地工作，而冷凝压力的降低会使冷凝器在更安全的状态下远行。印度的制冷专家C.P.A RORA在第十五届国际制冷学会上发表的论文中，以共沸混合制冷剂R22/R12(85/15)为例肯定了这个效果。由于压比的降低，压缩机的容积效率得到改进，制冷量增加，性能系数提高，同时压缩机的电机温度也从87.5℃降低到70.3℃，电机启动线圈的温度从97.3℃降到58.3℃，对空调器的安全运转起了重要的作用。 采用共沸混合制冷剂能够使压缩机的排气温度降低，它与制冷剂的性质密切相关。研究证明制冷剂的热容越大或绝热指数越小，则压缩机的排气温度就越低。制冷剂R115、R114、RC318的热容都很大，它们作为混合制冷剂的组分都有降低压缩机排气温度的能力。如共沸混合制冷剂R22/R115(48.8/51.2)在冷凝温度44℃、蒸发温度-12℃的情况下，其排气温度为108℃，而采用单一制冷剂R22，其排气温度为133℃；采用R12时排气温度为112℃。 非共沸混合制冷剂的应用与节能非共沸混合制冷剂在蒸发和冷凝时，温度及气液相组成是不断变化的，正是由于它在蒸发器和冷凝器中的温度变化，在蒸发器和冷凝器中实现了非等温换热，表现出它自己独特的节能特点。现将正在使用和研究的非共沸混合制冷剂列入表2中。 非共沸混合制冷剂在相变过程中出现各组分的混合与分离现象。冷凝过程是
附录2工质热物理性质参数
1 / 1 附录 工质热物理性质参数 空气、纯燃气、燃气的焓和熵（其中T 为温度，f 为油气比） 空气的焓 642-33-64-95-136 -177 -0.30183674100.1048965210-0.232840570.4528843110 -0.31308477100.1134136210-0.2129808710 0.1636360010Hair T T T T T T T =?+???+????+????+?? 纯燃气的焓 6323 54951261670.11152575100.3102020610 2.99611970.2793478820.187********.73499597100.150********.1251098410Hst T T e T T T T T ----=-?-??+?--?+??-??+??-?? 燃气的焓 1f f Hgas Hair Hst f +=+?其中为油气比。 空气的熵 4-342-43-74-115-156-3 Sair=(0.1048965210)ln(T 10)+0.8055864310+ (-465.6811T+ 0.6793T -4.174510T +1.417710T -2.555810T +2.290910T )10??????????????? 纯燃气的熵 3-34-3323-74 -105-146Sst=(-0.3102020610)ln(T 10)-0.1780063310+10(5.992210T -4.1902T +0.0025T -9.187410T + 1.807510T -1.459610T ) ??????????????? 燃气的熵 1f f Sgas Sair Sst f +=+?其中为油气比。