在制冷行業剛開始發展的時候,冰箱最常見的制冷劑是R12。到了20年代中后期,R12的生產量達到了高峰期。2010年,因為臭氧層空洞原因全球全面禁止使用R12。中國在2010年9月發布《中國受控消耗臭氧層物質清單》,氟利昂及其衍生品(R11、R22、R113等)被完全禁止使用。
到了現在,冰箱所用新型制冷劑主要有R134a、R600、R152/R22共沸制冷劑,各自特點如下。
1.冰箱制冷劑R134a
R134a的標準蒸發溫度為一26.5℃ ,凝固點為一101°C,屬中溫制冷劑。它的特性與R12相近:無色、無味、無毒、不燃燒、不爆炸;汽化潛熱比R12大,與礦物性潤滑油不相溶,必須采用聚酯類合成油(如聚烯烴乙二醇);吸水性較強,容易與水反應生成酸,腐蝕制冷管路及壓縮機,故對系統的干燥度有較高的要求,壓縮機線圈及絕緣材料須加強絕緣等級;擊穿電壓、介電常數比R12低;熱導率比R12約高30%左右;對金屬、非金屬材料的腐蝕性及滲漏性與R12相同。R134a對大氣臭氧層無破壞作用,但仍有一定的溫室效應(GWP值約為0.27),日前是R12的替代工質之一。
2.冰箱制冷劑R600a
R600a的標準蒸發溫度為一11.7℃ ,凝固點為-160oC,屬中溫制冷劑。它對大氣臭氧層無破壞作用,尤溫室效應,無毒,但可燃、易爆,所以有R600a存在的制冷管路,不允許采用氣焊或電焊;汽化潛熱性大,故系統充灌量少,價格便宜,單位容積制冷量僅為R12的50%左右;熱導率高,壓縮比小,對提高壓縮機的輸氣系數及壓縮機效率有重要作用;工作壓力低,低溫下蒸發壓力低于大氣壓力,而增加機器吸入空氣的性能。
由于R600a具有極好的環境特性,對大氣完全沒有任何污染,故目前被廣泛用作R12的替代工質之一。R600a用于冰箱時,電器元件應采用防爆型,避免產生火花,因此壓縮機上有黃色火焰安全標證,使用無觸點的PTC啟動元件。除霜系統(用于無霜冰箱時)可采用電阻式接觸加熱方式,使其表面溫度遠低于R600a的燃燒溫度(494°C)。壓縮機必須采用適合于R600a的專用壓縮機。R600a的單位容積制冷量比R12低,要求壓縮機的排氣量至少增加1倍。試驗結果表明:與R12相比,其耗電量降低約12%,噪聲降低約2dB(A)。若冰箱制冷管路用制冷劑為R600,用R12代換將引起回氣壓力升高、壓縮機過熱和高壓壓力過高,使壓縮機使用時間變短并容易損壞,所以,R12與R600是不允許直接替代更換的,故不要采取此種替代更換方法。
3.冰箱制冷劑R152a/R22共沸制冷劑
R152a/R22共沸制冷劑易燃,和R12制冷系統通用。替代后,原有制冷系統不必做重大變動。泄漏對R152a/R22共沸制冷劑的組成成分影響較小,在配比為50/50的質量分數下,臭氧消耗潛能值ODP(Ozone Depletion Potentia1) 0.05,全球變暖潛能值GW P(GlobalWamaing Potentia1)=105,均在可接受的范圍之內。在選擇合適配比后,具有較優良的熱工性能,冷卻速度快,耗電量略有下降。