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1、制冷原理与装置制冷剂与载冷剂第一页，讲稿共五十二页哦 第一节第一节 制冷剂概述制冷剂概述一、制冷剂的发展、应用与选用原则一、制冷剂的发展、应用与选用原则 乙醚是最早使用的制冷剂。它易燃、易爆，标准蒸发温度乙醚是最早使用的制冷剂。它易燃、易爆，标准蒸发温度(沸点沸点)为为34.5。查尔斯。查尔斯泰勒泰勒(Charles Tellier)采用二甲基乙醚采用二甲基乙醚 作制冷剂，其沸点为作制冷剂，其沸点为-23.6，蒸发压力也比乙醚高得多。，蒸发压力也比乙醚高得多。1866年，威德豪森年，威德豪森(Windhausen)提出使用提出使用CO2作制冷剂。作制冷剂。1870年，卡特年，卡特林德林德(Ca
2、rtLinde)对使用对使用NH3作制冷剂作出了贡献，从此大作制冷剂作出了贡献，从此大型制冷机中型制冷机中 广泛采用广泛采用NH3为制冷剂。为制冷剂。1874年，拉乌尔年，拉乌尔皮克特皮克特(RaulPictel)采用采用SO2作制冷剂。作制冷剂。SO2和和CO2在历史上曾经是比较重要的制冷剂。在历史上曾经是比较重要的制冷剂。SO2沸点为沸点为-10，毒性大，它作为重，毒性大，它作为重要的制冷剂曾有要的制冷剂曾有60年之久的历史，后逐渐被淘汰。年之久的历史，后逐渐被淘汰。CO2的特点是在使用温度范围内压力特别高的特点是在使用温度范围内压力特别高(例如，常温下冷凝压力高达例如，常温下冷凝压力高达
3、8MPa。19291930年间汤姆斯年间汤姆斯米杰里米杰里(Thomes Midgley)首先提出将氟利昂首先提出将氟利昂作为制冷剂用。作为制冷剂用。第二页，讲稿共五十二页哦1974年美国加利福尼亚大学的莫利纳年美国加利福尼亚大学的莫利纳（M.J.Molina)和罗兰和罗兰(F.S.Rowland)教授首指教授首指出卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层。出卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层。1995年的诺贝尔化学奖授予了这两位教授以表年的诺贝尔化学奖授予了这两位教授以表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面作出的杰出贡献。究方面作出的杰出贡献。1987
4、年联合国环保组织在加拿大的蒙特利尔市年联合国环保组织在加拿大的蒙特利尔市召开会议，召开会议，36个国家和个国家和10个国际组织共同签个国际组织共同签署了关于消耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议署了关于消耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议定书，国际上正式规定了逐步削减定书，国际上正式规定了逐步削减CFCs生生产与消费的日程表。产与消费的日程表。第三页，讲稿共五十二页哦1992年我国政府正式宣布加入修订后的蒙特利尔议定书。年我国政府正式宣布加入修订后的蒙特利尔议定书。1993年批准了中国消耗大气臭氧层物质逐步淘汰国家方案年批准了中国消耗大气臭氧层物质逐步淘汰国家方案。(1)对对CFCs，包括包括R1l、R12
5、、Rl13、R1l4、Rl15等氯氟烃物等氯氟烃物质：质：1)对发达国家，规定从对发达国家，规定从1996年年1月月1日起完全停止生产与消日起完全停止生产与消费。费。2)对发展中国家对发展中国家(CFCs人均消耗量小于人均消耗量小于03kg)，最后停用最后停用的日期是的日期是2010年。年。(2)对对HCFCs，包括包括R22、Rl42b、Rl23等：等：1)对发达国家，从对发达国家，从1996年起冻结生产量，年起冻结生产量，2004年开始削减，年开始削减，至至2020年完全停用。年完全停用。2)对发展中国家，从对发展中国家，从2016年开始冻结生产量，年开始冻结生产量，2040年完年完全停用
6、。全停用。第四页，讲稿共五十二页哦对制冷剂的要求对制冷剂的要求:1、临界温度高，在常温下能液化。、临界温度高，在常温下能液化。2、适用的饱和压力、适用的饱和压力，冷凝压力不宜过高，蒸发压力最好不低于，冷凝压力不宜过高，蒸发压力最好不低于大气压力。大气压力。3、汽化潜热大，以减少系统中的制冷剂循环量。、汽化潜热大，以减少系统中的制冷剂循环量。4、气体比容要小，以减少压缩机的几何尺寸。、气体比容要小，以减少压缩机的几何尺寸。5、导热系数大，以提高换热器的传热系数。、导热系数大，以提高换热器的传热系数。6、绝热指数小，以减少压缩机功耗和降低排气温度。、绝热指数小，以减少压缩机功耗和降低排气温度。7、
7、粘度、密度小，以减小流动阻力。、粘度、密度小，以减小流动阻力。8、液体比热小，以减小节流损失。、液体比热小，以减小节流损失。9、循环的热力学完善度尽可能大。、循环的热力学完善度尽可能大。10、化学稳定性好、化学稳定性好，不与金属发生作用，不与润滑油起化，不与金属发生作用，不与润滑油起化学反应，高温下不分解。学反应，高温下不分解。11、不燃烧，不爆炸，无毒，对人体无害。、不燃烧，不爆炸，无毒，对人体无害。12、对大气环境没有破坏作用（臭氧层、温室）、对大气环境没有破坏作用（臭氧层、温室）13、便宜易得。便宜易得。第五页，讲稿共五十二页哦二、制冷剂的命名二、制冷剂的命名 1.无机化合物无机化合物:
8、无机化合物的简写符号规定为无机化合物的简写符号规定为R7（）。括号代（）。括号代表一组数字，这组数字是该无机物分子量的整数部分。表一组数字，这组数字是该无机物分子量的整数部分。例如：例如：分子量的整数部分分别为分子量的整数部分分别为17,18,44符号表示为符号表示为:R717,R718,R744 2.氟利昂及烷烃类氟利昂及烷烃类:烷烃类化合物的分子通式为烷烃类化合物的分子通式为卤代烃的分子通式为卤代烃的分子通式为 ,它们的简写符号规定它们的简写符号规定为为 R(m-1)(n+1)(x)B(z)R(m-1)(n+1)(x)B(z)，每个括号是一个数字，该数字数值为零时省去写每个括号是一个数字，
9、该数字数值为零时省去写,如：如：二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷 （R12)、四氟乙烷、四氟乙烷 (R134a)、二氟一氯甲烷二氟一氯甲烷 （R22)、一氟三氯甲烷、一氟三氯甲烷 (R11)等。等。第六页，讲稿共五十二页哦3.非共沸制冷剂的简写符号为非共沸制冷剂的简写符号为R4()，如：，如：R400,R401,等。等。4.共沸制冷剂的简写符号为共沸制冷剂的简写符号为R5(),如：如：R500,R501,等。等。5.环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物其简写环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物其简写符号规定：环烷烃及环烷烃的卤代物用字母符号规定：环烷烃及环烷烃的卤代物用字母“RC开头，链烯烃及链烯烃的卤代物用字母
10、开头，链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头，其后的数字排写规则与氟利昂及开头，其后的数字排写规则与氟利昂及烷烃类符号表示中的数字排写规则相同。烷烃类符号表示中的数字排写规则相同。6.有机氧化物、脂肪族胺，他们用有机氧化物、脂肪族胺，他们用R6开头，开头，其后的数字是任选的。例如，乙醚为其后的数字是任选的。例如，乙醚为R610，甲酸甲酯为甲酸甲酯为R611，甲胺为甲胺为R630，乙胺为乙胺为R631。第七页，讲稿共五十二页哦第八页，讲稿共五十二页哦第九页，讲稿共五十二页哦第十页，讲稿共五十二页哦第十一页，讲稿共五十二页哦第二节第二节 制冷剂的热物性参数及其计算方法制冷剂的热物性参数及其计算方
11、法 制冷剂的常用热力学性质包括压力、温度、比制冷剂的常用热力学性质包括压力、温度、比体积、比内能、比焓、比熵、比热容、声速等，体积、比内能、比焓、比熵、比热容、声速等，它们都是状态参数，彼此之间存在一定的函数它们都是状态参数，彼此之间存在一定的函数关系。关系。制冷剂的热力学参数之间的关系是通过实验方制冷剂的热力学参数之间的关系是通过实验方法测定出来的，表法测定出来的，表2-3给出了一些制冷剂最基给出了一些制冷剂最基本的热力学性质数据。本的热力学性质数据。导出热力学量则是通过热力学关系式计算得到的。导出热力学量则是通过热力学关系式计算得到的。它们常被表示成两种形式：一种是热力学性质它们常被表示成
12、两种形式：一种是热力学性质图和表，另一种是参数关系方程式。图和表，另一种是参数关系方程式。一、参数关系方程式一、参数关系方程式第十二页，讲稿共五十二页哦1.压缩性系数压缩性系数Z 压缩性系数压缩性系数 Z为无量纲量，它是温度和压力的函数。可用实验测定，为无量纲量，它是温度和压力的函数。可用实验测定，也可用状态方程计算。也可用状态方程计算。式中，式中，R 为摩尔气体常数，也称通用气体常数或理想气体常数，它与气体为摩尔气体常数，也称通用气体常数或理想气体常数，它与气体的种类无关，的种类无关，2.饱和蒸气压饱和蒸气压常用的蒸气压经验公式常用的蒸气压经验公式:式中，式中，是对比压力，是对比压力，是对比
13、温度，是对比温度，(是实际气体无因次的重是实际气体无因次的重要基本对比状态参数。其值分别等于气体所处实际状态下的绝对温度、要基本对比状态参数。其值分别等于气体所处实际状态下的绝对温度、压力与其临界温度、压力的比值。）压力与其临界温度、压力的比值。）是拟合所得到的常数，表是拟合所得到的常数，表2-5给出了部分制冷剂的给出了部分制冷剂的常数值。常数值。第十三页，讲稿共五十二页哦3.气化热气化热4.比热容比热容5.液体的密度液体的密度 式中，式中，是临界密度，是临界密度，是正常沸点时的密度，是正常沸点时的密度，是临界压缩因子，是临界压缩因子，是对比温度，是对比温度，是正常沸点对比温度。是正常沸点对比
14、温度。第十四页，讲稿共五十二页哦第十五页，讲稿共五十二页哦第十六页，讲稿共五十二页哦第三节第三节 制冷剂的物理化学性质及其应用制冷剂的物理化学性质及其应用 在选用制冷剂时，除了要考虑热力性质外，还须要考虑制在选用制冷剂时，除了要考虑热力性质外，还须要考虑制冷剂的物理化学性质，如毒性、燃烧性、爆炸性、与金属材冷剂的物理化学性质，如毒性、燃烧性、爆炸性、与金属材料的作用、与润滑油的作用、与大气环境的料的作用、与润滑油的作用、与大气环境的“友好性友好性”等因等因素。素。一、安全性一、安全性 安全性对操作人员是非常重要的，尤其是在制冷机长安全性对操作人员是非常重要的，尤其是在制冷机长期连续运转的情况下
15、，制冷剂的毒性、燃烧性和爆炸性期连续运转的情况下，制冷剂的毒性、燃烧性和爆炸性都是评价制冷剂安全程度的性质，各国都规定了最低安都是评价制冷剂安全程度的性质，各国都规定了最低安全程度的标准，如全程度的标准，如ANSIASHRAEl51992等。等。1毒性毒性 毒性通常是根据对动物的试验和对人的影响的资料来毒性通常是根据对动物的试验和对人的影响的资料来确定的。确定的。TLVs(Threshold Limit Values)指标作为毒性指标作为毒性标准，标准，美国杜邦公司用美国杜邦公司用AEL（Allowable Exposure Limit)作为毒性标准。如这些指标的数值为作为毒性标准。如这些指标
16、的数值为1000或或1000以上，则可认为这种制冷剂是无毒的。以上，则可认为这种制冷剂是无毒的。第十七页，讲稿共五十二页哦2燃烧性和爆炸性燃烧性和爆炸性 各各种种制制冷冷剂剂的的燃燃烧烧性性和和爆爆炸炸性性差差别别很很大大。易易燃燃的的制制冷冷剂剂在在空空气气中中的的含含量量达达到到一一定定范范围围时时，遇遇明明火就会产生爆炸。火就会产生爆炸。第十八页，讲稿共五十二页哦3 3安全分类安全分类 以以前前对对制制冷冷剂剂的的安安全全性性分分别别以以毒毒性性和和可可燃燃性性作作出出规规定定，最最 近近 国国 际际 标标 准准IS0514993IS0514993和和 美美 国国 标标 准准ANSI/A
17、SHRAE34-92ANSI/ASHRAE34-92对对制制冷冷剂剂的的安安全全分分类类作作了了较较大大的的调调整整，将将毒毒性性与与可可燃燃性性合合在在一一起起，规规定定了了6 6个个安安全全等等级，级，第十九页，讲稿共五十二页哦第二十页，讲稿共五十二页哦二、热稳定性二、热稳定性 在温度较高又有油、钢铁、铜存在时在温度较高又有油、钢铁、铜存在时,长时长时间使用会发生变质甚至热解。例如：间使用会发生变质甚至热解。例如：氨：当温度超过氨：当温度超过250时分解成氮和氢。时分解成氮和氢。丙烷：当含有氧气时，在丙烷：当含有氧气时，在460 时开始分解，时开始分解，660 时分解时分解43，830 时
18、完全分解。时完全分解。R12：在与铁、铜等金属接触时，在在与铁、铜等金属接触时，在410-430 时分解，并生成氢、氟和极毒的光气。时分解，并生成氢、氟和极毒的光气。R22：在与铁相接触时在与铁相接触时550 开始分解。开始分解。第二十一页，讲稿共五十二页哦 三、对材料的作用三、对材料的作用 碳氢化合物制冷剂对金属无腐蚀作用。碳氢化合物制冷剂对金属无腐蚀作用。卤素化合物制冷剂在正常情况下与大多数常用金属材料不卤素化合物制冷剂在正常情况下与大多数常用金属材料不起作用。但在某种情况下，一些材料将会和制冷剂发生作起作用。但在某种情况下，一些材料将会和制冷剂发生作用，例如水解作用、分解作用等。用，例如
19、水解作用、分解作用等。制冷剂与金属材料接触时发生分解作用强弱程度的次制冷剂与金属材料接触时发生分解作用强弱程度的次序序(从弱到强从弱到强)是是:铬镍铁耐热合金、不锈钢、镍、紫铜、铝、青铬镍铁耐热合金、不锈钢、镍、紫铜、铝、青 铜、锌、银铜、锌、银(分解作用最大分解作用最大)。含镁量超过约含镁量超过约2的镁锌铝合金不能用在卤素化合物制的镁锌铝合金不能用在卤素化合物制冷剂的制冷机中，因为若有微量水分存在时就会引起腐冷剂的制冷机中，因为若有微量水分存在时就会引起腐蚀。有水分存在时，氟利昂水解成酸性物质，对金属有蚀。有水分存在时，氟利昂水解成酸性物质，对金属有腐蚀作用。腐蚀作用。第二十二页，讲稿共五十
20、二页哦氟利昂与润滑油的混合物能够水解铜。当制冷剂在系统中氟利昂与润滑油的混合物能够水解铜。当制冷剂在系统中与铜或铜合金部件接触时，铜便溶解到混合物中，当和与铜或铜合金部件接触时，铜便溶解到混合物中，当和钢或铸铁部件接触时，铜离子又会析出沉浸在钢铁部件钢或铸铁部件接触时，铜离子又会析出沉浸在钢铁部件上，形成一层铜膜，这就是所谓的上，形成一层铜膜，这就是所谓的“镀铜镀铜”现象。这对现象。这对制冷机的运行极为不利，因此，制冷系统中应尽量避免制冷机的运行极为不利，因此，制冷系统中应尽量避免有水分存在。有水分存在。氨制冷机中不适合用黄铜、紫铜和其他铜合金，因为有水氨制冷机中不适合用黄铜、紫铜和其他铜合金
21、，因为有水分时要引起腐蚀。但磷青铜与氨不起作用。分时要引起腐蚀。但磷青铜与氨不起作用。某些非金属材料，如一般的橡胶、塑料等，与氟利昂制冷某些非金属材料，如一般的橡胶、塑料等，与氟利昂制冷剂会起作用。橡胶与氟利昂相接触时，会发生溶解；而剂会起作用。橡胶与氟利昂相接触时，会发生溶解；而对塑料等高分子化合物则会起对塑料等高分子化合物则会起“膨润膨润”作用作用(变软、膨胀变软、膨胀和起泡和起泡)，在制冷系统中要选用特殊的橡胶或塑料。，在制冷系统中要选用特殊的橡胶或塑料。第二十三页，讲稿共五十二页哦四、对润滑油的互溶性四、对润滑油的互溶性 在大多数制冷机里，工质与润滑油相互接触在大多数制冷机里，工质与润
22、滑油相互接触是不可避免的。各种工质与润滑油之间的溶解是不可避免的。各种工质与润滑油之间的溶解程度不同。有的完全互溶，有的几乎不溶解，程度不同。有的完全互溶，有的几乎不溶解，而有的是部分溶解。而有的是部分溶解。若制冷工质与油不相溶解，若制冷工质与油不相溶解，可以从冷凝器或贮液器中将油分离出来，避免可以从冷凝器或贮液器中将油分离出来，避免将油带人蒸发器中，降低传热效果。制冷工质将油带人蒸发器中，降低传热效果。制冷工质与油溶解会使润滑油变稀，影响润滑作用，且与油溶解会使润滑油变稀，影响润滑作用，且油会被带入蒸发器中，影响到传热效果。油会被带入蒸发器中，影响到传热效果。第二十四页，讲稿共五十二页哦 五
23、、对水的溶解性五、对水的溶解性 不同制冷剂溶解水的能力不同。不同制冷剂溶解水的能力不同。氨可以溶解比它本身大许多倍的水，生成的氨可以溶解比它本身大许多倍的水，生成的溶液冰点比水的冰点低。因此在运转的制冷系溶液冰点比水的冰点低。因此在运转的制冷系统中不会引起结冰而堵塞管道通路，但会对金统中不会引起结冰而堵塞管道通路，但会对金属材料引起腐蚀。属材料引起腐蚀。氟利昂很难与水溶解，烃类制冷剂也难于溶氟利昂很难与水溶解，烃类制冷剂也难于溶解于水。当温度降到解于水。当温度降到0以下时，水就会结成以下时，水就会结成冰，堵塞节流阀或毛细管的通道，形成冰，堵塞节流阀或毛细管的通道，形成“冰堵冰堵”，致使制冷机不
24、能正常工作。，致使制冷机不能正常工作。水溶解制冷剂后会发生水解作用，生成酸性水溶解制冷剂后会发生水解作用，生成酸性产物，腐蚀金属材料。产物，腐蚀金属材料。氟利昂制冷系统中不允许有游离的水存在。氟利昂制冷系统中不允许有游离的水存在。第二十五页，讲稿共五十二页哦六、泄漏性六、泄漏性 制冷机工作时不允许有制冷剂向系统外泄漏。制冷机工作时不允许有制冷剂向系统外泄漏。氨有强烈的臭气，人们依靠嗅觉就容易判别是否有泄漏。氨有强烈的臭气，人们依靠嗅觉就容易判别是否有泄漏。由于氨极易溶于水，因此不能用肥皂水检漏。通常用酚酞由于氨极易溶于水，因此不能用肥皂水检漏。通常用酚酞试剂和试纸检漏，如有泄漏，试剂或试纸会变
25、成红色；试剂和试纸检漏，如有泄漏，试剂或试纸会变成红色；氟利昂是无色无臭的物质，泄漏时不易发觉。检漏的方法氟利昂是无色无臭的物质，泄漏时不易发觉。检漏的方法有卤素喷灯和电子检漏仪两种。有卤素喷灯和电子检漏仪两种。卤素喷灯是通过燃烧酒精去加热一块紫铜，空气被吸人喷卤素喷灯是通过燃烧酒精去加热一块紫铜，空气被吸人喷灯，当空气内含有氟利昂时气流与紫铜接触就会发生分解，灯，当空气内含有氟利昂时气流与紫铜接触就会发生分解，并使燃烧的火焰变成黄绿色并使燃烧的火焰变成黄绿色(当泄漏量小时当泄漏量小时)或紫色或紫色(当泄漏量当泄漏量大时大时)。用电子检漏仪检漏是一种较精密的方法。仪器中有一对用电子检漏仪检漏是
26、一种较精密的方法。仪器中有一对铂电极，空气由风机吸人并流过电极，当含有氟利昂时铂电极，空气由风机吸人并流过电极，当含有氟利昂时电极之间的导电率会发生变化，通过电流计可以反映出电极之间的导电率会发生变化，通过电流计可以反映出来。来。第二十六页，讲稿共五十二页哦七、制冷剂与大气环境七、制冷剂与大气环境 氟氟利利昂昂类类制制冷冷剂剂中中，凡凡分分子子内内含含有有氯氯或或溴溴原原子子的的制制冷冷剂剂对对大大气气臭臭氧氧层层有有潜潜在在的的消消耗耗能能力力。为为描描述述对对臭臭氧氧的的消消耗耗特特征征及及其其强强度度分分布布，通通常常使使 用用 ODPODP值值。ODPODP值值(Ozone Ozone
27、 Depletion Depletion Potential)Potential)表表示示对对大大气气臭臭氧氧层层消消耗耗的的潜潜能能值值，以以Rll(CFCll)Rll(CFCll)作为基准值，其值规定为作为基准值，其值规定为1.01.0。这这类类制制冷冷剂剂不不仅仅要要破破坏坏大大气气臭臭氧氧层层，还还具具有有全全球球变变暖暖潜潜能能(Global Global Warming Warming PotentialPotential，简简称称GWP)GWP)。具具有有全全球球变变暖暖效效应应的的气气体体称称为为温温室室气气体体。人人们们曾曾选选用用R11(CFC-11)R11(CFC-11)
28、作作为为基基准准，其其值值为为1.01.0，符符号号为为HGWPHGWP。也也曾曾用用二二氧氧化化碳碳作作为为基基准准，规规定定二二氧化碳的氧化碳的值为值为1.01.0，其符号其符号为为GWPGWP。第二十七页，讲稿共五十二页哦第二十八页，讲稿共五十二页哦第二十九页，讲稿共五十二页哦总总 等等 效效 温温 室室 效效 应应 TEWlTEWl(Total Total Equivalent Equivalent Warming ImpactWarming Impact，)TEWITEWI包括两部分：包括两部分：第第一一部部分分是是直直接接温温室室效效(Direct Direct Warming W
29、arming Impact)Impact)，它它是是指指温温室室气气体体的的排排放放、泄泄漏漏以以及及系系统统维维修修或或报报废废时时进进入入大大气气后后对对大大气气温温室室效效应应的的影影响响，可可以以表表示示为为温温室室气气体体的的GWPGWP值值与与排排放放总和的乘积；总和的乘积；第第二二部部分分是是间间接接温温室室效效应应(Indirect Indirect Warming Warming Impact)Impact)，它它是是指指使使用用这这些些温温室室气气体体(主主要要是是制制冷冷剂剂)的的装装置置因因耗耗能能(主主要要指指电电能能和和燃燃烧烧化化石石燃燃料料)引起的二氧化碳排放所
30、带来的温室效应。引起的二氧化碳排放所带来的温室效应。第三十页，讲稿共五十二页哦第四节第四节 常用制冷剂常用制冷剂 一、无机物一、无机物 R717(R717(氨氨)氨氨是应用较广的中温制冷剂。沸点是应用较广的中温制冷剂。沸点-33.3-33.3，凝固点，凝固点-77.977.9。氨具有氨具有较较好的好的热热力学性力学性质质和和热热物理性物理性质质，在常温，在常温和普通低温范和普通低温范围围内内压压力比力比较较适中。适中。单单位位容容积积制冷量大，粘制冷量大，粘性小，流性小，流动动阻力小，阻力小，传热传热性能好。性能好。氨氨对对人体有人体有较较大的毒性大的毒性（容积浓度达到（容积浓度达到0.50.
31、5-0.6 0.6时）、时）、一定的可燃性一定的可燃性（1111-14-14可点燃、可点燃、16 16-25-25可爆炸）、可爆炸）、强强烈烈的刺激性臭味的刺激性臭味。氨能以任意比例与水相互溶解。氨能以任意比例与水相互溶解。氨在氨在矿矿物油中的溶解度很小物油中的溶解度很小。氨对钢铁不起腐蚀作用，但当含有水分时将要腐蚀锌、氨对钢铁不起腐蚀作用，但当含有水分时将要腐蚀锌、铜、青铜及其他铜合金，但不腐蚀磷青铜。铜、青铜及其他铜合金，但不腐蚀磷青铜。第三十一页，讲稿共五十二页哦二、氟利昂二、氟利昂1 1R134aR134a （四氟乙烷，）作为（四氟乙烷，）作为（四氟乙烷，）作为（四氟乙烷，）作为R12
32、R12的替代制冷剂而提出，它的许多特性与的替代制冷剂而提出，它的许多特性与的替代制冷剂而提出，它的许多特性与的替代制冷剂而提出，它的许多特性与R12R12很接近。很接近。很接近。很接近。R134a 的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别为的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别为的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别为的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别为 A1A1 ，是很安全的制，是很安全的制，是很安全的制，是很安全的制冷剂。冷剂。冷剂。冷剂。与与与与R12R12相比，相比，相比，相比，R134aR134a具有优良的迁移性质，其液体及气体的热导率显著高于具有优良的迁移性质，其液体及气体的热导
33、率显著高于具有优良的迁移性质，其液体及气体的热导率显著高于具有优良的迁移性质，其液体及气体的热导率显著高于R12R12 。研究表明在蒸发器和冷凝器中，。研究表明在蒸发器和冷凝器中，。研究表明在蒸发器和冷凝器中，。研究表明在蒸发器和冷凝器中，R134aR134a的传热系数比的传热系数比的传热系数比的传热系数比 R12 R12 分别要高分别要高分别要高分别要高35%40%35%40%和和和和25%35%25%35%。R134aR134a与矿物油不相溶，但在温度较高时能完全溶解于多元烷基醇与矿物油不相溶，但在温度较高时能完全溶解于多元烷基醇与矿物油不相溶，但在温度较高时能完全溶解于多元烷基醇与矿物油
34、不相溶，但在温度较高时能完全溶解于多元烷基醇类和多元醇酯类合成润滑油；在温度较低时，只能溶解于类和多元醇酯类合成润滑油；在温度较低时，只能溶解于类和多元醇酯类合成润滑油；在温度较低时，只能溶解于类和多元醇酯类合成润滑油；在温度较低时，只能溶解于POEPOE合成润滑油。合成润滑油。合成润滑油。合成润滑油。R134aR134a的化学稳定性很好，然而由于它的溶水性比的化学稳定性很好，然而由于它的溶水性比的化学稳定性很好，然而由于它的溶水性比的化学稳定性很好，然而由于它的溶水性比R12R12要强的多，这对制要强的多，这对制要强的多，这对制要强的多，这对制冷系统很不利。即使少量水分存在，在润滑油等的一起
35、作用下，将会产生酸、冷系统很不利。即使少量水分存在，在润滑油等的一起作用下，将会产生酸、冷系统很不利。即使少量水分存在，在润滑油等的一起作用下，将会产生酸、冷系统很不利。即使少量水分存在，在润滑油等的一起作用下，将会产生酸、coco或或或或 将对金属产生腐蚀作用，或产生将对金属产生腐蚀作用，或产生将对金属产生腐蚀作用，或产生将对金属产生腐蚀作用，或产生“镀铜镀铜镀铜镀铜”现象。因此，现象。因此，现象。因此，现象。因此，R134aR134a 对对对对系统的干燥和清洁性要求更高。而且，不能用与系统的干燥和清洁性要求更高。而且，不能用与系统的干燥和清洁性要求更高。而且，不能用与系统的干燥和清洁性要求
36、更高。而且，不能用与R12R12相同的干燥剂，必须用与相同的干燥剂，必须用与相同的干燥剂，必须用与相同的干燥剂，必须用与R134aR134a相容的干燥剂，如相容的干燥剂，如相容的干燥剂，如相容的干燥剂，如XH-7XH-7或或或或XH-9XH-9型分子筛。型分子筛。型分子筛。型分子筛。第三十二页，讲稿共五十二页哦 R134a R134a对钢、铁、铜、铝等金属均未发现有相互化学反应的现象，仅对对钢、铁、铜、铝等金属均未发现有相互化学反应的现象，仅对对钢、铁、铜、铝等金属均未发现有相互化学反应的现象，仅对对钢、铁、铜、铝等金属均未发现有相互化学反应的现象，仅对锌有轻微的作用。对塑料无显著影响，除了对
37、聚苯乙烯稍有影响外，其锌有轻微的作用。对塑料无显著影响，除了对聚苯乙烯稍有影响外，其锌有轻微的作用。对塑料无显著影响，除了对聚苯乙烯稍有影响外，其锌有轻微的作用。对塑料无显著影响，除了对聚苯乙烯稍有影响外，其他的大多可用。和塑料相比，合成橡胶受他的大多可用。和塑料相比，合成橡胶受他的大多可用。和塑料相比，合成橡胶受他的大多可用。和塑料相比，合成橡胶受R134aR134a的影响略大，特别是氟橡的影响略大，特别是氟橡的影响略大，特别是氟橡的影响略大，特别是氟橡胶。胶。胶。胶。与其他与其他与其他与其他HFCHFC类制冷剂一样，类制冷剂一样，类制冷剂一样，类制冷剂一样，R134aR134a分子中不存在
38、氯原子，不能用传统分子中不存在氯原子，不能用传统分子中不存在氯原子，不能用传统分子中不存在氯原子，不能用传统电子检漏仪检漏，而应该用专门适合于电子检漏仪检漏，而应该用专门适合于电子检漏仪检漏，而应该用专门适合于电子检漏仪检漏，而应该用专门适合于R134aR134a 的检漏仪检漏。的检漏仪检漏。的检漏仪检漏。的检漏仪检漏。2 2R22R22（二氟一氯甲烷，）也是较常用的中温制冷剂，在相同的蒸发温度二氟一氯甲烷，）也是较常用的中温制冷剂，在相同的蒸发温度二氟一氯甲烷，）也是较常用的中温制冷剂，在相同的蒸发温度二氟一氯甲烷，）也是较常用的中温制冷剂，在相同的蒸发温度和冷凝温度下，和冷凝温度下，和冷凝
39、温度下，和冷凝温度下，R22R22比比比比R12R12的压力要高的压力要高的压力要高的压力要高65%65%左右。左右。左右。左右。R22R22的沸点为的沸点为的沸点为的沸点为 凝固点凝固点凝固点凝固点 。它在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨差不多，比。它在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨差不多，比。它在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨差不多，比。它在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨差不多，比R12R12要大，压缩终要大，压缩终要大，压缩终要大，压缩终温介于氨和温介于氨和温介于氨和温介于氨和R12R12之间，能制取的最低蒸发温度为之间，能制取的最低蒸发温度为之间，能制取的最低蒸发
40、温度为之间，能制取的最低蒸发温度为 。R22无色，无味，不燃烧，不爆炸，毒性比无色，无味，不燃烧，不爆炸，毒性比无色，无味，不燃烧，不爆炸，毒性比无色，无味，不燃烧，不爆炸，毒性比R12 R12 略大，但仍然是安全的制略大，但仍然是安全的制略大，但仍然是安全的制略大，但仍然是安全的制冷剂，安全分类为冷剂，安全分类为冷剂，安全分类为冷剂，安全分类为A1 A1。它的传热性能与。它的传热性能与。它的传热性能与。它的传热性能与R12R12差不多，流动性比差不多，流动性比差不多，流动性比差不多，流动性比R12R12好；溶好；溶好；溶好；溶水性比水性比水性比水性比R12R12稍大，但仍然属于不溶于水的物质
41、。对稍大，但仍然属于不溶于水的物质。对稍大，但仍然属于不溶于水的物质。对稍大，但仍然属于不溶于水的物质。对R22 R22，含水量仍然限制在，含水量仍然限制在，含水量仍然限制在，含水量仍然限制在0.01%0.01%以内。同时系统内应装设干燥器。以内。同时系统内应装设干燥器。以内。同时系统内应装设干燥器。以内。同时系统内应装设干燥器。R22R22化学性质不如化学性质不如化学性质不如化学性质不如R12R12稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料可采用氯乙醇橡胶。可采用氯乙醇橡胶。
42、可采用氯乙醇橡胶。可采用氯乙醇橡胶。第三十三页，讲稿共五十二页哦 R22能够部分地与矿物油相互溶解，而且其溶解度随着矿物油的种类及温度而能够部分地与矿物油相互溶解，而且其溶解度随着矿物油的种类及温度而变。矿物油在变。矿物油在R22制冷系统各部分中产生不同的影响。在冷凝器中，矿物油制冷系统各部分中产生不同的影响。在冷凝器中，矿物油将溶解于液体中，不易在传热表面形成油膜而影响传热。在贮液器中，将溶解于液体中，不易在传热表面形成油膜而影响传热。在贮液器中，R22液体与油形成基本上是均匀的溶液液体与油形成基本上是均匀的溶液而不会出现分层现象。因而不可能从贮液器中将油分离出来。矿物油与而不会出现分层现象
43、。因而不可能从贮液器中将油分离出来。矿物油与R22一同进入到蒸发器后，对于满液式蒸发器来说，随着一同进入到蒸发器后，对于满液式蒸发器来说，随着R22 的不断蒸发，矿物油在其中越积越多，使蒸发温度提高，传热系数降低。因此，的不断蒸发，矿物油在其中越积越多，使蒸发温度提高，传热系数降低。因此，在氟利昂制冷机中，一般采用蛇管式蒸发器（或管内蒸发的壳管式蒸发器），在氟利昂制冷机中，一般采用蛇管式蒸发器（或管内蒸发的壳管式蒸发器），而且液体从上面供入，蒸气从下边引出，使矿物油与蒸气一同返回压缩机中。而且液体从上面供入，蒸气从下边引出，使矿物油与蒸气一同返回压缩机中。在压缩机的曲轴箱里，油中会溶解在压缩机
44、的曲轴箱里，油中会溶解R22。机器停用时，曲轴箱内压力升高，油中。机器停用时，曲轴箱内压力升高，油中的的R22溶解量增多。当压缩机起动时，曲轴箱内的压力降低到蒸发压力，溶解量增多。当压缩机起动时，曲轴箱内的压力降低到蒸发压力，油中油中的的R22会大量蒸发出来，使油起泡，这将影响油泵的工作。所以较大容量会大量蒸发出来，使油起泡，这将影响油泵的工作。所以较大容量的的R22制冷机在起动前需先对曲轴箱内的油加热，让制冷机在起动前需先对曲轴箱内的油加热，让R22先蒸发掉。先蒸发掉。R22对金属与非金属的作用与对金属与非金属的作用与R12相似，其泄漏特性也与相似，其泄漏特性也与R12相似。相似。R22属于
45、属于HCFC类制冷剂，将要被限制和禁止使用。类制冷剂，将要被限制和禁止使用。第三十四页，讲稿共五十二页哦三、碳氢化合物三、碳氢化合物 R600a 常用的碳氢化合物制冷剂为常用的碳氢化合物制冷剂为R600a（异丁烷（异丁烷）R600a的沸点为的沸点为 ，凝固点，凝固点 ，曾在，曾在19201930年作为小型年作为小型制冷装置的制冷剂，后由于可燃性等原因，被氟利昂制冷剂取代了。在制冷装置的制冷剂，后由于可燃性等原因，被氟利昂制冷剂取代了。在CFCs制冷剂会破坏大气臭氧层的问题出来后，作为自然制冷剂的制冷剂会破坏大气臭氧层的问题出来后，作为自然制冷剂的R600a又重又重新得到重视。尽管新得到重视。尽
46、管R134a在许多方面表现出作为在许多方面表现出作为R12替代制冷剂的优越性，替代制冷剂的优越性，但它仍有较高的但它仍有较高的GWP值，因此，许多人提倡在制冷温度较低场合（如电冰值，因此，许多人提倡在制冷温度较低场合（如电冰箱）用箱）用R600a作为的永久替代物。作为的永久替代物。R600a的临界压力比的临界压力比R12低、临界温度及低、临界温度及临界比体积均比临界比体积均比R12高，标准沸点高于高，标准沸点高于R12约约 ，饱和蒸气压比，饱和蒸气压比R12低。在一般情况下低。在一般情况下R600a的压比要高于的压比要高于R12，且容积制冷量要小于，且容积制冷量要小于R12。为。为了使制冷系统
47、能达到与了使制冷系统能达到与R12相近的制冷能力，应选用排气量较大的制冷压缩相近的制冷能力，应选用排气量较大的制冷压缩机。但它的排气温度比机。但它的排气温度比R12低，后者对压缩机工作更有利。两者的粘性相差不低，后者对压缩机工作更有利。两者的粘性相差不大。大。R600a的毒性非常低，但在空气中可燃，因此安全类别为的毒性非常低，但在空气中可燃，因此安全类别为A3，在使用，在使用R600a 的场合要注意防火防爆。当制冷温度较低（低于的场合要注意防火防爆。当制冷温度较低（低于 ）时，制）时，制冷系统的低压侧处于负压状态，外界空气有可能要泄漏进去。因此，使冷系统的低压侧处于负压状态，外界空气有可能要泄
48、漏进去。因此，使用用R600a 作制冷剂的系统，其电器绝缘要求较一般系统要高，以免产生电火花作制冷剂的系统，其电器绝缘要求较一般系统要高，以免产生电火花引起爆炸。引起爆炸。第三十五页，讲稿共五十二页哦 R600a与矿物油能很好互溶，不需价格昂贵的合成润滑油。与矿物油能很好互溶，不需价格昂贵的合成润滑油。除可燃外，除可燃外，R600a与其他物质的化学相溶性很好，而与水的溶解性很差，这与其他物质的化学相溶性很好，而与水的溶解性很差，这对制冷系统很有利。但为了防止对制冷系统很有利。但为了防止“冰堵冰堵”现象，制冷剂允许含水量较低，对现象，制冷剂允许含水量较低，对除水要求相对较高。此外，除水要求相对较
49、高。此外，R600a的检漏不能用传统的检漏仪检漏，而应该用的检漏不能用传统的检漏仪检漏，而应该用专门适合于专门适合于R600a的检漏仪检漏。的检漏仪检漏。第三十六页，讲稿共五十二页哦四、混合制冷剂四、混合制冷剂(一一)共沸混合制冷剂共沸混合制冷剂R5()的特点：的特点：1在一定的蒸发压力下蒸发时，具有几乎不变在一定的蒸发压力下蒸发时，具有几乎不变的蒸发温度，而且蒸发温度一般比组成它的单的蒸发温度，而且蒸发温度一般比组成它的单组分的蒸发温度低。组分的蒸发温度低。2在一定的蒸发温度下，共沸制冷剂的单位容在一定的蒸发温度下，共沸制冷剂的单位容积制冷量比组成它的单一制冷剂的容积制冷量积制冷量比组成它的
50、单一制冷剂的容积制冷量要大。要大。3共沸制冷剂的化学稳定性较组成它的单一制共沸制冷剂的化学稳定性较组成它的单一制冷剂好。冷剂好。4 4在在全全封封闭闭和和半半封封闭闭压压缩缩机机中中，采采用用共共沸沸制制冷冷剂剂可可使使电电动动机机得得到到更更好好的的冷冷却却，电电动动机机绕组温升减小。绕组温升减小。第三十七页，讲稿共五十二页哦第三十八页，讲稿共五十二页哦(二二)非共沸混合制冷剂非共沸混合制冷剂 R4()R4()的特点：的特点：非非共共沸沸混混合合制制冷冷剂剂没没有有共共沸沸点点。在在定定压压下下蒸蒸发发或或凝凝结结时时，气气相相和和液液相相的的成成分分不不同同，温温度度也也在不断变化。在不断