高低溫試驗(yàn)室對(duì)制冷劑的要求
適應(yīng)溫度環(huán)境試驗(yàn)箱的制冷劑顯然應(yīng)該滿足溫度環(huán)境試驗(yàn)的基本要求，包括： 1）標(biāo)準(zhǔn)氣化溫度（ts)。 制冷劑由液態(tài)蒸發(fā)成為氣態(tài)的溫度由其工作壓力所決定，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下制冷劑由液態(tài)蒸發(fā)成為氣態(tài)的溫度稱為制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)氣化溫度（ts)，如R22的標(biāo)準(zhǔn)氣化溫度ts=-40.8°C；R502的標(biāo)準(zhǔn)氣化溫度ts=-45.6°C；R404A的標(biāo)準(zhǔn)氣化溫度ts=-47.6°C；R23的標(biāo)準(zhǔn)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(fā)溫度到達(dá)某個(gè)低溫值（-40°C），則必須調(diào)整其工作壓力低于某個(gè)相應(yīng)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(guān)系曲線。1）標(biāo)準(zhǔn)氣溫度（ts)。 為了避免空氣滲入到制冷系統(tǒng)內(nèi)降低制冷效率，溫度試驗(yàn)箱制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行壓力(如蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，吸氣壓力等）一般都應(yīng)銷高于當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境壓力，因此制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)氣化溫度（ts）是溫度試驗(yàn)箱可能達(dá)到的低極限溫度。考慮到蒸發(fā)器傳熱的溫差要求，溫度試驗(yàn)箱可能達(dá)到的低溫度一般應(yīng)比制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)排出的高溫高壓的蒸汽在冷凝中被冷卻為液態(tài)的工作壓力，這個(gè)壓力受冷卻介質(zhì)的溫度和壓縮機(jī)排氣壓力所制約。壓縮機(jī)排氣壓力越高，冷卻介質(zhì)的溫度越低，則制冷劑的蒸氣越容易冷凝。但是提高壓縮機(jī)的排氣壓力不僅會(huì)加大壓縮機(jī)的功耗，縮短壓縮機(jī)的工作壽命，而且容易出現(xiàn)工質(zhì)的泄漏。另一方面，冷卻介質(zhì)的溫度受大氣環(huán)境溫度（風(fēng)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(zhì)進(jìn)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(zhì)的平均溫度在30°C~50°C范圍內(nèi)，例如制冷劑R502的冷凝壓力Pk大體是1.5MPa~2.0MPa,由于工質(zhì)在管道內(nèi)流動(dòng)的壓阻損失，壓縮機(jī)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(jī)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(yīng)該有一定的溶油性和溶水性。制冷劑中溶入潤(rùn)滑油后，有利于制冷系統(tǒng)中各種運(yùn)轉(zhuǎn)零部件的潤(rùn)滑，特別是在冷凝器中具有溶油性的液態(tài)制冷劑會(huì)帶走因冷凝效應(yīng)凝聚在冷凝器內(nèi)壁上的油膜，可以降低貼符在冷凝器內(nèi)壁上油膜對(duì)冷凝器熱交換效率的影響。但是當(dāng)液態(tài)制冷劑帶著溶油進(jìn)入蒸發(fā)器后，隨著液態(tài)制冷劑的蒸發(fā)，氣化，會(huì)在蒸發(fā)器內(nèi)在實(shí)際的制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)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(shí)在蒸發(fā)器的安裝中采取一些回油的措施，如復(fù)疊式制冷機(jī)組中的蒸發(fā)冷凝器通常采用盤(pán)管式蒸發(fā)器，液態(tài)制冷劑從盤(pán)管的上部進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器，氣化后的蒸汽從下部返回壓縮機(jī)吸氣口，吸附在蒸發(fā)器的內(nèi)壁的油液也會(huì)在重力與壓縮機(jī)吸氣負(fù)壓的作用下返回壓縮機(jī)的油池中。對(duì)于殼管式蒸發(fā)器，回氣管道安裝時(shí)必須向壓縮機(jī)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(jī)的吸氣負(fù)壓吸回壓縮機(jī)內(nèi)。 制冷系統(tǒng)中滲入水汽會(huì)在低溫段的局部地方形成“冰塞”，阻擋制冷劑的順利流動(dòng)，所以在制冷系統(tǒng)中無(wú)一例外地在冷凝器之前都安裝有“干燥過(guò)慮器”，吸收可能滲入制冷系統(tǒng)中的水分，并且在安裝和維修制冷系統(tǒng)時(shí)，適當(dāng)增加抽真空的時(shí)間，以有利于制冷系統(tǒng)中殘留水分在真空狀態(tài)下加速蒸發(fā)，排除。但這些措施不能*清除滲入制冷系統(tǒng)中的水汽。為確保制冷系統(tǒng)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(huán)運(yùn)行。例如采用溶水性能好的氨作為制冷工質(zhì)的制冷系統(tǒng)，基本上無(wú)“冰塞”之憂，而采用溶水性能差的氟利昂作為制冷工質(zhì)的制冷系統(tǒng)必須特別重視“干燥”除水的要求，及時(shí)更換“干燥”過(guò)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(jī)組的尺寸；具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，可減少冷凝器和蒸發(fā)器的換熱的面積；黏度低且密度較小，可降低管道流動(dòng)中的阻力，減少管路壓降；化學(xué)及物理性能穩(wěn)定，無(wú)腐蝕性，無(wú)毒，不燃燒，不爆炸，具有一定的抗電性能等。 在實(shí)際工程中，溫度環(huán)境試驗(yàn)箱低極限溫度一般為：-40°C~-35°C或-75°C~-70°C，采用大氣環(huán)境溫度的風(fēng)和地表的水為冷卻介質(zhì)的冷凝器進(jìn)口溫度通常不高于30°C，故溫度試驗(yàn)箱制冷系統(tǒng)常使用的制冷劑是R404A和R23(R508B)。