制冷技术 课件 第2章 制冷剂、载冷剂和润滑油

第2章制冷剂、载冷剂和润滑油>2.1制冷剂按标准沸点分类

1、高温（低压）制冷剂，tB>0°C，Pc≤0.3MPa，R11，R113，R1142、中温（中压）制冷剂，tB=0~-60°C，

Pc=0.3~2MPa，R12，R22，R717，R2903、低温（高压）制冷剂，tB<-60°C，Pc=2~4MPa，R13，R14，R1702.1.1制冷剂的种类及其编号方法2.1制冷剂无机化合物、烃类、卤代烃以及混合工质1、无机化合物：R7（整数分子量）NH3－R717CO2－R744H2O－R7182.1制冷剂制冷剂的种类和表示方法2、氟利昂饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称多为甲烷和乙烷的衍生物H少，可燃性降低F多，对人体越无害，对金属腐蚀性小Cl多，大气压下ts升高，消耗臭氧含水，冰塞，镀铜2.1制冷剂2、氟利昂CmHnFxClyBrz

n+x+y+z=2m+2

代号：R（m－1）（n＋1）（x）B（z）二氟二氯甲烷：CF2Cl2m=1,n=0,x=2R12二氟一氯甲烷：CHF2Cl

m=1,n=1,x=2R22三氟一溴甲烷：CF3Br

m=1,n=0,x=3,z=1R13B1四氟乙烷：C2H2F4m=2,n=2,x=4R1342.1制冷剂3、烃类（碳氢化合物）烷烃：饱和碳氢化合物，代号同氟利昂甲烷CH4R50乙烷C2H6R170丙烷C3H8R290丁烷C4H10R600异丁烷

R600a乙烯C2H4R1150乙醚R610丙烯C3H6R1270CmHnFxClyBrz

R（m－1）（n＋1）（x）B（z）

2.1制冷剂4、混合工质两种或两种以上制冷剂按一定比例相互溶解而成共沸混合物：与单纯制冷剂性质相同相变过程，气液相成分相同代号R5xx按使用先后顺序R500～R507R502：48.8%R22和51.2%R1152.1制冷剂4、混合工质（非共沸）非共沸混合工质：R4xxR410AR32/125(50/50)R407CR32/125/134a(23/25/52)2.1制冷剂作用：制冷系统的工作流体，“血液”循环流动－自身热力状态循环变化－与外界发生能量交换

冷凝－放热

制冷剂要相变－基本要求

蒸发－吸热2.1.2对制冷剂的要求2.1制冷剂1.热工性能(1)压力适中在使用温度下冷凝压力Pc

Pc

≤12～15bar蒸发压力Pe

适中Pe

B（大气压力）Pc/Pe

适中，活塞式：Pc/Pe

≤8~102.1制冷剂(2)单位制冷量适中制冷装置Q0＝mq0=vqv大型装置，q0和qv大，m及v小，压缩机尺寸小小型装置，qv适当小一些1.热工性能2.1制冷剂2.1制冷剂1.热工性能(3)单位理论压缩功和单位容积压缩功要小，循环性能要高。(4)等熵压缩终了温度t2不太高，以免润滑条件恶化（润滑油粘性降低，结焦）或制冷剂自身在高温下分解。2.1制冷剂2.物理化学性质(1)与润滑油的溶解性溶解性与制冷剂状态、制冷剂和润滑油各自成分及种类有关。1）难溶油或微溶油与润滑油共存时，有明显分层，油易分离出来，如氨，CO2，R13，R14，R115等2.1制冷剂(1)与润滑油的溶解性2）有限溶油高温时无限溶油低温时分层：贫油层（富含制冷剂）富油层（富含油）如R22、R114、R152和R5023）完全溶油：与油溶解成均匀溶液，无分层现象。如R11、R12、R21、R113、R500等2.1制冷剂(1)与润滑油的溶解性溶油性与温度有关。温度变化时，完全溶油与有限溶油可以相互转化。制冷剂与润滑油的溶解性对制冷装置有利也有弊。2.1制冷剂⊙溶油性利弊分析溶油性好运动表面形成良好的润滑条件不影响传热改变制冷剂ts=f(ps)性质，ts

升高，制冷效果下降。降低润滑油粘度。沸腾时泡沫多，蒸发器液面不稳定。2.1制冷剂2.物理化学性质(2)溶水性溶水性差的缺点：“冰堵”（“冰塞”）溶水性强的问题：“水解腐蚀”所以，制冷剂含水量应严格控制(3)导热系数、换热系数大：减少传热面积(4)粘度、密度小：耗功小，管道直径小(5)对金属及其他材料无腐蚀及浸蚀作用(6)有化学稳定性，不燃、不爆，不分解。2.1制冷剂制冷剂的安全性分类

2.1制冷剂制冷剂的毒性危害程度分类2.1制冷剂制冷剂的燃烧性危害程度分类2.1制冷剂3.环境友好性能(1)对人体健康无害，无毒，无臭，无刺激气味毒性级别：豚鼠在制冷剂蒸气中发生生理变化而定1-6。NH3：2级，R22：5级(2)不破坏大气环境，或对大气危害小(3)容易获得，价廉2.1制冷剂环境友好性能参数消耗臭氧层潜值（OzoneDepletionPotential,ODP）全球变暖潜值（GlobalWarmingPotential,GWP）大气寿命（排放到大气层的制冷剂被分解一半时所需要的时间，AtmosphericLife）等。2.1制冷剂变暖影响总当量TEWI变暖影响总当量TEWI（TotalEquivalentWarmingImpact）综合考虑了制冷剂对全球变暖的直接效应DE和制冷机消耗能源而排放的CO2对全球变暖的间接效应IE。2.1制冷剂国际认可的条件

LCGWP+LCODP×105≤100 其中：LCGWP=[GWP·(Lr×N+α)·Rc]/N

LCODP=[ODP·(Lr×N+α)·Rc]/N

2.1制冷剂1834乙醚，低温Pe<B，漏入空气易爆1866，Windhausen，CO2，使用温度下压力高（Pc＝80MPa）1870，CarlLinde，NH3，气味，安全性大型制冷机用1874，RaulPicte，SO2，毒性大，腐蚀2.1.3CFCs及HCFCs的淘汰与替代2.1制冷剂1929－1930，ThomesMidgley，R12最早使用1974年，发现大气O3层破坏的化学机理80年代，科学确定CFC（氯氟烃）是引起O3破坏和温室效应的危害物质。1987年蒙特利尔议定书90年代HCFCHFC2.1制冷剂2.1制冷剂2.1.4常用制冷剂的性能R717沸点

-33.3℃R22-40.8℃R12327.9℃R134a-26.2℃R125-48.6℃R32-51.8℃R407C泡点-43.8，露点-36.7℃（非共）R410A泡点-51.6，露点-51.5℃（近共）2.1制冷剂2.1.4常用制冷剂的性能R717沸点

-33.3℃R22-40.8℃R12327.9℃R134a-26.2℃R125-48.6℃R32-51.8℃R407C泡点-43.8，露点-36.7℃（非共）R410A泡点-51.6，露点-51.5℃（近共）2.1制冷剂常用制冷剂-R222.1制冷剂市场供应2.1制冷剂R134a化学名称：四氟乙烷分子式：C2H2F4分子量：102.03沸点：-26.26℃凝固点：-96.6℃临界温度：101.1℃临界压力：4067KPaODP:0GWP:0.29安全性：A12.1制冷剂R134a2.1制冷剂R1232.1制冷剂R717历史悠久，应用广泛，中温制冷剂氨的分子式：NH3标准沸点：-33.3℃凝固点：-160℃临界温度：132.4℃临界压力：11.35MPaODP:0GWP:0蒸发潜热：5276KJ/Kg6倍R222.1制冷剂R404A2.1制冷剂R407CR32/R125/R134a,23﹪/25﹪/52﹪三元非共沸混合制冷剂标准沸点-43.77℃(-51.8/-48.6/-26.2℃)替代R22，房间空调器，小型制冷机组2.1制冷剂R410AR32/R125,50﹪/50﹪,-51.8/-48.6℃二元近共沸混合制冷剂标准沸点-51.56℃替代R22，多联机、房间空调器2.2载冷剂高于0℃：水（空调冷冻水）低于0℃：盐水溶液；有机化合物水溶液盐水溶液：氯化钠水溶液氯化钙水溶液有机化合物水溶液：乙烯乙二醇水溶液；丙三醇水溶液；甲醇2.2载冷剂2.3润滑油2.3.1润滑油的作用作用：减少摩擦，降低能耗；带走摩擦热，保护运动件；密封间隙，防止渗漏；油压推