1.制冷剂的定义
制冷剂又称为制冷工作介质,或制冷工质。制冷剂在制冷循环中担负在被冷却对象和环境介质之间热量传递的任务,最终把热量从被冷却对象传递给环境介质,即将车内热量通过制冷循环装置传给了车外空气。制冷剂是制冷循环中的工作流体。在制冷系统运转时,它在其中循环流动,通过自身热力状态的循环变化,不断与外界发生能量交换,以达到制冷的目的。
在空调制冷系统中,相对运动的部件需要润滑。因为制冷系统中的工作条件比较特殊,所以需要专门的润滑油——冷冻润滑油。
2.制冷剂的性能特点
汽车空调装置使用的制冷剂必须具有以下性能特点:
1)制冷是通过液体的蒸发来实现的,因此,制冷剂必须是易于汽化或蒸发的物质。
2)制冷剂蒸发时的潜热越大,制冷剂的循环量就越少,制冷装置的体积就可缩小,因此,要求制冷剂具有较高的潜热。
3)为保证制冷剂的安全工作,制冷剂应该是不易燃烧、不易爆炸的物质。
4)制冷剂应对人体没有伤害,但又应有特殊的气味,这样就能通过嗅觉来发现制冷系统是否有泄漏现象。
5)制冷剂应具有较高的稳定性,应能反复使用,对金属、橡胶和冷冻润滑油应无明显的腐蚀现象。
6)制冷剂的蒸发压力应比大气压力高,以免空气进入制冷系统。
3.制冷剂R12
R12是一种CFC(氯氟化碳,氟利昂)。此制冷剂由氯、氟和碳组成,其化学式为CCl 2 F 2 (二氟二氯甲烷)。原有的汽车空调系统基本上都采用R12作为制冷剂,一般包装如图1-43所示。
图1-43 制冷剂R12
a)大罐装 b)小罐装
学习提示:
R12的特性如下:
① 能溶于矿物油,可与任何冷冻润滑油任意比例混合。
② 对密封件有特殊要求。它对天然橡胶和塑料有膨润作用,使之膨胀、变软、起泡而失去密封性能。故在制冷系统中采用耐腐蚀的丁腈橡胶和氯醇橡胶制作密封件。
③ 对一般金属无腐蚀作用,但对镁及含镁量超过2%的铝镁合金有腐蚀作用。
④ 一般与水不相溶。
⑤ 不会爆炸、无异味(浓度低于20%)、无臭味。
4.制冷剂R134a
R134a(图1-44)是一种著名的替代R12的制冷剂,它是一种HFC(氢氟化碳)。该制冷剂的组成有氢、氟和碳,其化学式为CH 2 FCF 3 (四氟乙烷),其分子结构如图1-45所示。由于该制冷剂没有氯,因而不会破坏臭氧。R134a无毒、无腐蚀,也会导致全球变暖。
图1-44 不同规格和品牌的R134a制冷剂
切记:R12系统和R134a系统的制冷剂一定不能混用,如图1-46所示。
图1-45 R134a的分子结构
图1-46 R12系统和R134a系统的制冷剂不能混用
R134a的特性如下:
(1)热物理性能R134a的热物理性能包括分子量、沸点、临界参数、饱和蒸气压和汽化潜热等,均与R12相近。
(2)传热性能R134a制冷剂的传热性能优于R12。当冷凝温度为40~60℃、质量流量为45~200kg/s时,R134a蒸发和冷凝传热系数比R12系统要高出25%以上。
(3)相溶性
1)与润滑油的相溶性。R134a中不含有氯原子,不能像R12一样在压缩机运动部件之间生成润滑性好的氯化物薄层。
2)与干燥剂的相溶性。R134a与水的亲和力较大,吸水性强,脱水困难,故应采用新型的沸石干燥剂。
3)与塑料及橡胶的相溶性。R134a制冷系统中的O形圈和连接软管采用与R134a相溶性较好的氢化丁腈橡胶(HNBR)来制作。
4)渗透性。由于R134a的分子较小,且对橡胶的溶胀性比R12大,故R134a分子的穿透性较强,在软管中的渗透量较大。
5.R134a制冷剂的特性及压力与温度关系
R134a在大气压力下的沸腾点为-26.9℃,在98kPa的压力下沸腾点为-10.6℃。在常温常压的情况下,如果将其释放,R134a便会立即吸收热量开始沸腾并转化为气体,对R134a加压后,它也很容易转化为液体。R134a的特性如图1-47所示。该曲线上方为气态(蒸气),下方为液态。曲线表示不同压力与温度条件下的制冷剂沸点。
图1-47 R134a蒸气-压力曲线
1)如果温度保持恒定,提高压力,那么气态制冷剂就会冷凝成液体。
2)如果压力保持恒定,降低温度,那么气态制冷剂就会冷凝成液体。
3)如果温度保持恒定,降低压力,那么制冷剂就会蒸发成气体。
4)如果压力保持恒定,提高温度,那么制冷剂就会蒸发成气体。
A/C系统的设计就是要控制这些关系,使制冷剂将热量从驾驶室内散出。如果要使R134a从气态转变为液态,既可以降低温度,也可以提高压力,反之亦然。
6.制冷剂的加注量
不同车型的制冷剂的加注量不同,在上汽通用的所有车型中,制冷系统均使用R134a制冷剂,各车型的加注量分别为:别克君威,850g;别克GL8,1340g;别克赛欧,680g;别克凯越,640g。
7.替代制冷循环
欧盟对更加环保的A/C系统的要求使制造厂家努力寻求用于HVAC装置的替代制冷剂或替代技术。CO 2 空调系统替代目前使用的R134a系统似乎是必然的事。