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1、第一章 制冷技术基本知识 1-1 概述 一、何谓谓制冷 日日常生活活中常说说的“热”或“冷”是人体体对温度度高低感感觉的反反应。在在制冷技技术中所所说的冷冷，是指指某空间间内物体体的温度度低于周周围环境境介质（如如水或空空气）温温度而言言。因此“制冷冷”就是使使某一空空间内物物体的温温度低于于周围环环境介质质的温度度，并连连续维持持这样一一个温度度的过程程。二、何谓人人工制冷冷 我我们都知知道，热热量传递递终是从从高温物物体传向向低温物物体，直直至二者者温度相相等。热热量决不不可能自自发地从从低温物物体传向向高温物物体，这这是自然然界的可可观规律律。然而，现代代人类的的生活与与生产经经常需要要
2、某个物物体或空空间的温温度低于于环境温温度，甚甚至低得得很多。例例如，储储藏食品品需要把把食品冷冷却到左右或或155左右，甚甚至更低低。而这这种低温温要求天天然冷却却是达不不到的，要要实现这这一要求求必须有有另外的的补偿过过程（如如消耗一一定的功功作为补补偿过程程）进行行制冷。这种借助于于一种专专门装置置，消耗耗一定的的外界能能量，迫迫使热量量从温度度较低的的被冷却却物体或或空间转转移到温温度较高高的周围围环境中中去，得得到人们们所需要要的各种种低温，称称谓人工工制冷。而而这种装装置就称称谓制冷冷装置或或制冷机机。三、人工制制冷的方方法 人人工制冷冷的方法法主要有有相变制制冷、气气体绝热热膨胀
3、制制冷和半半导体制制冷三种种。 .相变变制冷 即利利用物质质相变的的吸热效效应实现现制冷。如如冰融化化时要吸吸取800 kccal/kg的的熔解热热；氨在在标准准大气压压下气化化时要吸吸取3227kccal/kg的的气化潜潜热；干干冰在标准大大气压下下升华要要吸取1137kkcall/kgg的热量量，其升升华温度度为778.99。 .气体体绝热膨膨胀制冷冷：利用用气体通通过节流流阀或膨膨胀机绝绝热膨胀胀时，对对外输出出膨胀功功，同时时温度降降低，达达到制冷冷的目的的。 .半导导体制冷冷：珀尔尔帖效应应告诉我我们：两两种不同同金属组组成的闭闭合电路路中接上上一个直直流电源源时，则则一个接接合点变
4、变冷，另另一个接接合点变变热。但但是纯金金属的珀珀尔帖效效应很弱弱，且热热量通过过导线对对冷热端端有相互互干扰，而而用两种种半导体体（型型和型型）组成成的直流流闭合电电路，则则有明显显的珀尔尔帖效应应且冷热热端无相相互干扰扰。因此此，半导导体制冷冷就是利利用半导导体的温温差电效效应实现现制冷地地。 目目前生产产实际中中广泛应应用的制制冷方法法是：利利用液体体的气化化实现制制冷，这这种制冷冷常称为为蒸气制制冷。它它的类型型有：蒸蒸汽压缩缩式制冷冷（消耗耗机械能能）、吸吸收式制制冷（消消耗热能能）和蒸蒸汽喷射射式制冷冷（消耗耗热能）三三种。四、制冷体体系的划划分 在在工业生生产和科科学研究究上，人
5、人们通常常根据制制冷温度度的不同同把人工工制冷分分为“普冷”和“深冷”两个体体系。一一般把制制取温度度高于1200的称为为“普冷”、低于于1220的称为为“深冷”。由于低温范范围的不不同，制制冷系统统的组成成也不同同，因此此，根据据食品制制冷要求求，我们们只介绍绍普通制制冷温度度范围内内的蒸气气压缩制制冷。1-2 制冷技技术的热热力学基基础 一、制制冷工质质的热力力状态参参数在制冷循环环中，工工质不断断地进行行着热力力状态变变化。描描述工质质所处热热力状态态的物理理量称为为工质的的热力状状态参数数，简称称状态参参数。一一定的状状态，其其状态参参数有确确定的数数值。工工质状态态变化时时，初终终状
6、态参参数之间间的差值值，仅与与初、终终状态有有关，而而与状态态变化的的过程无无关。制冷技术中中常见的的状态参参数有：温度、压压力、比比容、内内能、焓焓与熵等等。这些些参数对对于进行行制冷循循环的分分析和热热力计算算，都是是非常重重要的。1、温度：温度是是描述热热力系统统冷热状状态的物物理量。制冷工程上上常用的的温标有有：摄氏氏温标和和绝对温温标。二二者的区区别仅是是起点不不同而已已（t=0时，TT=2773.116K它它们每度度的温度度间隔确确是一致致的。其其关系可可表示为为： TT=2773+tt（K）2、压力：压力是是单位面面积上所所承受的的垂直作作用力，常常用符号号P表示示。在国际单位位
7、制中，压压力单位位为帕斯斯卡（PPa），实实际应用用时也可可用兆帕帕斯卡（MMpa）或巴巴（baar）表表示,11MPaa=1006Pa而1baar=1105 Pa。压力的标记记有绝对对压力、表表压力和和真空度度三种情情况。三三者之间间的关系系是： P=PB+B或P=BB-PKK作为工质的的状态参参数应该该是绝对对压力，而而不是表表压力或或真空度度。3、比容：比容是是指单位位质量工工质所占占有的容容积。比容是说明明工质分分子之间间密集程程度的一一个物理理量。比比容的倒倒数为工工质的密密度，即即单位容容积工质质所具有有的质量量，用符符号表示。 4、内能能：内能能是工质质内部所所具有的的分子动动能
8、和分分子位能能的总和和。分子动能包包括分子子的直线线运动动动能、旋旋转运动动动能和和分子内内能、振振动能三三项，其其大小与与气体的的温度有有关。而而分子位位能的大大小与分分子间的的距离有有关，亦亦即与工工质的比比容有关关。既然气体的的内动能能决定于于气体的的温度、内内位能决决定于气气体的比比容，所所以气体体的内能能是其温温度和比比容的函函数。也也就是说说内能是是一个状状态参数数。5、焓：焓焓是一个个复合的的热力状状态参数数，表征征系统中中所有的的总能量量，它是是内能与与压力之之和。对对kgg工质而而言，可可表示为为： P （kkJ/kkg）或或（kccal/kg）式中 焓或称称比焓（kkJ/k
9、kg或kkcall/kgg） 比比容（mm3/kgg） 内能能（kJJ/kgg或kccal/kg） 绝对对压力（NN/m2或Pa） 由由于内能能和压力力位能都都是温度度的参数数，所以以焓也是是状态参参数。确确切地说说，焓是是一定质质量的流流体，从从某一初初始状态态变为任任一热力力状态所所加入的的总热量量。6、熵：熵熵是一个个导出的的热力状状态参数数，熵的的中文意意义是热热量被温温度除所所得的商商，熵的的外文原原名意义义是“转变”，指热热量可以以转变为为功的程程度，它它表征工工质状态态变化时时，与外外界热交交换的程程度。二、热力学学第二定定律与理理想制冷冷循环 11、热力力学第二二定律在热量传递
10、递和热、功功转换时时，热力力学第一一定律只只能说明明它们之之间的数数量关系系，确不不能揭示示热功转转换的条条件和方方向性。对对于能量量传递和和转换过过程进行行的方向向、条件件和限度度则是由由热力学学第二定定律来揭揭示的，它它指出：“热量能能自发的的从高温温物体传传向低温温物体，而而不能自自发的从从低温物物体传向向高温物物体”。这正正象石头头或水不不可能自自发的从从低处向向高处运运动一样样。但这这并不是是说石头头和水在在任何条条件下都都不可能能由低处处移向高高处，只只要外界界给它们们足够大大的作用用力，在在这个力力的作用用下石头头或水就就能由低低处移向向高处，这这个外界界作用力力称为补补偿。同样
11、，不能能把热力力学第二二定律的的说法理理解为：“不可能能把热量量从低温温物体传传到高温温物体”。而是是只要有有一个补补偿过程程，热量量就能自自低温物物体传到到高温物物体。2、循环与与理想制制冷循环环 (1)循环环：热变变功的根根本途径径是依靠靠工质的的膨胀。为为了持续续不断地地将热转转换为功功,工程程上是通通过热机机来实现现的。但但工质在在热机汽汽缸中仅仅仅完成成一个膨膨胀过程程是不可可能满足足要求的的。为了了能重复复地进行行膨胀，工工质在每每次膨胀胀之后必必须进行行压缩，以以便使其其回到初初态。我我们把工工质从初初态出发发，经过过一系列列状态变变化又回回到初态态的封闭闭过程，称称为“循环”。
12、 a.正循环及热效率 膨胀-压缩循环按瞬时针方向进行的，称为正循环。 正循环的单位质量净功w0 为正值，若设高温热源加给工质的热量为q1，工质放给低温热源的热量为q2，则w0=q1-q2评价正循环的好坏，通常用循环热效率t来-w0q124q2q2q142w0P3561P3561正循环逆循环图1-1 压容图上的任意循环循环按其进进行方向向不同又又可分为为正循环环和逆循循环。如如下图所所示：衡量，循环环热效率率是指工工质在整整个热力力循环中中，对外外界所作作的净功功w0与循环环中外界界所加给给工质的的热量qq1的比值值。即： q2q1q1=q1w0t=q1-q2=1-b.逆循环环及性能能系数 w0
13、=q1-q2 或 q1=q2+w0 膨胀-压缩循循环按逆逆时针方方向进行行的，称称为逆循循环。其其循环的的净功为为负值。若若用q11表示工工质向高高温热源源放出的的热量，用用q2表示工工质从低低温热源源吸收的的热量，则则有： 上上式说明明，逆循循环的效效果是消消耗外界界的功，将将热量从从低温物物体传递递给高温温物体。如如逆循环环的目的的是从低低温物体体中吸收收热量，则则称为制制冷循环环。如逆逆循环的的目的是是给高温温物体供供热，则则称为热热泵循环环。逆循环的好好坏通常常用性能能系数来衡量量。对于于制冷机机来说，是是指从冷冷源吸收收的热量量q2与消耗耗的循环环净功ww0的比值值1称为制制冷系数数
14、。对于于热泵来来说，是是指供给给热源的的热量qq1与消耗耗的循环环净功ww0的比值值2称为供供热系数数。则有有：1=q2/ w0w02= q1/ w0=q2+ w0=1+1从上述分析析可见，伴伴随着低低温热源源把一部部分热量量q2传送到到高温热热源中去去的同时时, 循循环的净净功w0也将转转变为热热量并流流向高温温热源，这这就是使使热量从从低温热热源传给给高温热热源所必必需的补补偿条件件。没有有这个补补偿条件件，热量量是不可可能从低低温热源源传给高高温热源源的。（2）理想想制冷循循环理想制冷循循环可通通过逆卡卡诺循环环说明。q0qk432TkT0TS1w0图1-2 逆卡诺循环TS图逆卡诺循环环
15、如图11-2所所示，它它由两个个等温过程和两个个绝热过过程组成成。假设设低温热热源的温温度为T0，高高温热源源的温度度为Tkk, 则工工质的温温度在吸热过程程中为TT0，在放放热过程程中为TTk, 就是是说工质在吸吸热和放放热过程程中是在在等温下下进行的的，压缩和膨胀胀过程是是在没有有任何损损失情况况下进行行。其循环过程程为：首首先工质质在T00下从冷冷源（即即被冷却却物体）吸吸取热量量q0，并进进行等温温膨胀44-1，然然后通过过绝热压压缩1-2，使使其温度度由T00升高至至环境介介质的温温度Tkk, 再在在Tk下进行行等温压压缩2-3，并并向环境境介质（即即高温热热源）放放出热量量qk,
16、最后后再进行行绝热膨膨胀3-4，使使其温度度由Tkk降至TT0即使工工质回到到初始状状态4，从从而完成成一个循循环。对对于逆卡卡诺循环环来说，由由图1-2可知知： q00=T0(S1-S4) qkk=Tk(S2-S3)=TTk(S1-S4） w00=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(TTk-T0)(S1-S4)则逆卡诺循循环制冷冷系数k为：T0 (S1S4）(TkT0) (S1S4）k=q0w0=TkT0T0由上式可见见，逆卡卡诺循环环的制冷冷系数与与工质的的性质无无关，只只取决于于冷源（即即被冷却却物体）的的温度TT0和热源源（即环环境介质质）的温温度Tkk；降低TTk，
17、提高高T0，均可可提高制制冷系数数。此外外，由热热力学第第二定律律还可以以证明：“在给定定的冷源源和热源源温度范范围内工工作的逆逆循环，以以逆卡诺诺循环的的制冷系系数为最最高”。任何何实际制制冷循环环的制冷冷系数都都小于逆逆卡诺循循环的制制冷系数数。总上所述，理理想制冷冷循环应应为逆卡卡诺循环环。而实实际上逆逆卡诺循循环是无无法实现现的，但但它可以以用作评评价实际际制冷循循环完善善程度的的指标。通通常将工工作于相相同温度度间的实实际制冷冷循环的的制冷系系数与逆卡卡诺循环环制冷系系数k之比，称称为该制制冷机循循环的热热力完善善度，用用符号表示。即即： =/k热力完善度度是用来来表示制制冷机循循环
18、接近近逆卡诺诺循环循循环的程程度。它它也是制制冷循环环的一个个技术经经济指标标，但它它与制冷冷系数的的意义不不同，对对于工作作温度不不同的制制冷循环环无法按按其制冷冷系数的的大小来来比较循循环的经经济性，而而只能根根据循环环的热力力完善度度的大小小来判断断。1-3 制冷剂剂的相态态变化及及其状态态图一、制冷剂剂的相态态变化众所周知，物物质有三三种状态态，就是是固态、液液态和气气态。物物质的三三种状态态，在一一定的压压力和温温度条件件下是可可以相互互转化的的。其转转化过程程分别称称为：1.汽化 物质质从液态态转变为为气态的的过程称称为汽化化。 汽汽化有蒸蒸发和沸沸腾两种种形式。其其中，在在液体表
19、表面进行行的汽化化过程叫叫蒸发，在在液体内内部产生生气泡的的剧烈汽汽化过程程叫沸腾腾。在一一定压力力下，蒸蒸发在任任何温度度下都可可进行，而而沸腾只只有液体体被加热热到一定定温度才才开始进进行。当当汽液两两相共存存并且保保持平衡衡状态时时称为饱饱和状态态。此时时的蒸汽汽和液体体分别叫叫做饱和和蒸汽和和饱和液液体，处处于饱和和状态的的压力与与温度称称为饱和和压力与与饱和温温度。饱饱和压力力与饱和和温度总总是相互互对应的的，即一一定的饱饱和压力力对应着着一定的的饱和温温度，反反之亦然然。二者者之间的的对应关关系：饱饱和温度度愈高，饱饱和压力力也愈高高。反之之，饱和和压力愈愈高，饱饱和温度度也愈高高
20、。这是是饱和状状态的一一个重要要特点。 2.冷凝 物物质从汽汽态转变变为液态态的过程程称为冷冷凝或叫叫做液化化。汽体的液化化温度与与压力有有关，增增大压力力，可使使汽体在在较高的的温度下下液化。液液化的基基本方法法是降低低温度和和增加压压力。3.升华 物物质由固固态直接接转变为为气态的的过程称称为升华华。4.凝华 物物质由气气态直接接转变为为固态的的过程称称为凝华华。例如如空气中中的水蒸蒸汽在膨膨胀阀上上结霜时时发生的的过程。二、制冷剂剂的压焓图及及热力性性质表制冷剂的热热力状态态可以用用其热力力性质表表来说明明，也可可以用压压焓图来来表示。压压焓图(lgPPh图)是是一种以以绝对压压力的对对
21、数值llgP为纵纵坐标，焓焓值为横横坐标的的热工图图表。采采用对数数值lggP（而而不采用用P）为为纵坐标标的目的的是为了了缩小图图的尺寸寸，提高高低压区区域的精精确度，但但在使用用时仍然然直接从从图上读读出P的的数值即即可。1.压焓焓图(llgPh图)的的结构压焓图中有六种等状态参数线，如图13所示： 等压线P：水平细直线。 等焓线h：竖直细直线。 等温线t：点划线，其在过冷液体区为竖直线，在湿蒸汽区为水平线，在过热蒸汽区为稍微向右下方弯曲的曲线。图13 压焓图压焓图中中有两条条比较粗粗的曲线线，左边边一条为为饱和液液体线(干度=0)，右边边一条为为干饱和和蒸汽线线(干度度=1)，两线线交于
22、一一点K，且且将图分分成了三三个区域域。其中中K称为为临界点点，饱和和液体线线左侧为为过冷液液体区，干干饱和蒸蒸汽线右右侧为过过热蒸汽汽区，两两线之间间为湿蒸蒸汽区。等熵线SS：为从从左到右右稍向上上弯曲的的实线。等比容线线：在湿湿蒸汽区区和过热热蒸汽区区中，为为从左到到右稍向向上弯曲曲的虚线线，但比比等熵线线平坦，液液体区无无等比容容线，因因为不同同压力下下的液体体容积变变化不大大。等干度线线：只存存在于湿湿蒸汽区区和过热热蒸汽区区域内，走走向与饱饱含液体体线或干干饱和蒸蒸汽线基基本一致致。压焓图上上每一点点都代表表制冷剂剂的某一一状态，在在温度、压压力、比比容、焓焓、熵、干干度六个个状态参
23、参数中，只只要知道道其中任任意两个个独立的的状态参参数，就就可以在在图中确确定其状状态点，从从而查出出其它几几个状态态参数。不同的制冷冷剂，其其压焓图(lgPPh图)的的形状也也有所不不同，常常用制冷冷剂R7717、RR12及及R222的饱和和热力性性质表见见附表。在工程计算算中，根根据需要要可以查查取制冷冷剂的饱饱和热力力性质表表，根据据一个状状态参数数，再查查取制冷冷剂的饱饱和液体体或干饱饱和蒸汽汽的其它它状态参参数。2.压焓焓图(llgPh图)的的应用压焓图(lgPPh图)是是进行制制冷循环环分析和和计算的的重要工工具，在在进行制制冷循环环的热力力分析和和计算之之前，必必须首先先确定循循
24、环的工工作参数数，以便便利用压压焓图再再来确定定循环的的各有关关状态点点的参数数值，如如图14所示示。点1：为制冷剂蒸汽进入压缩机的状态。如不考虑管路的冷量损失，则压缩机的吸汽温度t1即为制冷剂出蒸发器时的温度t0，即t1t0，在理想情况下，进压缩机的制冷剂蒸汽为饱和状态。如已知蒸发温度t0，便能知道制冷剂蒸发压力P0，这样便能根据P0C的等压线和干饱和蒸汽线的交点得出点1。点2：为制冷剂出压缩机的状态，也是进冷凝5tktgt01432hlgP图14器的状态。过过程l2为制制冷剂在在压缩机机中绝热热压缩过过程。绝绝热过程程中熵不不变，即即S1S2，该过过程沿点点1的等等墒线进进行，它它与Pkk
25、=C的的等压线线的交点点即为点点2。点5：为制制冷剂在在冷凝器器中凝结结成饱和和液体的的状态。它它可由PPk=C的的等压线线与饱和和液体线线相交得得到。 点3：为制制冷剂液液体过冷冷后的状状态。因因为制冷冷剂液体体在过冷冷过程中中的等于于冷凝压压力Pkk，它的的温度低低于冷凝凝温度，所所以Pkk=C的的等压线线和tg=C的等等温线交交点即为为点3。 点点4：为为制冷剂剂出节流流阀(膨膨胀阀)的状态态，也是是进蒸发发器的初初态。因因为节流流前后的的焓值不不变，而而压力降降低至蒸蒸发压力力P0，温度度为蒸发发温度tt0，所以以由点33作垂线线（即等等焓线）与与t0=C的的等温线线相交即即得点44。
26、 441：为为制冷剂剂在蒸发发器中的的汽化吸吸热过程程。这样样根据图图上所得得的状态态点，即即可查得得各状态态点的热热力参数数值。例11 绝对压压力为22barr，比容容为0.7m33kgg的氨呈呈何种状状态? 解: 所求求的状态态是1ggP一hh图上PP2bbar的的水平线线和0.7 mm3kgg的等比比容线的的交点AA(见图图15)。因因为A点点在过热热区内，所所以这时时氨的状状态是过过热蒸汽汽，该状状态点的的温度为为20，焓值值约为11470 kJkg。例12 绝对压压力为110baar，温温度为220的氟利利昂22呈呈何种状状态? 解解: 所所求状态态可由110baar的等等压线和和2
27、0等温线线的交点点B来表表示(见见图16)。因因为B点点在过冷冷区内，所所以这时时氟利昂昂22的的状态为为过冷液液体，其其焓值为为2244.088 kJJkgg。例13 氟利昂昂22压压缩机吸吸入的汽汽体为-5的干饱饱和蒸汽汽，如将将其绝热热压缩到到PK为122barr时，其其压缩终终态的温温度是多多少?解: 压缩缩机吸入入状态可可由-55等温线线与干饱饱和蒸汽汽线的交交点C来来确定(见图117)。点点C的熵熵值S=1.776 kkJkkgK，因因其为绝绝热压缩缩过程，故故压缩过过程熵值值不变。因因此压缩缩终点DD是压力力PK=122 baar的等等压线与与S=11.766 kJJkggK的等
28、等熵线的的交点。由由图上查查得此点点的温度度Td=477即为所所求压缩缩终态温温度。CD1470kJ/kg20A2.0barhlgP=0.7m3/kgB224.08kJ/kg2010barhlgP47S=1.7612bar5hlgP图15图16图17 综综上所述述，压一一焓图不不仅可以以简便地地确定制制冷剂的的状态参参数，并并且能表表示出制制冷循环环及过程程中参数数的变化化和能量量变化，它它可以用用线段的的长短来来表示能能量多少少。由于于制冷剂剂在蒸发发器和冷冷凝器中中的吸热热和放热热过程都都是在定定压下进进行，而而定压过过程中热热量的变变化以及及压缩机机在绝热热压缩过过程中所所消耗的的功都可
29、可以用焓焓差来计计算，并并且制冷冷剂在节节流阀前前后的焓焓值又保保持不变变，所以以利用11gP一一h图来分分析制冷冷循环及及进行热热力计算算最为方方便。第二章 制冷剂剂与载冷冷剂2-1 制 冷冷 剂 制制冷剂又又称制冷冷工质，它它是在制制冷系统统中不断断循环并并通过其其本身的的状态变变化以实实现制冷冷的工作作物质。制制冷剂在在蒸发器器内吸收收被冷却却介质（水水或空气气等）的的热量而而汽化，在在冷凝器器中将热热量传递递给周围围空气或或水而冷冷凝。它它的性质质直接关关系到制制冷装置置的制冷冷效果、经经济性、安安全性及及运行管管理。一、对制冷冷剂性质质的要求求 .临界界温度要要高，凝凝固温度度要低。
30、这这是对制制冷剂性性质的基基本要求求。临界界温度高高，便于于用一般般的冷却却水或空空气进行行冷凝；凝固温温度低，以以免其在在蒸发温温度下凝凝固，便便于满足足较低温温度的制制冷要求求。 .在大大气压力力下的蒸蒸发温度度要低。这这是低温温制冷的的一个必必要条件件。 .压力力要适中中。蒸发发压力最最好与大大气压相相近并稍稍高于大大气压力力，以防防空气渗渗入制冷冷系统中中，从而而降低制制冷能力力。冷凝凝压力不不宜过高高（一般般1215绝绝对大气气压），以以减少制制冷设备备承受的的压力，以以免压缩缩功耗过过大并可可降低高高压系统统渗漏的的可能性性。 .单位位容积制制冷量v要大大。这样样在制冷冷量一定定时
31、，可可以减少少制冷剂剂的循环环量，缩缩小压缩缩机的尺尺寸。 .导热热系数要要高，粘粘度和密密度要小小。以提提高各换换热器的的传热系系数，降降低其在在系统中中的流动动阻力损损失。 .绝热热指数要小。由由绝热过过程中参参数间关关系式可可知，在在初温和和压缩比比相同的的情况下下，KT2。可见见，小小可降低低排气温温度。 .具有有化学稳稳定性。不不燃烧、不不爆炸、高高温下不不分解、对对金属不不腐蚀、与与润滑油油不起化化学反应应、对人人身健康康无损无无害。 .价格格便宜，易易于购得得。且应应具有一一定的吸吸水性，以以免当制制冷系统统中渗进进极少量量的水分分时，产产生“冰塞”而影响响正常运运行。二、制冷剂
32、剂的一般般分类 根根据制冷冷剂常温温下在冷冷凝器中中冷凝时时饱和压压力Pkk和正常常蒸发温温度T00的高低低，一般般分为三三大类： .低压压高温制制冷剂 冷冷凝压力力PkKg/cm2（绝对对），TT0 如如111（CFFCl33），其其T0233.7。这类类制冷剂剂适用于于空调系系统的离离心式制制冷压缩缩机中。通通常时，PPk3.006Kgg/cmm2 。 .中压压中温制制冷剂 冷冷凝压力力Pk 200Kg/cm22（绝对对），-60。 如如7117、12、22等等，这类类制冷剂剂一般用用于普通通单级压压缩和双双级压缩缩的活塞塞式制冷冷压缩机机中。 .高压压低温制制冷剂 冷冷凝压力力Pk20K
33、Kg/ccm2（绝对对），TT0700。 如如133（CFF3Cl）、14（CCF4）、二二氧化碳碳、乙烷烷、乙烯烯等，这这类制冷冷剂适用用于复迭迭式制冷冷装置的的低温部部分或以下的的低温装装置中。三、常用制制冷剂的的特性 用用于食品品工业和和空调制制冷的有有十多种种。其中中被广泛泛采用的的只有以以下几种种： .氨（代代号：7177） 氨是目目前使用用最为广广泛的一一种中压压中温制制冷剂。氨氨的凝固固温度为为-777.7，标准准蒸发温温度为33.3，在常常温下冷冷凝压力力一般为为1.111.3MPPa，即使使当夏季季冷却水水温高达达时也决决不可能能超过11.5MMPa 。氨的的单位标标准容积积
34、制冷量量大约为为5200kcaal/3。 氨氨有很好好的吸水水性，即即使在低低温下水水也不会会从氨液液中析出出而冻结结，故系系统内不不会发生生“冰塞”现象。氨氨对钢铁铁不起腐腐蚀作用用，但氨氨液中含含有水分分后，对对铜及铜铜合金有有腐蚀作作用，且且使蒸发发温度稍稍许提高高。因此此，氨制制冷装置置中不能能使用铜铜及铜合合金材料料，并规规定氨中中含水量量不应超超过0.2。 氨氨的比重重和粘度度小，放放热系数数高，价价格便宜宜，易于于获得。但但是，氨氨有较强强的毒性性和可燃燃性。若若以容积积计，当当空气中中氨的含含量达到到0.5500.6时，人人在其中中停留半半个小时时即可中中毒，达达到111113
35、时时即可点点燃，达达到166时遇遇明火就就会爆炸炸。因此此，氨制制冷机房房必须注注意通风风排气，并并需经常常排除系系统中的的空气及及其它不不凝性气气体。 总总上所述述，氨作作为制冷冷剂的优优点是：易于获获得、价价格低廉廉、压力力适中、单单位制冷冷量大、放放热系数数高、几几乎不溶溶解于油油、流动动阻力小小，泄漏漏时易发发现。其其缺点是是：有刺刺激性臭臭味、有有毒、可可以燃烧烧和爆炸炸，对铜铜及铜合合金有腐腐蚀作用用。 .氟利利昂112（代代号：12） 12为为烷烃的的卤代物物，学名名二氟二二氯甲烷烷。它是是我国中中小型制制冷装置置中使用用较为广广泛的中中压中温温制冷剂剂。112标准准蒸发温温度为
36、29.8，冷凝凝压力一一般为00.7880.98MMPa，凝凝固温度度为-1155，单位位容积标标准制冷冷量约为为2888kcaal/3。 12是是一种无无色、透透明、没没有气味味，几乎乎无毒性性、不燃燃烧、不不爆炸，很很安全的的制冷剂剂。只有有在空气气中容积积浓度超超过800时才才会使人人窒息。但但与明火火接触或或温度达达4000以上时时，则分分解出对对人体有有害的气气体。 12能能与任意意比例的的润滑油油互溶且且能溶解解各种有有机物，但但其吸水水性极弱弱。因此此，在小小型氟利利昂制冷冷装置中中不设分分油器，而而装设干干燥器。同同时规定定122中含水水量不得得大于00.00025，系统统中不
37、能能用一般般天然橡橡胶作密密封垫片片，而应应采用丁丁晴橡胶胶或氯乙乙醇等人人造橡胶胶。否则则，会造造成密封封垫片的的膨胀，从从而引起起制冷剂剂的泄漏漏。 .氟利利昂222（代代号：） 22也也是烷烃烃的卤代代物，标标准蒸发发温度约约为441，凝固固温度约约为1160，冷凝凝压力同同氨相似似，单位位容积标标准制冷冷量约为为4544kcaal/3。 22的的许多性性质与12相相似，但但化学稳稳定性不不如112，毒毒性也比比122稍大。但但是，22的的单位容容积制冷冷量却比比122大的多多，接近近于氨。当当要求40700的低温温时，利利用222比12适适宜，故故目前22被被广泛应应用于40600的双
38、级级压缩或或空调制制冷系统统中。2-2 载 冷 剂 载载冷剂是是用来先先接受制制冷剂冷冷量而后后去冷却却其它物物质的媒媒介物质质，又称称冷媒。它它在间接接制冷系系统中起起着传递递制冷剂剂冷量的的作用。一、对载冷冷剂的要要求 选选择载冷冷剂时应应考虑因因素有：冰点、比比热、对对金属腐腐蚀性和和价格等等。 .比热热要大 比热热大，载载冷量就就大，从从而可减减小载冷冷剂的循循环量。 .粘度度低、导导热系数数高 。 .凝固固点低且且要适宜宜，因凝凝固点过过低将导导致比热热减小、粘粘度增大大。 .无臭臭、无毒毒、使用用安全，且且对金属属的腐蚀蚀性要小小。 .价格格低廉，易易于购得得。二、常用载载冷剂及及
39、性质 载载冷剂的的种类较较多，可可以是气气体、液液体或固固体。常常用载冷冷剂有空空气、水水和盐水水溶液。 .空气气和水 空空气或水水是最廉廉价、最最易获得得的载冷冷剂。都都具有密密度小、安安全无害害、对设设备几乎乎无腐蚀蚀性等优优点。但但空气的的比热小小，所以以只有利利用空气气直接冷冷却时才才采用空空气作载载冷剂。水水虽有比比热大的的优点，但但水的冰冰点高，所所以水仅仅能用作作制出以上的的载冷剂剂。以下应应采用盐盐水作载载冷剂。 .盐水水溶液 盐盐水是最最常用的的载冷剂剂，由盐盐溶于水水制成。常常用的盐盐水主要要有氯化化钠水溶溶液和氯氯化钙水水溶液。 盐盐水的性性质于溶溶液中含含盐量的的多少有
40、有关。特特别需要要指出，盐盐水的凝凝固点取取决于盐盐水的浓浓度。图图2-11中的曲曲线表示示盐水溶溶液的凝凝固点与与浓度的的关系。 图图中曲线线（实线线）为氯氯化钠 0盐水的凝固固曲线，曲曲线（虚线线） -10为氯化钙盐盐水的凝凝固曲线线。由这这两 -20条曲线可知知 ,无无论哪一一种盐水水，当 -300盐水的浓度度小于某某一定值值时，其其凝 -40固温度随浓浓度的增增加而降降低，而而当 -50浓度大于这这一定值值以后，凝凝固温度度 -660随浓度的增增加反而而升高。该该临界点点 0 110 220 330 440 50对应浓度称称共晶浓浓度。该该点相当当于 图2-1 盐盐水的凝凝固点与与浓度
41、的的关系全部盐水溶溶液冻结结成一块块冰盐结结晶体，它它是最低低的凝固固点。 在在共晶点点的左侧侧，如果果盐水的的浓度不不变，而而温度降降低，当当低于该该浓度所所对应的的凝固点点时，则则有冰从从盐水中中析出，所所以共晶晶点左面面的曲线线称为析析冰线。当当盐水的的浓度超超过共晶晶浓度时时（即在在共晶点点的右面面），如如果盐水水的浓度度不变，而而当温度度降低到到该浓度度所对应应的凝固固点以下下时，从从溶液中中析出的的不再是是冰而是是结晶盐盐，因此此共晶点点右面的的曲线称称为析盐盐线。 不不同的盐盐水溶液液其共晶晶点是不不同的，如如氯化钠钠盐水的的共晶温温度为21.2，共晶晶浓度为为22.4；而氯化化
42、钙盐水水的共晶晶温度为为555，共晶晶浓度为为 299.9。 盐盐水虽具具有原料料充沛、成成本低、凝凝固点可可调等优优点，但但由于盐盐水的浓浓度对盐盐水溶液液的性质质具有很很大影响响，故盐盐水作为为载冷剂剂时应注注意以下下问题： （）要要合理地地选择盐盐水的浓浓度。盐盐水的浓浓度增高高，虽可可降低凝凝固点，但但使盐水水密度加加大、比比热减小小。而盐盐水密度度加大与与比热减减小，都都会使输输液泵的的功率消消耗增大大。因此此，不应应选择过过高的盐盐水浓度度，而应应根据使使盐水的的凝固点点低于载载冷剂系系统中可可能出现现的最低低温度为为原则来来选择盐盐水的浓浓度。目目前一般般在选择择盐水浓浓度时，使
43、使其凝固固温度比比制冷剂剂的蒸发发温度低低为宜。 （）注注意盐水水对设备备及管道道的腐蚀蚀问题。盐盐水对金金属的腐腐蚀随溶溶液中含含氧量的的减少而而变慢。为为此，最最好采用用闭式盐盐水系统统，以减减少盐水水与空气气接触机机会，从从而降低低对设备备及管道道的腐蚀蚀。此外外，盐水水的含氧氧量随盐盐水浓度度的降低低而增高高。因而而，从含含氧量与与腐蚀性性来要求求，盐水水浓度不不可太低低。另外外，为了了减轻盐盐水的腐腐蚀性，还还应在盐盐水中加加入一定定量的防防腐剂并并使其具具有合适适的酸碱碱性。一一般3氯化钠钠水溶液液中应加加3.22kg重重铬酸钠钠和0.88kkg氢氧氧化钠；33氯化钙钙水溶液液中应
44、加加1.66kg重重铬酸钠钠和0.44kkg氢氧氧化钠。加加入防腐腐剂后，必必须使盐盐水呈弱弱碱性（pp=77.58.55），这这可通过过氢氧化化钠的加加入量进进行调整整。添加加防腐剂剂时应特特别小心心并注意意毒性。 （）盐盐水载冷冷剂在使使用过程程中，会会因吸收收空气中中的水分分而使其其浓度降降低。为为了防止止盐水的的浓度降降低，引引起凝固固点温度度升高，必必须定期期检测盐盐水的比比重。若若浓度降降低，应应适当补补充盐量量，以保保持在适适当的浓浓度。2-3 润滑油一、润滑油油的作用用 润滑油油在制冷冷工程上上通常称称为冷冻冻机油，它它在制冷冷压缩机机的运行行中起着着重要作作用。主主要有如如下几方方面： 11.起润润滑作用用：减小小机器运运动部件件的摩擦擦和磨损损，延长长使用寿寿命。 22.降低低温度 冷冻冻机油在在制冷压压缩机内内不断循循环，能能够带走走制冷压压缩机工工作过程程中产生生的许多多热量，使使机器保保持较低低的温度度，从而而提高制制冷压缩缩机的效效率和使使用可靠靠性。 33.起密密封作用用 冷冷冻机油油在轴封封及汽缸缸与活塞塞间起密密封作用用，防止止制冷剂剂泄漏。4.提供卸卸载机构构的动力力 带带有卸载载装置的的制冷压压缩机中中，利用用冷冻机机油的油油压作为为卸载机机构的动动力。二、润滑油油的性能能指标及及选用(一) 润润滑油的的性能指指标