高低溫試驗室對制冷劑的要求

                                             高低溫試驗室對制冷劑的要求
適應溫度環境試驗箱的制冷劑顯然應該滿足溫度環境試驗的基本要求，包括： 1）標準氣化溫度（ts)。 制冷劑由液態蒸發成為氣態的溫度由其工作壓力所決定，在標準大氣壓下制冷劑由液態蒸發成為氣態的溫度稱為制冷劑的標準氣化溫度（ts)，如R22的標準氣化溫度ts=-40.8°C；R502的標準氣化溫度ts=-45.6°C；R404A的標準氣化溫度ts=-47.6°C；R23的標準氣化溫度ts=-82.2°C。制冷劑工作壓力越低，其氣化溫度也越低，反之，如果要求某制冷劑（如R12）的蒸發溫度到達某個低溫值（-40°C），則必須調整其工作壓力低于某個相應的壓力（如0.6MPa)，稱該壓力值為飽和蒸汽壓力。圖2-68給出了幾種常用制冷劑的飽和蒸汽壓力與飽和溫度關系曲線。1）標準氣溫度（ts)。 為了避免空氣滲入到制冷系統內降低制冷效率，溫度試驗箱制冷系統正常運行壓力(如蒸發壓力，冷凝壓力，吸氣壓力等）一般都應銷高于當地的大氣環境壓力，因此制冷劑的標準氣化溫度（ts）是溫度試驗箱可能達到的低極限溫度。考慮到蒸發器傳熱的溫差要求，溫度試驗箱可能達到的低溫度一般應比制冷劑的標準氣化溫度(ts)高3°C~7°C。 2）冷凝壓力Pk不能太高。 冷凝壓力Pk是從壓縮機排出的高溫高壓的蒸汽在冷凝中被冷卻為液態的工作壓力，這個壓力受冷卻介質的溫度和壓縮機排氣壓力所制約。壓縮機排氣壓力越高，冷卻介質的溫度越低，則制冷劑的蒸氣越容易冷凝。但是提高壓縮機的排氣壓力不僅會加大壓縮機的功耗，縮短壓縮機的工作壽命，而且容易出現工質的泄漏。另一方面，冷卻介質的溫度受大氣環境溫度（風冷）和冷卻水溫度（水冷）的限制不可能太低，通常情況下，冷卻介質進入冷凝器的入口溫度為24°C~29°C，冷凝器出口處冷卻的溫度為40°C~50°C，冷卻介質的平均溫度在30°C~50°C范圍內，例如制冷劑R502的冷凝壓力Pk大體是1.5MPa~2.0MPa,由于工質在管道內流動的壓阻損失，壓縮機的排氣壓力必須高于冷凝壓力Pk，所以使用制冷劑R502的壓縮機排氣壓力必須是1.8MPa~2.2MPa。 3）制冷劑的溶油性與溶水性。 制冷劑應該有一定的溶油性和溶水性。制冷劑中溶入潤滑油后，有利于制冷系統中各種運轉零部件的潤滑，特別是在冷凝器中具有溶油性的液態制冷劑會帶走因冷凝效應凝聚在冷凝器內壁上的油膜，可以降低貼符在冷凝器內壁上油膜對冷凝器熱交換效率的影響。但是當液態制冷劑帶著溶油進入蒸發器后，隨著液態制冷劑的蒸發，氣化，會在蒸發器內在實際的制冷系統中，壓縮機的排氣口之后都加裝有油氣分離器，限制制冷劑中的溶油量。同時在蒸發器的安裝中采取一些回油的措施，如復疊式制冷機組中的蒸發冷凝器通常采用盤管式蒸發器，液態制冷劑從盤管的上部進入蒸發冷凝器，氣化后的蒸汽從下部返回壓縮機吸氣口，吸附在蒸發器的內壁的油液也會在重力與壓縮機吸氣負壓的作用下返回壓縮機的油池中。對于殼管式蒸發器，回氣管道安裝時必須向壓縮機吸氣口方向有一定的傾斜度，便于殘留的油液依靠重力的集油作用，被壓縮機的吸氣負壓吸回壓縮機內。 制冷系統中滲入水汽會在低溫段的局部地方形成“冰塞”，阻擋制冷劑的順利流動，所以在制冷系統中無一例外地在冷凝器之前都安裝有“干燥過慮器”，吸收可能滲入制冷系統中的水分，并且在安裝和維修制冷系統時，適當增加抽真空的時間，以有利于制冷系統中殘留水分在真空狀態下加速蒸發，排除。但這些措施不能*清除滲入制冷系統中的水汽。為確保制冷系統正常工作，采用具有溶水性的制冷劑可以攜帶極少量殘余的水汽循環運行。例如采用溶水性能好的氨作為制冷工質的制冷系統，基本上無“冰塞”之憂，而采用溶水性能差的氟利昂作為制冷工質的制冷系統必須特別重視“干燥”除水的要求，及時更換“干燥”過濾器“的濾芯。 此外，還希望制冷劑單位容積的制冷量大，可減小制冷機組的尺寸；具有較高的導熱系數，可減少冷凝器和蒸發器的換熱的面積；黏度低且密度較小，可降低管道流動中的阻力，減少管路壓降；化學及物理性能穩定，無腐蝕性，無毒，不燃燒，不爆炸，具有一定的抗電性能等。 在實際工程中，溫度環境試驗箱低極限溫度一般為：-40°C~-35°C或-75°C~-70°C，采用大氣環境溫度的風和地表的水為冷卻介質的冷凝器進口溫度通常不高于30°C，故溫度試驗箱制冷系統常使用的制冷劑是R404A和R23(R508B)。