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HFC152a制冷剂性能研究

摘 要：HFC152a制冷剂作为我国研究的适合发展中国家国情并已投入使用的制冷剂，在各行各业中应用广泛。本文主要介绍HFC152a制冷剂的一些性质及其与HCFC-22混合应用方面的一些研究。
关键词：HFC152a；制冷剂；HCFC-22;

由于制冷、空调、热泵行业广泛采用的CFC-12对臭氧层有破坏作用，并可能产生温室效应，而臭氧层的破坏和全球气候变化是当前全球面临的主要环境问题，这就给当今制冷、空调和热泵行业带来了挑战。HFC-152是继HFc-134a之后呼声较高的CFC-12替代物。能耗较CFC-12低3-7%、qv略有卜降，而且合成工艺简单，价格低廉，我国年生产能力为250吨/年。HFC-152a作为CFC-500的组元之一已有数十年的使用历史，毒性行为清楚。是一种很有前途的替代物。
1． 主要性质
HFC-152a作为CFC的替代品用于制冷剂、发泡剂、气雾喷射剂(如发胶、空气清新剂，杀虫剂等领域用作气雾剂和推进剂)、降温剂 ，以及用于多种混配制冷剂的主要原料。HFC152a还作为有机合成的中间体用于制备偏氟乙烯，为聚偏氟乙烯(PVDF)和氟弹性体的主要工业原料。HFC152a主要物化性质如下：
中文名称：1，1-二氟乙烷
CAS号：75-37 -6
英文名称：1,1difluoroethane
别名：氟利昂-152a
分子式：CH3CHF2
分子量：66.05
外观与性状：在常温下呈无色、无味气体
沸点：-25.7℃
熔点：-117℃
临界温度：113.5℃
临界压力：4.50MPa25℃
液体密度：0.901g/m3250C
蒸汽压:0.599MPa
沸点下蒸发潜热:330.0KJ/kg
比热（液体25℃）:1.680kJ/kg
溶解性:不溶于水，但易溶于乙醇和醚类溶剂
25℃在水下溶解度:0.28w%
稳定性:稳定危险标记易燃易爆气体
臭氧破坏潜能值:（ODP，CFC11=1）0
全球变暖系数:（GWP，CO2=1，100a）140
但HFC152a但它具有中等可燃性，在空气中极限可燃含量为4.7-18.6mof%，虽然其火焰不扩散，易扑灭，但在家电中应用毕竟是一种隐患。所以在实际中常让其与其他制冷剂混合使用。
2． HFC152a/HCFC-22混合工质
1.临界轨迹的测定
混合物的临界轨迹为测混合物的性质及其随成分的变化趋势提供了丰富的信息，给验证理论计算的准确度创造了条件。本文采)IJ汽液界面消失和临界乳光强度变化法测定了HF-152;，/HCFC-22质量百分比为20/80、50/50、80/20几种成分的临界区汽液共存曲线，如图1所示【1】临界密度临界温度，如表格1【1】所示。

图 1

表格 1

2.可燃性试验
可燃性是HFC-l52a替代CFC-12的主要障碍，为观测HCFC-22对HFC-152a可燃性的抑制以及HFC-152a在空气中可燃的极限含量，本文对HFC-152a/HCFC-22的可燃性进行了试验。试验结果表明HCFc-22对HFC-152，的可燃性能产有效的抑制
作用，如表格2【1】所示：

表格 2
3． 压焓图

西安交通大学的何茂刚等采用余函数发求出了混合工质的压焓图，如图3【2】所示：
这种混合物对大气臭氧层破坏势(ODP值)和温室效应(GHP值)均比较小;第二，在HFCI152a中加人适量的HCFC22可以达到对HFC152a可燃性的抑制作用和增加其容积制冷量;第三，在一定的配比条件下，这种混合工质具有近共沸的特性，且具有一定的节能潜力，所以用该混合工质替代现用的CFC类物质不必对现用系统作大的改动，对该混合工质在现用制冷系统上的成功应用国内外均有报道.【3】实验证明以HFC-152/HCFC-22为工质的冰箱耗电量与原机相当，冷却速度略优于原机，各项指标达到原机性能水平。证明HFc-152d/HcFc-22是对臭氧层无破坏，温室效应很低，热工性能优良的工质。【1】可以预见，随着研究的不断深入，混合工质的应用终将越来越广泛。
3． HFC32/HFC152a/HFC125混合工质
.1．性能测试实验
实验平台采用的是空气始差实验测试平台，实验工况为空调标准工况，即:室外干球温度3510. 30C，室外湿球温度24士0.2C，室内干球温度2710. 2 C，室内
湿球温度190. 2 0C 。其中，图2中左侧为室内环境室，右侧为室外环.境室。空气焓差法通过测量空调器的送、回风的干、湿球温度以及循环风量，计算出送、回风的焓差，再与风量相乘得到制冷(热)量。制冷量和稳定状态的热泵制热量的测定是在工况稳定30分钟后连续读值7次，每次相隔2分钟，取平均值计算[4]。 本次实验采用的制冷机是新飞KRF50柜式空调的实验机型，即在产品KRF50柜式空调上局部作过改动以方便

图 3

进行实验。毛细管内径有1. 6mm和1. 9mm两种，被测空调器参数有:压缩机进、出口温度，冷凝器进、出口温度，蒸发器进、出口温度，蒸发器中间温度(即表中内盘温度)，蒸发压力和冷凝压力，制冷量和功耗。各种配比下的制冷剂HFC32/HFC152a/HFC125(包含天大提出的比例)下与HCFC22及R407C的比较研究中(表格3)，可以发现，在制冷量和能效比两者皆考虑的情况下，本文提出的比例相对于其它比例能够更接近HCFC22，其它部分比例虽能效比要高于本文提出的比例，但制冷量与HCFC22差别太大，不足以很好的替代HCFC22。

表格 3
2.制冷剂可燃性

本实验对课题组提出的三元混合制冷剂HFC32/HFC152a/HFC125爆炸极限测试所得的可燃曲线绘制如5图所示。得到HFC32/HFC152a/HFC125可燃曲线如图4所示。图5中A点表示本文提出的制冷
图 4
剂HFC32/HFC152a/HFC125 (0. 34/0. 18/0. 48 )。针对本文提出的具有良好应用前景的新型空调替代制冷剂HFC32/HFC152a/HFC125(质量比:34/48/18) 进行了测定，通过对其可燃曲线图分析，该新型混合替代制冷剂属于可燃区，且距离实际可燃曲线有一定距离，但考虑到微燃物质HFC32, HFC152a都是微燃物质，因此本文提出的新型环保制冷剂的仍然符合环保和安全要求，可以满足使用。

图 5
HFC152a具有较高的COP值,而HFC125具有较高的容积制冷量,增添HFC134a,是为了降低混合工质的可燃性并降低混合循环的排气温度。计算结果表明,R152a/R125/R134a,组成为50/20/30时,其COP值及容积制冷量高于R12,其它参数接近或优于R12。较之已应用的R134a,R152a,R22/R152a,NH3等,具有更加全面的热力性质[7]。
4． 结论
毫无疑问，作为中国研究的替代R-12的制冷剂，HFC-152a在制冷方面具有极其优良的性质，并将应用越来越来越普遍。掌握好HFC-152的物理化学性质，对以后的学习工作无疑会有重大帮助。
参考文献：
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