制冷剂又称制冷工质，还称雪种，它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。

制冷剂在低温下吸取被冷却物体的热量，然后在较高温度下转移给冷却水或空气。在蒸气压缩式制冷机中，使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂，如氟利昂（饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物）、共沸混合工质（由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液）、碳氢化合物、氨等。

1.早期制冷剂

1805年，埃文斯（O.Evans）提出了在封闭循环中使用挥发性流体的思路，将水冷冻成冰。1834年，帕金斯第一次开发了蒸气压缩制冷循环，并且获得了专利，系统中使用乙醚作为制冷剂。二氧化碳（CO2）与氨（NH3）分别在1866年和1873年首次被用作制冷剂。

20世纪初，制冷系统开始作为大型建筑的空气调节手段，1926年，托马斯·米奇尼开发了首台CFC（氯氟碳）机器，使用R12，CFC 族（氯氟碳）不可燃、无毒（和二氧化硫相比时）并且能效高，该机器于1931年开始商业生产并很快进入家用。20世纪30年代，一系列卤代烃制冷剂相继出现，杜邦公司将其命名为氟利昂（Freon）。这些物质性能优良，无毒、不燃，能适应不同的温度区域，显著地改善了制冷机的性能。几种制冷剂在空调中的应用很普遍，包括CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114 和HCFC-22。

20世纪50年代，开始使用共沸制冷剂，60年代开始使用非共沸制冷剂。空调工业从幼小成长为几十亿美元的产业，使用的都是以上几种制冷剂。到1963年，这些制冷剂占到整个有机氟工业产量的98%。

2.制冷系统对制冷剂性质要求

制冷剂应具有优良的热力学和物理特性，以便能在给定的温度区域内运行时有较高的循环效率。制冷剂的选用是一个比较复杂的技术经济问题，需要考虑的因素很多，选择时应根据具体情况进行全面的技术分析。具体要求为：(www.daowen.com)

①在常温下能够液化，在蒸发器内及出口处压力要稍高于大气压，一方面可以防止空气及水分进入，方便制冷剂泄露的检查，同时也可以防止管路承受压力过大。需要在蒸发温度下蒸发时蒸发压力大于大气压力，以防止泄漏时空气不窜入管路内。在常温下具有较低的冷凝压力就能液化。凝固温度要低，一般低于-100 ℃，否则容易发生凝固，影响其在管系内的流动。

②标准沸点较低、流体比热容小、制冷剂绝热指数低、单位容积制热量较大等。选用制冷剂时应考虑制冷温度的要求，并根据制冷剂温度和冷却条件的不同，选用高温（低压）、中温（中压）、低温（高压）制冷剂。通常选择的制冷剂的标准蒸发温度要低于制冷温度10 ℃。选择制冷剂的还应考虑制冷装置的冷却条件、使用环境等。运行中的冷凝压力不应超过压缩机安全使用条件的规定值。汽车空调只能用车外空气作冷却介质，对其产生影响的气温、风速、太阳辐射、热辐射等因素无不在频繁发生变化，其运行条件决定它只能选用高温（低压）制冷剂，过去选用R12，目前大多选用R134a。

③具有优良的热物理性能，具体要求为：较高的传热系数、较低的黏度、较小的密度及与润滑油有良好的互溶性，考虑压缩机的类型，不同制冷压缩机的工作原理有所不同，体积式压缩机是通过缩小制冷剂蒸气的体积来提高其压力的，一般选用单位体积制冷量大的制冷剂，如R134a、R22 等，同时在压缩过程中不发生化学反应，受热受压时不分解成其他气体，传热性能好，可使得传热温差小，以提高制冷效率；黏度小，在管内流动时阻力小。

④安全性。工质应无毒、无刺激性、无燃烧性及爆炸性。

⑤经济性。要求工质低廉，易于获得。

⑥环保性。要求工质的臭氧消耗潜能值（ODP）与全球变暖潜能值（GWP）尽可能小，以减小对大气臭氧层的破坏及引起全球气候变暖。考虑环保的要求，必须选用符合国家环保法规的制冷剂。