【原】制冷剂的命名规则、分类、选用原则

     本文我们一起来了解下制冷剂的命名规则、分类方法及选用原则。

（示意图，不对应文中任何具体产品）

制冷剂作为制冷系统的工作介质,其种类繁多,性能各异。为了清楚表示不同制冷剂,人们制定出了各种命名方法。同时根据化学组成、安全级别、ODP值和GWP值等指标对制冷剂进行分类,可以更好地了解不同制冷剂的特性。在选用制冷剂时,需要考虑多方面因素,包括热物性参数的匹配性、环保属性、安全性能、经济效益以及系统适应性等。综合判断后选择对环境影响最小、系统匹配性最优的制冷剂品种,才能实现制冷系统的高效环保运行。

一、制冷剂的命名规则

   

   (一)ASHRAE编号法   

这是目前国际上通用的制冷剂命名方法,由美国ASHRAE首次提出。其基本规则是:取制冷剂分子式的首个字母R,然后加上数字表示原子数,最后加上字母表示所属化合物类型。例如R22表示CHClF2,R134a表示CF3CH2F。该方法简单明了,但无法反映制冷剂的具体成分。

   (二)化学名称法   

直接使用化合物的IUPAC系统命名,能清楚表示成分。例如R22的化学名称为氯碳氟甲烷,R134a为1,1,1,2-四氟乙烷。但部分名称较长,不便使用。主要见于学术研究领域。

   (三)商标名称法    

由制冷剂生产企业根据其商业化战略进行命名,并进行商标注册。例如德国化学巨头林德公司将R1234yf命名为Solstice yfTM。这种方法便于品牌推广,但可能引起重复命名。

二、制冷剂的分类

   

   (一)按化学结构分类   

1、单一制冷剂-氟利昂和烷烃类

有氢的制冷剂，字母“H”放在最前面；这样分子中含氯、氟、碳的完全卤代烃写作“CFC”，如CFC12；分子中含有氢、氯、氟、碳的不完全卤代烃写成“HCFC”，如HCFC22；分子中含有氢、氟、碳的无氯卤代烃写成“HFC”，如HFC—134a；碳氢化合物则写成“HC”，如HC170。其中：

a.氯氟烃(CFC) 含有氯、氟及碳原子的（不含氢）的全卤代烃；

b.氢氯氟烃(HCFC)含有氟、氯、碳及氢的卤代烃；

c.氢氟烃(HFC)，只含氟、碳及氢的卤代烃；

d.碳氢化合物(HC)。

为方便起见，有些文献也使用RXXX来描述，不区分氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCFC)、氢氟烃(HFC)和碳氢化合物(HC)。

2、单一制冷剂-无机物

无机物的符号中编号首位为7，7后面的数字是该无机物的相对分子质量（取整数部分）。例如：R717表示NH3，R718表示H2O，R744表示CO2，R764表示SO2。为方便起见，有些文献也使用化学名直接描述，比如氨。

3、共沸混合物制冷剂

由两种或更多种化合物组成的制冷剂。按其特性分为共沸混合物制冷剂和非共沸混合物制冷剂，共沸混合物制冷剂呈现单一制冷剂的特性，起单一制冷剂的作用。共沸混合物制冷剂用5开始的3位数字编号，如R500、R502等。

4、非共沸混合物制冷剂

非共沸混合物制冷剂，编号由数字4开始的三位数表示，并以一个字母结尾，以区分相同组分物质的不同质量分数，如R410A、R407C。混合物制冷剂由它们各自的制冷剂编号和质量分数做标识。制冷剂根据其组分的标准沸点由低到高排列，，例如：R501用R22/12(75/25)表示，R407C则为 R32/125/134a (23/25/52)。

5、600系列

600系列被指定用于一些有机制冷剂如丁烷为R600，异丁烷为R600a。

    (二)按安全性分类   

1. A1级:无毒无燃,如R290、R600a

2. A2级:低毒性低燃性,如R32、R134a

3. A3级:高毒性高燃性,如R22、R502

   (三)按ODP分类   

1. ODP为0的:如R134a、R32等

2. ODP不为0的:如R11、R12、R113等

   (四)按GWP分类   

1. GWP<150:如R290、R600a、R1234ze

2. 150≤GWP≤1000:如R32、R134a、R152a

3. GWP>1000:如R404A、R410A、R507A等

三、制冷剂的选用原则

   (一)热物性特性匹配    

1. 挽含热量。选择在给定压缩机排量条件下,挽含热量较大的制冷剂,可以在相同排量下实现更大的制冷量。

2. 气密度。气密度较大会增加压缩机的压缩负荷,应选用密度相对较小的制冷剂。

3. 沸点。沸点应配合压缩机的压缩比,使其在正常工作压力范围内稳定沸腾。

4. 临界温度。应高于最大Condensing温度,以保证Condensing过程的效率。

5. 导热系数。应较大,有利于在换热器中快速传热。

6. 粘度。应小于某限值,确保压缩机的良好润滑性。

7. 比容。应优化,使压缩机体积效率最大化。

   (二)环保性能   

1. ODP值。选用ODP值为0的制冷剂,无耗竭臭氧层的风险。

2. GWP值。优先选择GWP值较低的制冷剂,对全球变暖的潜在影响小。

3. 稳定性。化学稳定性好,使用及报废后不易分解,减少对大气的 SECONDARY POLLUTION。

4. 毒性。选择毒性较低的制冷剂,减少泄漏的环境和健康风险。

   (三)安全性能   

1. 燃烧性。不同可燃级别的制冷剂应根据系统及使用场所选择。

2. 接触毒性。对皮肤、眼睛的刺激性小,更安全。

3. 急性毒性。吸入后对人体的中毒作用小,LD50值大。

4. 全麻性。较低的麻醉效果,减少误操作危险。

5. 介电强度。大于绝缘电压的2-3倍,防止电击和火花。

   (四)经济效益   

1. 制造成本。优先选择制造成本较低的制冷剂。

2. 系统改造成本。考虑新老制冷剂切换的适应性改造费用。

3. 运行成本。计算制冷剂消耗和系统耗电量,选择经济运行成本低的品种。

4. 淘汰费用。含有毒物质的制冷剂需要考虑报废处理成本。

   (五)系统适应性   

1. 压缩机适用性。检查压缩机在物理特性、润滑、材料等方面的适应性。

2. 稳定性。制冷剂在正常工况下化学稳定,不分解生毒物。

3. 管路和阀组适用性。管路、软管、密封件材料要兼容。

4. 检漏适用性。可以用检漏设备可靠地检测制冷剂泄漏。

   (六)技术成熟度    

1. 应用历史。选择已有20年以上成熟应用历史的制冷剂,技术可靠性高。

2. 工艺水平。先进的制造工艺可以减少杂质和稳定性问题。

3. 检测手段。成熟的检测技术,可以确保制冷剂纯度和质量。

4. 配套完善。完善的设计软件、加注设备、检漏设备等配套产品。

  (七)立法规定   

1. 国际法规。遵守《蒙特利尔议定书》等国际环境法规定。

2. 国家标准。执行强制性国家制冷剂标准规定使用种类。

3. 行业规范。遵照行业协会制定的相关操作规程等规范。

4. 地方法规。考虑地方政府对制冷剂使用的可能限制政策。

5. 用户要求。根据不同行业用户的环境和安全合规要求选用。

综上所述,制冷剂的选用需要考量多方面因素,既要满足热物理特性的匹配性,又要兼顾环保性、安全性和经济性等要求。同时,还要关注未来的政策导向和技术发展趋势,选择既能满足当前需求,又面向未来的最佳制冷剂品种。这需要制冷行业的共同努力,促进制冷技术的可持续发展。

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