制冷劑，又稱冷媒、致冷劑、雪種，是各種熱機中借以完成能量轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)。這些物質(zhì)通常以可逆的相變（如氣-液相變）來增大功率。如蒸汽引擎中的蒸汽、制冷機中的雪種等等。一般的蒸汽機在工作時，將蒸汽的熱能釋放出來，轉(zhuǎn)化為機械能以產(chǎn)生原動力；而制冷機的雪種則用來將低溫處的熱量傳動到高溫處。

  1805年埃文斯（O.Evans)原創(chuàng)作地提出了在封閉循環(huán)中使用揮發(fā)性流體的思路，用以將水冷凍成冰。他描述了這種系統(tǒng)，在真空下將乙醚蒸發(fā)，并將蒸汽泵到水冷式換熱器，冷凝后再次使用。1834年帕金斯第一次開發(fā)了蒸汽壓縮制冷循環(huán)，并且獲得了專利。在他所設(shè)計的蒸汽壓縮制冷設(shè)備中使用二乙醚（乙基醚）作為制冷劑。

下表列出早期用過的制冷劑

  早期的制冷劑，幾乎多數(shù)是可燃的或有毒的，或兩者兼而有之，而且有些還有很強的腐蝕和不穩(wěn)定性，或有些壓力過高，經(jīng)常發(fā)生事故。20世紀30年代，一系列鹵代烴制冷劑相繼出現(xiàn)，杜邦公司將其命名為氟利昂（Freon）。這些物質(zhì)性能優(yōu)良、無毒、不燃，能適應(yīng)不同的溫度區(qū)域，顯著地改善了制冷機的性能。幾種制冷劑在空調(diào)中變得很普遍，包括CFC-11.CFC-12. CFC-113.CFC-114和HCFC-22.20世紀50年代，開始使用共沸制冷劑。  

下表列出第二階段制冷劑開發(fā)時間：

  空調(diào)工業(yè)從幼小成長為幾十億美元的產(chǎn)業(yè)，使用的都是以上幾種制冷劑。到1963年,這些制冷劑占到整個有機氟工業(yè)產(chǎn)量的98%。

  到1970年代中期， 對臭氧層變薄的關(guān)注浮出水面，CFC族物質(zhì)可能要承擔部分責任。這導(dǎo)致了1987年蒙特利爾議定書的通過，議定書要求淘汰CFC和HCFC族。新的解決方案是開發(fā)HFC族，來擔當制冷劑的主要角色。HCFC族作為過渡方案繼續(xù)使用并將逐漸淘汰。在1990年代，全球變暖對地球生命構(gòu)成了新的威脅。雖然全球變暖的因素很多，但因為空調(diào)和制冷耗能巨大（美國建筑物耗能約占總能耗的1/3），且許多制冷劑本身就是溫室氣體，制冷劑又被列入了討論范圍。雖然ASHRAE標準34把許多物質(zhì)分類為制冷劑，但只有少部分用于商業(yè)空調(diào)。

  常用制冷劑

  氟利昂-12（代號：R12）

  R12為烷烴的鹵代物，學名二氟二氯甲烷，分子式為CF2Cl2。它是我國中小型制冷裝置中使用較為廣泛的中壓中溫制冷劑。R12的標準蒸發(fā)溫度為－29.8℃，冷凝壓力一般為0.78～0.98MPa，凝固溫度為-155℃，單位容積標準制冷量約為288kcal/m3。

  R12是一種無色、透明、沒有氣味，幾乎無毒性、不燃燒、不爆炸，很安全的制冷劑。只有在空氣中容積濃度超過80%時才會使人窒息。但與明火接觸或溫度達400℃以上時，則分解出對人體有害的氣體。

R12能與任意比例的潤滑油互溶且能溶解各種有機物，但其吸水性極弱。因此，在小型氟利昂制冷裝置中不設(shè)分油器，而裝設(shè)干燥器。同時規(guī)定R12中含水量不得大于0.0025%，系統(tǒng)中不能用一般天然橡膠作密封墊片，而應(yīng)采用丁腈橡膠或氯乙醇等人造橡膠。否則，會造成密封墊片的膨脹引起制冷劑的泄漏。

  氟利昂-22（代號：R22）

  R22也是烷烴的鹵代物，學名二氟一氯甲烷，分子式為CHClF2，標準蒸發(fā)溫度約為－41℃，凝固溫度約為－160℃，冷凝壓力同氨相似，單位容積標準制冷量約為454kcal/m3。

  R22的許多性質(zhì)與R12相似，但化學穩(wěn)定性不如R12，毒性也比R12稍大。但是，R22的單位容積制冷量卻比R12大的多，接近于氨。當要求－40～－70℃的低溫時，利用R22比R12適宜，故發(fā)文時R22被廣泛應(yīng)用于－40～－60℃的雙級壓縮或空調(diào)制冷系統(tǒng)中。

  R-134a(代號：R134a）

  R134a的毒性非常低，在空氣中不可燃，安全類別為A1，是很安全的制冷劑。

  R134a的化學穩(wěn)定性很好，然而由于它的溶水性比R22高，所以對制冷系統(tǒng)不利，即使有少量水分存在，在潤滑油等的作用下，將會產(chǎn)生酸、二氧化碳或一氧化碳，將對金屬產(chǎn)生腐蝕作用，或產(chǎn)生“鍍銅”作用，所以          R134a對系統(tǒng)的干燥和清潔要求更高。R134a對鋼、鐵、銅、鋁等金屬未發(fā)現(xiàn)有相互化學反應(yīng)的現(xiàn)象，僅對鋅有輕微的作用。

  R134a 是發(fā)文時國際公認的替代 CFC-12 的主要制冷工質(zhì)之一，常用于車用空調(diào)，商業(yè)和工業(yè)用制冷系統(tǒng)，以及作為發(fā)泡劑用于硬塑料保溫材料生產(chǎn)，也可以用來配置其他混合致冷劑，如 R 404a 和 R 407c 等。

  R-404A制冷劑

  物化特性：R404A是一種不含氯的非共沸混合制冷劑，常溫常壓下為無色氣體，貯存在鋼瓶內(nèi)是被壓縮的液化氣體。其 ODP 為 0 ，因此R404A是不破壞大氣臭氧層的環(huán)保制冷劑。主要用途：R404A 主要用于替代R22 和 R502 ，具有清潔、低毒、不燃、制冷效果好等特點，大量用于中低溫冷凍系統(tǒng)。

  R-410A制冷劑

  物化特性：常溫常壓下， R410A 是一種不含氯的氟代烷非共沸混合制冷劑，無色氣體，貯存在鋼瓶內(nèi)是被壓縮的液化氣體。其 ODP 為 0 ，因此R410A是不破壞大氣臭氧層的環(huán)保制冷劑。

  主要用途：大量用于家用空調(diào)、小型商用空調(diào)、戶式中央空調(diào)等。

目前中央空調(diào)中常用的是R407C，R410A，R22

  選用原則

  在蒸汽壓縮式制冷機中，制冷劑選擇除了要有較好的熱力性質(zhì)和物理化學性質(zhì)外，更應(yīng)具有優(yōu)良的環(huán)境特性。具體要求如下：

  （1）對人類生態(tài)環(huán)境無破壞作用。不破壞大氣臭氧層，不產(chǎn)生溫室效應(yīng)。

  （2）臨界溫度較高。在常溫或普通低溫下能夠液化。希望臨界溫度比環(huán)境溫度高的多，才能減少制冷劑節(jié)流損失，提高循環(huán)經(jīng)濟性。

  （3）在工作溫度范圍內(nèi)，具有適當?shù)娘柡险羝麎毫?，最起碼蒸發(fā)壓力不得低于大氣壓力，以免外部空氣滲入系統(tǒng)中；冷凝壓力不宜過高，否則會引起壓縮機耗功增加，并要求系統(tǒng)具有較高的承壓能力，增加設(shè)備成本。

  （4）單位容積制冷量大。可以減少壓縮機輸氣量。

  （5）粘度和密度小。減少系統(tǒng)中流動阻力損失。

  （6）熱導(dǎo)率高?？梢蕴岣邠Q熱器的傳熱系數(shù)，減少換熱設(shè)備的傳熱面積降低材料消耗。

  （7）不燃燒，不爆炸，無毒。對金屬材料不腐蝕，對潤滑油不發(fā)生化學作用，高溫下不分解。

  （8）等熵指數(shù)小?？山档团艢鉁囟?，減少壓縮過程耗功，有利安全運行和提高使用壽命。

  （9）凝固溫度低。避免在蒸發(fā)溫度下出現(xiàn)凝固。

  （10）具有良好的絕緣性能。

  （11）價格低易獲得。

  （12）單位容積壓縮功小。