《制冷与空气调节》PPT课件.ppt

1、实际循环的压焓图示,实际制冷循环是怎样的？,实际制冷循环中压缩过程是多变过程； 制冷工质的循环流动有压力损失； 蒸发过程和冷凝过程都有压差； 节流过程是增焓过程； 实际制冷循环的Q0、N 、 ； 实际循环过程线不同。,第二讲 1. 蒸汽压缩式制冷的热力学原理,1.3 蒸气压缩式制冷循环的改善 1.4 跨临界制冷循环 1.5 蒸气压缩式制冷的实际循环,2. 制冷剂及载冷剂,2. 制冷剂与载冷剂Refrigerant & Second Coolant,基本要求 1、从热力学、物理化学、安全性及环境性能等方面了解对制冷剂的要求； 2、掌握空调（及冷库）常用制冷剂的主要性质及使用注意事项； 3、了解载

2、冷剂种类及其应用场合。,2.1 制冷剂 Refrigerant,作用：制冷系统的工作流体，“血液” 循环流动与外界发生能量交换 热力状态循环变化 吸热蒸发 制冷剂相变基本要求 放热冷凝,2.1 制冷剂发展简史,1834 乙醚，低温PeB，漏入空气易爆 1866，Windhausen，CO2，使用温度下 压力高（Pc80 MPa） 1870，Carl Linde，NH3，气味，安全性 大型制冷机用 1874，Raul Picte，SO2，毒性大，腐蚀,2.1 制冷剂,19291930，Thomes Midgley：Freon R12 最早使用 1974年，发现大气O3层破坏的化学机理 1985年

3、，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 HCFC HFC,Thomes Midgley托马斯米基利,美国化学家 ，机械工程师 1889.5.18-1944.11.2 1921年加铅汽油 leaded gasoline 1930年氟利昂 Freon 患脊髓灰质炎和铅中毒瘫痪在床，他发明了一套绳索滑轮系统以便于起床。不幸被滑轮绳索缠住，窒息而死，55岁。,2.1 制冷剂,2.1.1 对制冷剂的要求 1. 热工性能 (1) 压力适中 在使用温度下 冷凝压力Pc Pc 1215 bar 蒸发压力Pe 适中 Pe B（大气压力） Pc /

4、Pe 适中，活塞式： Pc / Pe 810,1. 热工性能,(2) 单位制冷能力适中 制冷装置 Q0mq0=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,(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) 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. 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NH3，CO2，R13，R14，R115等,(1) 与润

5、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R502 3）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,(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。, 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. 物理化学性质,(2) 溶水性 溶水

6、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。,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,环境性能参数,消耗臭氧层潜值（Ozone Depletion Potential, ODP ） 全球变暖潜值（Globa

7、l Warming Potential, 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，Atmospheric Life）等。,变暖影响总当量TEWI,变暖影响总当量TEWI（Total Equivalent Warming Impact）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。,环境友好制冷剂国际认可的条件,LCGWP +LCODP 105100 其中： LCGWP =GWP (LrN +) R c/ N LCODP =ODP (LrN +) R c/ N,2.1.2 制冷剂的种类和表示方法,无机化合物、烃类、卤代

8、烃以及混合工质 1、无机化合物： R7（整数分子量） NH3R717 CO2R744 H2OR718,2.1.2 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、氟利昂 CmHn FxClyBrz n+x+y+z=2m+2,代号：R（m1）（n1）（x）B（z） 二氟二氯甲烷：CF2Cl2 m=1,n=0,x=2 R12 二氟一氯甲烷：CHF2Cl m=1,n=1,x=2 R22 三氟一溴甲烷：CF3Br m=1,n=0,x=3,z

9、=1 R13B1 四氟乙烷：C2H2F4 m=2,n=2,x=4 R134,3、烃类（碳氢化合物）,烷烃：饱和碳氢化合物，代号同氟利昂 甲烷 CH4 R50 乙烷 C2H6 R170 丙烷 C3H8 R290 丁烷 C4H10 R600 异丁烷 R600a 乙烯 C2H4 R1150 乙醚 R610 丙烯 C3H6 R1270,CmHn FxClyBrz R（m1）（n1）（x）B（z）,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 R500R507 R502：48.8% R22 和 51.

10、2% R115,4、混合工质（非共沸）,非共沸混合工质：R4xx R410A R32/125 (50/50) R407C R32/125/134a (23/25/52),按标准沸点分类,1、高温（低压）制冷剂， tB0C， Pc0.3 MPa，R11，R113，R114 2、中温（中压）制冷剂， tB=0-60C， Pc=0.32 MPa， R12，R22，R717，R290 3、低温（高压）制冷剂， tB-60C， Pc=24 MPa，R13，R14，R170,制冷剂的安全性分类,制冷剂的毒性危害程度分类,制冷剂的燃烧性危害程度分类,2.1.3 常用制冷剂,R717 沸点 - 33.3 R2

11、2 - 40.8 R123 27.9 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）,常用制冷剂-R22,代：R407A，R410A,R417A,市场供应,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：4067KPa ODP: 0 GWP: 0.29 安全性：A1,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：

12、-160 临界温度：132.4 临界压力：11.35MPa ODP: 0 GWP: 0 蒸发潜热：5276KJ/Kg 6倍R22,R407C,R32/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,R410A,R32/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,二元混合溶液,质量守恒,2.1.4 研究新型制冷剂,不含氯的碳氢制冷剂：ODP=0 R290, R600a, R600, R610 不含氯的氟

13、醚化合物制冷剂HFEs： ODP=0 HFE143m, HFE245mc, HFE347mcc, HFE347mmy,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,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； 油压推动，调节负荷。,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,种类：矿物油 MO，4种；合成油 ，常用4种。,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,聚稀烃乙二醇油 PAG 烷基苯油 AB 聚酯类油 POE 聚醚类油 PVE,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,应用：粘度等级；制冷剂的溶油性 粘度等级分为5级： N15，N22，N32，N46，N68 制冷剂的溶油性： f（t）,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,2.3 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