1、制冷技术与应用,第二章岳孝方 陈汝冬编著,2019/2/5,2,第二章 制冷剂与载冷剂,制冷剂制冷工质，在制冷系统中完成制冷循环的工作介质， 制冷循环中通过制冷剂液体在蒸发器中吸热蒸发，在冷凝器中放热冷凝进行制冷循环 载冷剂又称为冷媒，起到输送冷量的作用。有载冷剂的系统称为间接制冷系统，没有载冷剂的系统称为直接蒸发制冷系统。,2019/2/5,3,第一节 制冷剂,制冷剂的基本要求 1.制冷剂压力适中：低压不低于大气压；高压不太高。 2.单位容积制冷量大，使机组尺寸小 3.临界温度高，凝固温度低 4.粘度、密度小，减少流动阻力 5.导热系数大。提高传热效率，减少传热面积 6.对材料无腐蚀，与润滑
2、油不起化学作用 7.对人体无害，无爆炸和燃烧 价格便宜，易得。,2019/2/5,4,二、制冷剂种类,1.无机化合物 氨、水等 命名：R7分子量 2.氟利昂饱和碳氢化合物的卤族衍生物 氟利昂d的化学分子式：CmHnFxClyBrz 命名：R( m-1 )(n +1)x 3.共沸溶液由两种或以上不同制冷剂按比例混合，显示出单一化合物的特性，具有一定的蒸发温度，R500R506 4.碳氢化合物甲烷、乙烷等,2019/2/5,5,三、常用制冷剂的性质,氨的主要特性 氨：具有良好的热力性质，压力适中，单位容积制冷量大常压下的蒸发压力为33.4，常用于冷库系统。 氨与水混溶在制冷系统中不会结冰但会腐蚀铜
3、与铜合金，磷青铜除外； 氨难溶于润滑油，在系统中容易与其分离，但油会积存在换热表面，影响传热； 氨有强烈的刺激性臭味，浓度达0.5即产生中毒，可燃，遇明火会爆炸 氨的绝热指数高，故压缩机的排气温度较高。,2019/2/5,6,氟利昂的主要特性,氟利昂的性能随其所含的氟、氯、氢的原子数变化，氢的含量少其可燃性减少，氯增加与明火会产生有毒的光气(COCl2)氟增加对人体无害，对金属的腐蚀减少。 氟利昂很难与水混溶，因此在制冷系统中会结冰堵塞管道，含水后对金属有腐蚀，还产生镀铜现象； 氟利昂可分为难溶于润滑油（R13，R14，R115），部分溶解（R22、R152、R502）和完全溶解（R11、 R
4、12、 R500 ）； 氟利昂是良好的有机溶剂，对高分子化合物会使其变软、起泡，注意选材。 氟利昂的绝热指数较低，故压缩机的排气温度较低，适用于离心式制冷机，无毒不燃烧，分子量大，极易泄漏，不易被发现，价格较贵。,2019/2/5,7,共沸溶液,共沸溶液是指由二种或以上的制冷剂混合而成的化合物，无法分离，具有同一个蒸发温度，对外表现出单质的性质。 R500：是由73.8%的R12和26.2的R152组成。与R12相比制冷量提高18%。 R502：是由48.8%的R22和51.2的R115组成。与R22相比制冷量提高13%。单级压缩制冷时，蒸发温度可达55。压缩后的排气温度较低。,2019/2/
5、5,8,常用的氟利昂制冷剂,R22(CHF2Cl1) 性能与氨接近，蒸发温度40.8，与油有限溶解，排气温度低于氨，常用于空气调节、冷藏系统 R134a（CH2FCF3）四氟乙烷。是R12的替代物。（东京会议提出由于其GWP较高，也不是十分理想的替代物）其物性与R12相近，标准蒸发温度26.2但是单位容积制冷量下降，并且容易产生镀铜现象， R134a与矿物油不相溶，多使用多元烷基醇类PAG和多元醇酯类POE的合成润滑油。,2019/2/5,9,第二节 载冷剂,用制冷剂直接冷却物体或空气的系统直接冷却；以制冷剂冷却中间介质，再由中间介质冷却被冷系统的间接冷却系统 载冷剂中间介质，又称冷媒 作用：
6、减少制冷剂的充注量并减少制冷剂的泄漏 由于增加了中间介质，制冷系统的蒸发温度比直接冷却系统低58。 举例说明（表1.1）,2019/2/5,10,对载冷剂的要求,载冷剂一般为液体，不易蒸发汽化 粘度小，传热性能好，化学稳定性好 无毒、对金属的腐蚀小，并无爆炸危险 价格低廉，易得。,2019/2/5,11,常用载冷剂,常用载冷剂有水、盐水、有机物甲醇乙醇等 水只使用在0以上的制冷系统，一般不低于5，常用于闭式和开式空调系统 盐水常用的有NaCl和CaCl2，分别可用在-15和30的低温系统，盐水有腐蚀性，通常用不锈钢或工程塑料制造系统 注意：盐水的凝固温度和溶解度，共晶点分别为21.2和55。一
7、般使制冷剂的蒸发温度高于其凝固温度58。见图2-5,2-6 有机载冷剂有甲醇、乙醇、乙二醇等，它们的凝固点低，对管道无腐蚀但价格较贵。,2019/2/5,12,第三节 润滑油,行业中通常叫冷冻油 在机组内起到五种作用：润滑摩擦表面，减少零件的磨损；冷却作用；带走金属杂质，起冲刷作用；对摩擦面起密封作用；用油压做液压传动的动力。 对润滑油的要求：有一定粘度；凝固点要低；不含水分、石蜡等杂质；与制冷剂有良好的兼容性及稳定性；绝缘耐电压高 冷冻油的分类：1.天然矿物油：有13#、18#、25#，第三种粘度最大2.人工合成油：聚酯类、聚醇类和极性合成碳氢化合物等,2019/2/5,13,四、氟氯碳化合
8、物的禁用及对策,ODP是大气臭氧层的衰减系数，GWP温室效应指数。 Chlorofluorocarbon CFCs 例：R11 R12 R13 R114等 Hydrochlorofluorocarbon HCFCs 例：R22 R502 Hydrofluorocarbon HFCs 例：R134a R143 R152,2019/2/5,14,四、氟氯碳化合物的禁用及对策,Chlorofluorocarbons CFCs，停用日期1996/2010 例：R11 R12 R13 R114等 Hydrochlorofluorocarbon HCFCs停用日期1996年冻结产量，2004年开始削减，2
9、020年停用/2004年冻结产量，2040年停用 例：R22 R142b R123 R502等 Hydrofluorocarbon HFCs 例：R134a R143a R23,32 R152a等,2019/2/5,15,习题解答,如何根据化学分子式书写制冷剂的代号？ 制冷剂大致分为哪三类？ 何种氟利昂制冷剂会危害大气臭氧层？哪种氟利昂对大气层没有危害？ 如何选择盐水的浓度？,2019/2/5,16,R22性质,二氟一氯甲烷（R22） 一、分子式： CHCLF2 商品编码：29034910 危编号：1018 危险级别：2.2 二、物理性质：为无色、无味、不燃烧、不爆炸、毒性比R12略大，但仍然
10、是安全的制冷剂，安全分类为A1 分子量 86.48 沸点 -40.82 相对密度（30），液体，g/cm3 1.177 熔点 -160.00 临界温度 96.15 临界压力 MPA 4.75 破坏臭氧层潜能值 （ODP） 0.045 全球变暖系数值 （GWP） 1700 冰点 ,2019/2/5,17,R22,液体比热 30 ， KJ/(Kg) 0.31 饱和液体密度 30 ， (g/cm3 ) 1.174 等压蒸气比热 (Cp) ， 30 及 101.3kPaKJ/(Kg) 0.16 临界密度， g/cm3 0.526 沸点下蒸发潜能， KJ/Kg 233.5 三、质量指标 (GB7373-87) 级别 优级 一级 合格 纯度，% 99.8 99.5 99.0 水份，% 0.001 0.002 0.005 酸度（以HCL计），% 0.00001 0.0001 0.0001 蒸发残留物，% 0.01 0.01 0.02 主要用途 用于往复式压缩机，作为工业、商业、家庭空调系统的制冷剂；还可用来作杀冲剂和喷漆的气雾喷射剂，也可用于生产灭火剂1211；是生产各种含氟高分子化合物的基本原料。但R22属于HCFC类制冷剂，将要被限制和禁止使用。 包装规格 钢瓶包装，每瓶为13.6kg/22.7kg/40kg/400kg/800kg，集装罐,
