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。冷凝过程是高沸点组分冷凝和低沸点组分溶解的过程。其中各组分既要放出自己的液化潜热又要放出混合热,最终使单位制冷剂的冷凝热增大。而蒸发过程是低沸点组分解吸和高沸点组分蒸发的过程,此时各组分除吸收各自的汽化潜热外,还将吸收相应的分离热,结果使单位制冷剂的吸热量即制冷量增加。这是制冷系统在没有增加功耗的情况下增加了制冷量。同时制冷剂的单位容积制冷量也相应提高。研究表明,使用非共沸混合制冷剂后,制冷系统显著降低了能耗。例如R22/R114(50/50)非共沸混合制冷剂取代R22用于热泵,制冷系数提高了25%,R22/R11(50/50)在冰箱中取代R12后,功耗降低20%。
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