客车空调装置课件：制冷剂

客车空调装置制冷剂制冷剂1.掌握制冷剂的特性、分类与命名。2.学会从环保、热力学性质、理化指标等方面考虑对制冷剂进行选择。3.了解新型制冷剂的替代路线和应用现状。制冷剂是制冷系统中完成制冷循环所必需的工作介质。目前，作为制冷剂的物质已有近百种，并且新的制冷剂仍在不断发现和研制中，常用于冷藏、空调制冷的制冷剂有十多种。现在世界上多数国家均采用美国制冷空调工程师协会标准（ASHRAEstandard34-78）的规定来命名制冷剂。1工作任务2相关配套知识1.对制冷剂的要求（1）热力学方面的要求沸点要求低，这是一个必要条件，这样可以获得较低的蒸发温度。临界温度要高、凝固温度要低，以保证制冷剂在较广的温度范围内安全工作。制冷剂（2）物理化学方面的要求要求制冷剂的粘度和比重尽可能的小。粘度和比重小可以减少制冷剂在制冷系统中流动阻力，有利于制冷剂的循环和降低压缩机的功耗，并且可缩小系统的管径，降低金属的消耗量。（3）安全、环境方面的要求要求制冷剂在工作温度范围内不燃烧、不爆炸，应避免使用易燃和易爆的制冷剂，必须使用时，一定要有防火防爆安全措施。要求制冷剂无毒或低毒，相对安全性好。由于某些制冷剂带有一定的毒性和危险性，要求所选择的制冷剂应具有易于检漏的特点，以保证运行的安全。2.制冷剂的种类及代号（1）制冷剂的种类与分类可作为制冷剂的物质较多，其种类如下：①无机化合物，如水、氨、二氧化碳等。②饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物，俗称氟利昂，主要是甲烷和乙烷的衍生物，如R12、R22、Rl34a等。③饱和碳氢化合物，如丙烷、异丁烷等。④不饱和碳氢化合物，如乙烯、丙烯等。⑤共沸混合制冷剂，如R502等。⑥非共沸混合制冷剂，如R407C等。通常按照制冷剂的标准蒸发温度，将其分为三类，即高温、中温和低温制冷剂。所谓标准蒸发温度，是指在标准大气压力下的蒸发温度，也就是通常所说的沸点。制冷剂a.高温（低压）制冷剂。标准蒸发温度ts>0℃，冷凝压力pk≤0.3MPa。常用的高温制冷剂有R123等。b.中温（中压）制冷剂。0℃>ts>-60℃，0.3MPa<pc<2.0MPa。常用的中温制冷剂有氨、R12、R22、R134a、丙烷等。c.低温（高压）制冷剂。ts≤-60℃。常用的低温制冷剂有R13、乙烯、R744等。（2）制冷剂的编号表示方法为书写方便，我国国家标准GB7778-87规定了各种通用制冷剂的代号，以代替其化学名称、分子式或商业名称。a.无机化合物作为制冷剂的无机化合物有氨、二氧化碳、水等。对于这类制冷剂，其代号“R”后的第一位数为7，7后面的数字为该物质的分子量的整数部分。b.卤代烃（氟里昂）氟里昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。目前用作制冷剂的主要是甲烷和乙烷的衍生物。饱和碳氢化合物的分子式为CmH2m+2。氟里昂的分子通式为CmHnFxClyBrz，其原子数m，n，x，y，z之间的关系为：制冷剂c.混合工质混合工质是由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例相互溶解而成的溶合物，分为共沸混合工质和非共沸混合工质。d.烃类（碳氢化合物）用来作为制冷剂的碳氢化合物有烷烃类（如甲烷CH4、乙烷C2H6、丙烷C3H8）和链烯烃类（如乙烯C2H4、丙烯C3H6）。3.常用制冷剂的性质目前在蒸气压缩式制冷装置中采用较为广泛的制冷剂有氨、氟里昂以及混合工质。（1）氨（R717）氨属于无机化合物制冷剂。氨具有良好的热力学性能，其优点是蒸发压力和冷凝压力适中，单位容积制冷量较大。氨在标准大气压力下的沸点为-33.4℃，当制冷温度为5～30℃时，蒸发压力总大于大气压力，不会在蒸发器内形成真空。采用水作为冷却介质时，冷凝压力不超过1.5Mpa。（2）氟里昂氟里昂是目前应用最广泛的制冷剂之一。它无味、不易燃烧、毒性小。但含氯原子的氟里昂与明火接触能分解出剧毒的光气（COCl2）；渗透性很强，易于泄漏，而且不易发现；传热性差，密度大、粘度大、流动性能差；绝热指数小，压缩终温低；单位容积制冷量小。制冷剂下面介绍几种氟里昂的主要特性。①氟里昂12（CCl2F2）

R12广泛应用于中小型制冷装置中，如冰箱、汽车空调机、降湿机、小冷库等。它也可以用于双级压缩制冷系统和容量较大的离心式制冷机。②氟里昂22（CHClF2）R22也是常用的制冷剂之一。它主要用于活塞式制冷压缩机，作为空调制冷和低温用。客车空调装置采用R22作为制冷剂。R22在标准大气压力下的沸点为-40.8℃，凝固点为-160℃，常温下的冷凝压力及单位容积制冷量都与氨接近。R22无色、无味、不燃烧、不爆炸，使用安全可靠。③氟里昂134a（C2H2F4）

R134a是一种新型制冷剂，它的标准蒸发温度为-26.5℃，凝固点为-101.0℃。R134a的主要热力学性能与R12非常接近，其毒性也与R12相同。化学性能比较好，对金属的腐蚀作用比R12小。R134a的特点是对大气臭氧层没有破坏作用，安全无害。4.关于CFCS的替代（1）CFCS的限用与禁用氟里昂制冷剂的使用推动了制冷技术的迅速发展。由于氟里昂具有许多的优点，所以它发展很快，目前广泛使用的有R11、R12、R13、R22、R113、R114等。制冷剂地球表面的大气按其高度分为若干层，在高度约25Km处存在一个臭氧层。臭氧层有效地减少了太阳紫外线对地球表面的辐射危害。它形成了地球上生物和人类的防护罩，是一道天然的屏障。近十几年的研究证明，CFCS类物质对大气中臭氧以及地球高空的臭氧层有严重的破坏作用。随着CFCS的大量使用，从生产、应用、废弃等多个环节向大气排放了大量的CFCS。CFCS进入大气层后，几乎全部地升浮进臭氧层。现以CFCl2（R12）为例说明当CFCS受强烈的紫外线照射后破坏臭氧层的反应过程：循环反应生成的氯原子不断地与臭氧分子作用，使一个氯原子可以破坏成千上万个臭氧分子。而CFCS在大气中具有几十年至上百年的生存寿命，因此它对臭氧层的破坏作用就具有积累性和持久性。臭氧层的破坏，增加了太阳对地球表面的紫外线辐射强度。制冷剂弥散在大气中的CFCS不仅对臭氧层有破坏作用，而且它能稳定吸收太阳热，导致大气温度上升，即加剧温室效应。根据测算，臭氧减少1%，紫外线辐射量增加2%。紫外线辐射量的增加，将使人的免疫系统受破坏，人体抵抗力大为降低，皮肤癌等病患增多；加剧地球温室效应，使世界平均气温上升，海平面增高，沙漠化加速；危害地球上的许多生物破坏生态平衡。有人提出，臭氧层减少到原来的1/5，将是地球存亡的临界点。因此减少和禁止CFCS的生产和使用，已成为当今国际社会共同保护人类生态环境所面临的紧迫任务，研究和寻求CFCS制冷剂的替代物，也成为急需解决的问题。为了保护人类赖以生存的生态环境,十多年来世界各国及有关的国际组织多次召开国际会议,制定了限制和禁用CFCs等消耗臭氧层物质的一系列措施,对受控物质的范围及限制和禁用CFCs的时间表,都做了具体的规定。（2）CFCs的替代物研究20世纪80年代以来世界各国,特别是美国、日本和西欧各国等都投入了大量人力和财力,对CFCS的替代物进行开发和研究。关于CFCS的替代和减少CFCS对大气臭氧层破坏的问题,目前主要有短期、中期和长期的三种解决办法。短期的解决办法是采取措施,减少CFCS向大气中的排放量。比如尽量减少制冷系统CFCS的充灌量,强化密封措施,研制CFCS的回收装置,逐年减少CFCs的生产和使用。中期的解决办法是采用对大气臭氧层破坏能力小的HCFC制冷剂或者由其组成的非共沸混合制冷剂,替代破坏能力大的CFCS制冷剂。长期的解决办法是采用HFC(氢氟化碳)类物质作为制冷剂。HFC类物质不包含氯元素,所以对大气臭氧层无破坏作用温室效应也比较小。在这方面研究较多的是HFC134a(R134a)。制冷剂1.使用注意事项（1）制冷剂钢瓶应放在阴凉通风处，使浓度降到操作标准或低爆炸限度之下。尽管在大多数情况下空气稀释已足够，但还是需要排气通风，通风速率至少达0.3m/s。防止高温和太阳曝晒。搬运中需小心轻放，禁止敲击。（2）制冷剂在保存时，钢瓶阀门处绝对不应有慢性泄漏现象。储存处最起码的条件是干燥、阴凉、安全、远离热、远离点火源、远离氧化物质。不用时将气罐关好，直立。发生泄漏时，切断泄漏源。如泄漏量大，切断所有点火源，让一切无关人员撤离泄漏区。如可能，给该泄漏区通风。发生火灾时，立即向当地消防部门或公安部门求援。（3）发现制冷剂有大量泄漏现象时，必须打开门窗通风，防止引起人员中毒和窒息。（4）制冷剂钢瓶须经严格检验合格后才能使用。氨瓶为黄色，氟利昂瓶为银灰色。（5）使用时严禁明火加热，但可用热水或热布贴敷。（6）向机组内添加制冷剂时应远