制冷剂应具备安全、可靠、易得、价低等特点。一般要求制冷剂应满足下列要求:
(1)临界温度较高,在常温或制冷温度下能够液化。一般来说,制冷循环越接近临界温度,节流损失越大,制冷系数越小。
(2)在蒸发器和冷凝器内制冷剂的压力要适中,即要求在蒸发器内制冷剂的压力最好和大气压力相近并稍高于大气压力。因为当蒸发器中制冷剂的压力低于大气压力时,外部的空气会从密封不严密处进入系统中,进入的空气不但会降低制冷装置的制冷能力,而且空气中的水蒸气进入制冷系统后还会对设备和管路产生腐蚀;同时在低温部分的节流孔口处还可能发生“冰塞”现象。
在冷凝器中制冷剂的压力不应过高,这样可以减少制冷设备承受的压力,同时可降低对冷凝器密封性的要求,从而减少金属消耗量和降低制冷剂渗漏的可能性。如果压力过高,不仅制冷剂有向外渗漏的可能,而且还会增加循环中功的消耗,冷凝温度是根据冷却介质的温度和冷凝器的构造来确定的。
(3)单位容积制冷量qv要大,对于一台压缩机,在一定的工况下,如果所用的制冷剂的单位容积制冷量大,则其制冷量也就大,当要求产生同样的制冷量时,与单位容积制冷量小的制冷剂相比,制冷剂的循环量就少,所以其压缩机和系统的尺寸就可以大大减小。对于大中型的往复式压缩机,制冷剂的单位容积制冷量越大越好。但是对于离心式压缩机和小型往复式压缩机,要求则正好相反。否则由于制冷剂的单位容积制冷量过大导致压缩机尺寸太小,会带来制造上的困难。但是随着机械加工业的进步,这个问题逐步会得到解决。
应该说明,同一种制冷剂在不同的蒸发温度和冷凝温度(或节流前的温度)下,其单位容积制冷量是不相同的,而不同的制冷剂即使在相同的温度条件下,单位容积制冷量也各不相同。
(4)凝固温度要低,以避免制冷剂在蒸发温度下凝固。
(5)黏度和密度要小,以保证制冷剂在系统中的流动限力损失小。
(6)导热系数要高,可以提高各个换热器制冷剂的换热系数。
(7)与润滑油的溶解性。制冷剂与润滑油是否溶解的性质各有利弊。制冷剂能溶解于润滑油,优点是润滑油能与制冷剂一起渗透到压缩机的各个部件,为机件润滑创造良好的条件,蒸发器和冷凝器的传热面上不会形成阻碍传热的润滑油层。缺点是从压缩机中带出的油量多,在蒸发器中产生的泡沫多,影响传热,并会引起蒸发温度升高,使润滑油的黏度降低。不溶于或者微溶于润滑油的制冷剂,优点是从压缩机中带出的油量少,在蒸发器中蒸发温度比较稳定;缺点是在蒸发器和冷凝器的传热面上会形成很难清除的油层,影响传热。
(8)等熵指数(以前称为绝热指数)要小,使压缩过程耗功减小,压缩终了时气体的温度不致过高。
(9)液体比热容小,可使节流过程损失减小。
(10)不燃烧、不爆炸、无毒,对金属起微弱腐蚀作用。对人体无毒害。
(11)价格便宜,便于获得。