凍干機的致冷劑和載冷劑

致冷劑是凍干機中的循環工質。液態致冷劑在蒸發器中蒸發吸熱后，本身變成蒸汽，被壓縮機吸入并壓縮進入冷凝器中，由空氣、水或其他介質冷卻而冷凝成液體，然后經儲液器又經節流裝置進入蒸發器吸熱。實際上凍干機是利用了致冷劑吸收汽化熱來達到致冷作用的，如果凍干機不滲漏，則致冷劑在工作中并不損失。www.049233.com
一般說來，容易蒸發和冷凝的物質都可作為致冷劑，但致冷劑必須滿足一定的要求：有高的臨界溫度和低的冷凝壓力；液體的汽化熱要大；蒸汽的比容要??；沸點和凝固點要低；化學穩定性要強，不與潤滑油起化學反應；對人體無毒害；不易燃易爆；價格便宜等。因此能實際應用的致冷劑并不多，而且沒有完全理想的致冷劑。
最常用的致冷劑是氨和一些氟利昂。
氨是最早被使用的一種致冷劑，目前在大型凍干機中仍廣泛應用著。氨的價格便宜，但氨對人有害，能導致中毒，當空氣中氨的含量達到13.1~26.8%時遇明火有爆炸的危險。
氟利昂是目前中小型凍干機廣泛采用的一類致冷劑，大部分是甲烷和乙烷的氟、氯衍生物，少數是溴衍生物。氟利昂類致冷劑的特點是分子量較大，壓縮終點溫度低，凝固點低，大多數氟利昂無毒，無臭，不著火，與空氣混合不會爆炸，對金屬不腐蝕，大多數氟利昂能與潤滑油以任何比例互相溶解；但氟利昂的價格較貴，單位重量的致冷量較小，對天然橡膠有破壞作用，能溶解多種涂漆，與火焰接觸能分解出有毒的氣體。當有水分存在時，在一定條件下氟利昂會發生水解形成一種酸性物質，腐蝕金屬，并使油變污濁。
氟利昂類中最常用的是R-12，R-22，R-13，以及混合致冷劑R-500，R-502等?，F在致冷劑以統一命名，以字母R開頭。一些致冷劑的名稱代號見表十四。
表十四　一些致冷劑的名稱和代號

名稱	代號	舊代號	分子式
水	R-718	－	H2O
氨	R-717	－	NH3
二氟二氯甲烷	R-12	F-12	CF2CL2
三氟一氯甲烷	R-13	F-13	CF3CL
四氟甲烷	R-14	F-14	CF4
二氟一氯甲烷	R-22	F-22	CHF2CL
三氟甲烷	R-23	F-23	CHF3
三氟溴甲烷	R-13B1	F-13B1	CF3Br
五氟一氯乙烷	R-115	F-115	C2F5CL
二氟乙烷	R-152	F-152	CH3CHF2

 
一些混合致冷劑的組份見表十五。
 
表十五　一些混合致冷劑的組分

代號	組分
R-500	73.8%R-12+26.2%R-152
R-501	75%R-22+25%R-12
R-502	51.2%R-115+48.8%R-22
R-503	59.9%B-13+40.1%R-23
R-504	51.8%R115+48.2%R-23

 
一些致冷劑的性質見表十六。
一些致冷劑的溫度和壓力對照見附錄一。
致冷劑是一類化工產品，常溫下大都是氣態，因此需使用鋼瓶儲運，為了與其他壓縮氣體瓶相區別，鋼瓶涂上標記顏色，在我國氨涂黃色，氟利昂涂銀色。
表十六　一些致冷劑的性質

代號	分子量	沸點 (℃)	凝固點 (℃)	蒸發熱 (卡/克)	臨界壓力 (kg/cm2)	臨界溫度 (℃)
R-718	18.02	100	0	536.5	225.65	374.5
R-717	17.03	-33.35	-77.7	327.3	115.2	132.4
R-12	120.92	-29.8	-158	39.97	41.4	112
R-22	86.48	-40.8	-160	55.92	50.2	96
R-13	104.47	-81.5	-181	35.77	39.4	28.8
R-13B1	148.91	-57.75	-168	28.83	39.1	67
R-14	88.01	-128	-184	32.58	38.1	-45.5
R-500	99.31	-33.3	-158.9	48.61	44.4	105.1
R-502	111.64	-45.6		42.5	42.1	90.1
R-503	87.5	-89			19.5	42.5

 
鋼瓶使用應注意幾點：鋼瓶應直立存放在陰涼通風之處，遠離熱源，防止太陽的直曬；搬運時要輕取輕放，防止拋擲和碰撞；使用中禁止明火加熱，并保持室內空氣流通。
載冷劑又稱傳熱劑，傳溫流體或冷媒，是致冷中借以傳遞熱量的一種介質。在凍干機中主要用于凍干箱的間接致冷和加熱，但也有用于冷凝器的致冷和化霜。
凍干機中對載冷機的要求是：有低的凝固點，高的沸點，對金屬不腐蝕，對人無毒害，不易燃易爆，低溫下粘度小，價格便宜等。
三氯乙烯是常用的一種載冷劑，它具有氯仿的氣味，不易燃燒，凝固點-73℃，沸點87.3℃，20℃時的粘度為0.58厘泊；但三氯乙烯對人有害，能引起中毒，空氣中的最大允許濃度是每升0.05毫克，當有水份存在時呈酸性，對金屬有腐蝕作用。
儀表油常用凍干機的加熱，但在低溫下粘度大，流動性很差，往往造成板層溫度很大的不均勻性，嚴重影響凍干產品的質量。
一些進口凍干機使用了丁基二乙二醇和Bayo135。丁基二乙二醇的凝固點為-68℃到-78℃左右，沸點為213℃，能溶于水和酒精，能著火；Bayo135號油的工作溫度范圍是-60℃到+100℃。
硅油有更大的工作溫度范圍，當凍干箱需用蒸汽高壓消毒時需用硅油，合適牌號的硅油工作范圍是-100℃~+250℃，但硅油的價格很貴。
最近國內研制了一種“424”冷煤，它是由40%乙二醇，20%乙醇，40%的水配成的，凝固點為-64℃，沸點為98℃。比重為１，比熱為0.75，粘度在25℃時為１，閃點80℃，價格較便宜，每公斤2元左右。經試用，效果好；但“424”仍是易燃的，明火可點燃。
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