空气调节与制冷原理基础课件.ppt

1、第一章 空气调节与制冷原理基础知识aa空气的基本组成空气的基本组成（湿）空气（湿）空气=干空气水蒸气干空气水蒸气湿空气的物理性质除和它的组成成分有关外，还决定湿空气的物理性质除和它的组成成分有关外，还决定于它所处的状态。湿空气的状态通常可以用压力于它所处的状态。湿空气的状态通常可以用压力p、温度、温度t、相对湿度相对湿度 、含湿量、含湿量d及比焓及比焓h等参数来度量和描述。这些等参数来度量和描述。这些参数称为湿空气的状态参数。参数称为湿空气的状态参数。（1）压力）压力 在空调工程中所处理的湿空气就是大气，所以湿空气在空调工程中所处理的湿空气就是大气，所以湿空气的总压力就是大气压力（的总压力就是

2、大气压力（pb）pb=pg+psa(a)正压正压 (b)负压负压 不同压力间的关系不同压力间的关系湿空气的物理性质aaa（3）湿度）湿度湿度是表示空气干湿程度的物理量。湿度是表示空气干湿程度的物理量。绝对湿度绝对湿度（Z）：）：l m3 湿空气中含有水蒸气的质量，称湿空气中含有水蒸气的质量，称为空气的为空气的“绝对湿度绝对湿度”。Z（湿）空气的绝对湿度，（湿）空气的绝对湿度，kg/m3；mq水蒸气的质量，水蒸气的质量，kg；V湿空气的总体积，湿空气的总体积，m3。VmZqa相对湿度（相对湿度（）：）：湿空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力湿空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力之

3、比。之比。=ps/psb 值越小，空气越干燥，远离饱和状态，吸收水蒸气的能力就强。值越小，空气越干燥，远离饱和状态，吸收水蒸气的能力就强。含湿量（含湿量（d）：）：即湿空气中，伴随即湿空气中，伴随 1 kg 干空气的水蒸气质量（干空气的水蒸气质量（g），其），其单位为单位为 g/kg。其表达式为。其表达式为 d=mq/mgd湿空气的含湿量，湿空气的含湿量，g/kg（d.a）；）；mq湿空气中水蒸气的质量，湿空气中水蒸气的质量，g；mg湿空气中干空气的质量，湿空气中干空气的质量，kg。相对湿度表示的是湿空气接近饱和的程度，相对湿度表示的是湿空气接近饱和的程度，含湿量确切表示空含湿量确切表示空气中

4、实际含有的水蒸气的多少。气中实际含有的水蒸气的多少。a（4）密度）密度（湿）空气的密度，（湿）空气的密度，kg/m3；m（湿）空气的质量，（湿）空气的质量，kg；V（湿）空气的体积，（湿）空气的体积，m3。比容比容单位质量工质所占有的容积单位质量工质所占有的容积,m3/kg;Vma（5）焓的基本概念焓的基本概念内能是物质内部分子所具有的能内能是物质内部分子所具有的能量量。焓是物质内能与推动功之和。焓是物质内能与推动功之和。h=u+pv 1 kg 干空气的焓与（干空气的焓与（0.001d）kg 水蒸气焓的和，水蒸气焓的和，称为（称为（1+0001d）kg 湿空气的焓，单位为湿空气的焓，单位为 k

5、J/kg（d.a），其表达式为），其表达式为h湿空气的焓值，湿空气的焓值，kJ/kg（d.a）；）；hg1 kg 干空气的焓，干空气的焓，kJ/kg；hq1 kg 水蒸气的焓，水蒸气的焓，kJ/kg。qg001.0dhhhaaq=h2-h1a（6）露点温度（）露点温度（tL）:在给定含湿量的前提下，使空气在给定含湿量的前提下，使空气冷却到饱和状态（冷却到饱和状态（100%）时的那个温度。空气温度）时的那个温度。空气温度低于露点低于露点温度温度，空气中部分水蒸气冷凝为水。，空气中部分水蒸气冷凝为水。空气达到露点温度时，空气由未饱和状态变为饱和状态。空气达到露点温度时，空气由未饱和状态变为饱和状态

6、。a 即我们一般天气预即我们一般天气预报里常说的气温报里常说的气温。aa湿空气焓湿图湿空气焓湿图 空气的主要状态参数包括空气的主要状态参数包括t、d、h、p、B。理论上，理论上，对于一定的大气压，只要知道空气的任意两个参数，就能算对于一定的大气压，只要知道空气的任意两个参数，就能算出所有其他参数。在工程应用中，用公式计算和用查表方法出所有其他参数。在工程应用中，用公式计算和用查表方法来确定空气状态和参数，比较繁琐，而且对空气的状态变化来确定空气状态和参数，比较繁琐，而且对空气的状态变化过程的分析也缺乏直观的感性认识。因此，为了便于工程实过程的分析也缺乏直观的感性认识。因此，为了便于工程实际应用

7、，通常把一定大气压力下，各种参数之间的相互关系际应用，通常把一定大气压力下，各种参数之间的相互关系作成线算图来进行计算。根据所取坐标系的不同，线算图也作成线算图来进行计算。根据所取坐标系的不同，线算图也有好几种，国内常用的是焓湿图，简称有好几种，国内常用的是焓湿图，简称h-d图。图。这里需要强调的是，每一张这里需要强调的是，每一张h-d图都是按规定的大气压绘制的，因此在图都是按规定的大气压绘制的，因此在计算工作中，应选用与要求大气压相符的（或接近的）焓湿图。计算工作中，应选用与要求大气压相符的（或接近的）焓湿图。二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用a湿空气的焓湿空气的焓-湿（湿（h-d）图即

8、性质图，）图即性质图，是空气调节设计计算和运行管理的主要是空气调节设计计算和运行管理的主要工具。工具。1h d 图的基本构成与内容，如图所图的基本构成与内容，如图所示。示。二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用a湿空气焓湿图湿空气焓湿图等等 线是曲线线是曲线等等h 线是倾斜直线线是倾斜直线等等d 线是垂直线线是垂直线等等t 线接近水平，看似平线接近水平，看似平行，实际互不平行。行，实际互不平行。最低的一根等 线，其值为 =100%。这条曲线称为饱和线。状态在这条线上的空气处于饱和状态。在其他 线上的空气都是非饱和的。空气状态不可能位于饱和线以下的区域中。二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用h

9、=1000h/daa湿空气的焓湿空气的焓含湿量图含湿量图(即即h-d图图)湿空气状态的确定湿空气状态的确定 ts二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用湿空气的湿空气的 h d 图是用斜坐标构成的。图是用斜坐标构成的。纵坐标纵坐标湿空气的焓值。湿空气的焓值。与纵坐标成与纵坐标成 135夹角的斜坐标表示湿空气的含湿量夹角的斜坐标表示湿空气的含湿量d，作一水平辅助轴代替实际轴。在辅助轴上取一定的间距作作一水平辅助轴代替实际轴。在辅助轴上取一定的间距作为为1g含湿量之值。通过各点作含湿量不变的垂线（含湿量之值。通过各点作含湿量不变的垂线（d=常常数）。数）。在纵轴上，同样取一定的间距作为焓值，并规定在

10、纵轴上，同样取一定的间距作为焓值，并规定0点以点以上的焓为正值，上的焓为正值，0点以下的焓为负值。通过既得各点引平点以下的焓为负值。通过既得各点引平行于实际轴线，且行于实际轴线，且 h=常数的直线，这些直线与常数的直线，这些直线与 d=常数常数的直线相交成的直线相交成 135的角度，这些平行的斜线表示等焓线。的角度，这些平行的斜线表示等焓线。aWQdGhGdh二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用a二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用2湿空气湿空气 h d 图的应用图的应用第一，决定湿空气的状态参数：在给定大气压力下，第一，决定湿空气的状态参数：在给定大气压力下，根据湿空气任意两个已知量在根

11、据湿空气任意两个已知量在 h d 图上确定的状态点，图上确定的状态点，可求得其它状态参数。可求得其它状态参数。第二，表示湿空气的状态变化过程：在空气调节工程第二，表示湿空气的状态变化过程：在空气调节工程中，不仅要在中，不仅要在h-d图上确定某一空气的状态参数，还要图上确定某一空气的状态参数，还要研究某一状态下的空气在加热、冷却、加湿或减湿过程中研究某一状态下的空气在加热、冷却、加湿或减湿过程中的状态变化。的状态变化。a二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用（1）露点温度在）露点温度在 h d 图上的表示，从露点温度的图上的表示，从露点温度的形成过程可知，保持含湿量不变时，随着温度的降低形成过程

12、可知，保持含湿量不变时，随着温度的降低 值增加，值增加，=1 时所对应的温度即为露点温度。时所对应的温度即为露点温度。（2）干式加热过程等湿加热。空气）干式加热过程等湿加热。空气 h 0，d=0，故故 =h/d=。空调工程中，过程曲线如图所示。空调工程中，过程曲线如图所示。Ba二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用（3）干式冷却过程）干式冷却过程等湿冷却过程。冷却过程中，空等湿冷却过程。冷却过程中，空气焓值减少，即气焓值减少，即 h 0。DCaa二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用（5）加热加湿过程）加热加湿过程在空气加热的同时进行加湿。在空气加热的同时进行加湿。这一过程的这一过程的 h、d

13、均为正值，均为正值，0，其过程如图所示。，其过程如图所示。Fa二、焓二、焓-湿图及其应用湿图及其应用（6）等焓减湿过程）等焓减湿过程采用固体吸湿剂对空气进行等焓采用固体吸湿剂对空气进行等焓减湿处理。减湿处理。=h/d =0/d=0固体吸湿剂有两类：一类，固体吸湿剂有两类：一类，吸湿后仍为固体状态；另一类吸湿后仍为固体状态；另一类为吸湿后固态逐渐变为液态。为吸湿后固态逐渐变为液态。固体吸湿剂处理空气的过固体吸湿剂处理空气的过程可看作等焓减湿过程，变化程可看作等焓减湿过程，变化过程线如图所示。过程线如图所示。GaE（7）等焓加湿过程）等焓加湿过程采用喷水室循环水处理空气，进采用喷水室循环水处理空气

14、，进行等焓减湿处理。行等焓减湿处理。=h/d =0/d=0ah hDGaaaadAdBGBGAGCdC绝热混合过程绝热混合过程aaadh1BAhChAChBdCdBdAaa一、制冷技术中常用的热力学名词一、制冷技术中常用的热力学名词a一、制冷技术中常用的热力学名词一、制冷技术中常用的热力学名词a一、制冷技术中常用的热力学名词一、制冷技术中常用的热力学名词3饱和温度和饱和压力饱和温度和饱和压力 液体沸腾时所维持不变的温度称为沸点，热工学中又将其液体沸腾时所维持不变的温度称为沸点，热工学中又将其称为在某一压力下的饱和温度，也叫蒸发温度。该温度所对应称为在某一压力下的饱和温度，也叫蒸发温度。该温度所

15、对应的压力叫饱和压力。饱和温度与饱和压力一一对应。压力升高，的压力叫饱和压力。饱和温度与饱和压力一一对应。压力升高，饱和温度升高，饱和温度升高，同一液体，不同饱和压力，对应不同的蒸发温同一液体，不同饱和压力，对应不同的蒸发温度。不度。不同液体，同压力下饱和温度不同同液体，同压力下饱和温度不同。4过热与过冷过热与过冷（1）过热）过热过热度即过热蒸气的温度与饱和温度之差。过热度即过热蒸气的温度与饱和温度之差。（2）过冷）过冷过冷也有过冷度的概念，过冷液体温度比饱过冷也有过冷度的概念，过冷液体温度比饱和液体温度所低的数值，称为制剂液体的过冷度。和液体温度所低的数值，称为制剂液体的过冷度。a一、制冷技

16、术中常用的热力学名词一、制冷技术中常用的热力学名词5临界温度和临界压力临界温度和临界压力 压力增加，气体的液化温度随之升高，温度升高到某压力增加，气体的液化温度随之升高，温度升高到某一数值时，气体的液化温度与压力之间就不是正比的关系一数值时，气体的液化温度与压力之间就不是正比的关系了，即使再增大压力不能使气体液化，此时的温度就叫做了，即使再增大压力不能使气体液化，此时的温度就叫做临界温度；与临界温度对应的压力被称之为临界压力。临界温度；与临界温度对应的压力被称之为临界压力。a二、制冷基本原理二、制冷基本原理a二、制冷基本原理二、制冷基本原理a二、制冷基本原理二、制冷基本原理a二、制冷基本原理二

17、、制冷基本原理a二、制冷基本原理二、制冷基本原理a蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器70 PSI263 PSI低压低压高压高压压缩机压缩机膨胀阀膨胀阀蒸气蒸气液体液体二、制冷基本原理二、制冷基本原理a四个必要组成部分四个必要组成部分:压缩机冷凝器节流（膨胀）装置蒸发器蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器70 PSI263 PSI低压低压高压高压压缩机压缩机膨胀阀膨胀阀蒸气蒸气液体液体二、制冷基本原理二、制冷基本原理a耗电做功使低温低压制冷剂气耗电做功使低温低压制冷剂气体变为高温高压气体体变为高温高压气体向空气放出向空气放出制冷剂制冷剂的热量的热量使气态使气态制冷剂制冷剂变为液态变为液态降低降低制冷剂制冷剂压力压力调

18、整调整制冷剂制冷剂流量流量空气吸收空气吸收制冷剂制冷剂的冷量的冷量使液态使液态制冷剂制冷剂变为气态变为气态二、制冷基本原理二、制冷基本原理a制冷四大金刚作用：提升压力作用：提升压力低压（低温）气体被吸入压缩机并被压缩成高压（高温）气体。低压（低温）气体被吸入压缩机并被压缩成高压（高温）气体。从压缩机出来的高温制冷剂气体进入冷凝器，在一定压力下从压缩机出来的高温制冷剂气体进入冷凝器，在一定压力下释放热量变成液体。高温制冷剂在冷凝器中冷凝。释放热量变成液体。高温制冷剂在冷凝器中冷凝。液体经过节流装置使压力下降。液体经过节流装置使压力下降。常温常温低温低温孔板、热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等孔板、

19、热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等液体制冷剂进入蒸发器蒸发为气体。液体制冷剂进入蒸发器蒸发为气体。制冷剂在蒸发器中吸收热量。制冷剂在蒸发器中吸收热量。aa三、制冷循环原理三、制冷循环原理a1234三、制冷循环原理三、制冷循环原理低低 压压 液液 体体a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循环原理三、制冷循环原理a三、制冷循

20、环原理三、制冷循环原理aaaa三、制冷循环原理三、制冷循环原理低低 压压 液液 体体a三、制冷循环原理三、制冷循环原理aaa3.1 3.1 制冷剂的种类与命名制冷剂的种类与命名3.2 3.2 制冷剂性质制冷剂性质3.3 3.3 载冷剂性质载冷剂性质a常用制冷剂的种类常用制冷剂的种类1制冷剂的命名原则制冷剂的命名原则2a常用制冷剂的种类常用制冷剂的种类1a高温高温(低压低压)制冷剂制冷剂中温中温(中压中压)制冷剂制冷剂低温低温(高压高压)制冷剂制冷剂ts0pc0.20.3MPa0ts-60,0.3MPapc2.0MPats-60pc2.0MPa标准蒸发温度：标准蒸发温度：1个标准大气压下的饱和温

21、度。个标准大气压下的饱和温度。按照制冷剂的按照制冷剂的标准蒸发温度标准蒸发温度，将其分为三类：，将其分为三类：常用制冷剂的种类常用制冷剂的种类1a 以制冷剂（以制冷剂（RefrigerantRefrigerant）第一个字母）第一个字母R R开头，后面接数字，数字含义如下：开头，后面接数字，数字含义如下：分子式分子式CmHnFxClyBrz n+x+y+z=2m+2R22举例举例二氟一氯甲烷二氟一氯甲烷(CHClF2)二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷(CCl2F2)R121 1、氟利昂（饱和碳氢化合物的卤族取代物）、氟利昂（饱和碳氢化合物的卤族取代物）编号编号同分异构体同分异构体溴分子数，为溴分子数，

22、为0 0，B B可省略可省略R(m1)(n+1)x(a,b)Bz制冷剂的命名原则制冷剂的命名原则2a四氟乙烷四氟乙烷C2H2F4二氟乙烷二氟乙烷C2H4F2R134R134aCF3CH2F同分异构体同分异构体R152aCHF2CH3同分异构同分异构体体R152制冷剂的命名原则制冷剂的命名原则2a2 2、碳氢化合物、碳氢化合物(烃类烃类)R50R170R1150R1270编号编号与氟利昂编号方法相同与氟利昂编号方法相同举例举例甲烷甲烷(CH4)乙烷乙烷(C2H6)R1+氟利昂编号方法氟利昂编号方法编号编号举例举例乙烯乙烯(C2H4)丙烯丙烯(C3H6)烷烃类烷烃类烯烃类烯烃类制冷剂的命名原则制冷

23、剂的命名原则2a3 3、共沸、共沸(液体液体)制冷剂制冷剂质量百分比质量百分比两种或两种以上制冷剂按一定的比例混合而成两种或两种以上制冷剂按一定的比例混合而成在气化或液化过程中，成分始终保持相同；在气化或液化过程中，成分始终保持相同；在既定压力下，发生相变时的温度保持不变。在既定压力下，发生相变时的温度保持不变。组成组成R5XX编号编号 R152a/R12(26.2/73.8)R22/R115 (48.8/51.2)R500R502举例举例已经商品化的共沸混合物，依应用先后在已经商品化的共沸混合物，依应用先后在500500序号序号中顺次地规定其识别编号。中顺次地规定其识别编号。制冷剂的命名原则

24、制冷剂的命名原则2a4 4、非共沸、非共沸(液体液体)制冷剂制冷剂组成组成两种或两种以上制冷剂按一定比例混合而成两种或两种以上制冷剂按一定比例混合而成在气化或液化过程中，成分不断变化在气化或液化过程中，成分不断变化定压下，对应的温度也不断变化。定压下，对应的温度也不断变化。编号编号R R4XX4XX举例举例R407cR407cR404aR404a 已经商品化的非共沸混合物，依应用先后在已经商品化的非共沸混合物，依应用先后在400400序号序号中顺次地规定其识别编号。中顺次地规定其识别编号。R32/R125/R134a(23:25:52(%)R125/R143a/R134a(44:52:4(%)

25、制冷剂的命名原则制冷剂的命名原则2a5.5.无机化合物无机化合物R717R744R718R7R7XXXX无机化合物的分子量无机化合物的分子量编号编号氨氨二氧化碳二氧化碳水水举例举例制冷剂的命名原则制冷剂的命名原则2a制冷剂的选用原则制冷剂的选用原则1对环境的影响指标对环境的影响指标2其它物理、化学性质其它物理、化学性质44制冷剂热力性质制冷剂热力性质3CFCS、HCFCS的限制与替代的限制与替代氟利昂的限制与替代氟利昂的限制与替代5a1.1.热力学方面的要求：热力学方面的要求：3 3）单位质量和单位体积制冷量均大：）单位质量和单位体积制冷量均大：4蒸发压力：最好接近且稍高于大气压力。蒸发压力：

26、最好接近且稍高于大气压力。4冷凝压力：不宜过高，一般不超过冷凝压力：不宜过高，一般不超过1.21.21.5Mpa1.5Mpa。4q q0 0大：获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循环量。大：获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循环量。4q qv v大：压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗和投资大：压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗和投资。制冷剂的选用原则制冷剂的选用原则1a2.2.物理化学方面的要求：物理化学方面的要求：制冷剂的选用原则制冷剂的选用原则1a3.3.安全性方面的要求：安全性方面的要求：制冷剂的选用原则制冷剂的选用原则1a1 1）臭氧衰减指数）臭氧衰减指数ODPODP：表示物质对大

27、气臭氧层的破坏程度。应越小越表示物质对大气臭氧层的破坏程度。应越小越好，好，ODP=0ODP=0则对大气臭氧层无害。则对大气臭氧层无害。2 2）温室效应指数）温室效应指数GWPGWP：表示物质造成温室效应的影响程度。应越小越表示物质造成温室效应的影响程度。应越小越好，好，GWP=0GWP=0则不会造成大气变暖。则不会造成大气变暖。制冷剂的生产工艺简单，价廉、易得。制冷剂的生产工艺简单，价廉、易得。5.5.经济性方面的要求经济性方面的要求4.4.对环境的亲和友善对环境的亲和友善:制冷剂的选用原则制冷剂的选用原则1av不同型式的制冷系统和制冷压缩机对制冷剂还不同型式的制冷系统和制冷压缩机对制冷剂还

28、有一些特定要求。有一些特定要求。制冷剂的选用原则制冷剂的选用原则1a将将R11R11的的ODPODP值规定为值规定为1 1。对环境的影响指标对环境的影响指标21.1.对环境的主要影响对环境的主要影响a15km50km85km散逸层平流层对流层热电离层地球 大气中的大气中的O O3 3主要分布在平流层的中部，距地主要分布在平流层的中部，距地面面252540km40km处。处。2.2.什么是臭氧层？什么是臭氧层？O O3 3的浓度秋季开始下降，冬末春初浓度最低；的浓度秋季开始下降，冬末春初浓度最低；春季开始上升，夏末秋初浓度较高春季开始上升，夏末秋初浓度较高.对环境的影响指标对环境的影响指标2a太

29、阳辐射中的包含的波长为太阳辐射中的包含的波长为0.200.200.28m0.28m的的紫外线和波长为紫外线和波长为0.280.280.32m0.32m的的紫外线对地紫外线对地球生物有强烈的杀伤作用，而平流层中球生物有强烈的杀伤作用，而平流层中O O3 3吸收的吸收的吸收带恰在这二个波段，从而阻止这二个波段的吸收带恰在这二个波段，从而阻止这二个波段的紫外线到达地面。紫外线到达地面。据据UNEPUNEP（联合国环境规划署）提供的资料，（联合国环境规划署）提供的资料，臭氧每减少臭氧每减少1 1,紫外线辐射量约增加紫外线辐射量约增加2 2。对环境的影响指标对环境的影响指标2a对环境的影响指标对环境的影

30、响指标2aCFC消耗臭氧的过程消耗臭氧的过程一个一个Cl自由基能消耗十万个臭氧分子自由基能消耗十万个臭氧分子对环境的影响指标对环境的影响指标2a对环境的影响指标对环境的影响指标2a对环境的影响指标对环境的影响指标2a对环境的影响指标对环境的影响指标2a20002000年臭氧空洞的形状年臭氧空洞的形状 20022002年臭氧空洞变形了年臭氧空洞变形了 对环境的影响指标对环境的影响指标2a为简单定性判别制冷剂对臭氧层的破坏能力为简单定性判别制冷剂对臭氧层的破坏能力 将氯氟烃类物质代号中的将氯氟烃类物质代号中的R改用字母改用字母CFC氢氯氟烃类物质代号中的氢氯氟烃类物质代号中的R改用字母改用字母HC

31、FC氢氟烃类物质代号中的氢氟烃类物质代号中的R改用字母改用字母HFC碳氢化合物代号中的碳氢化合物代号中的R改用字母改用字母HC，数字编号不变，数字编号不变a3.3.第二种命名法第二种命名法 美国杜邦公司首先提出了卤代烃类物质新的美国杜邦公司首先提出了卤代烃类物质新的命名方法，并已为全世界所接受。命名方法，并已为全世界所接受。CFC11二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷(CCl2F2)一氟三氯甲烷一氟三氯甲烷(CCl3F)CFC12对环境的影响指标对环境的影响指标2a二氟一氯甲烷二氟一氯甲烷(CHClF2)HCFC222）HCFC对环境的影响指标对环境的影响指标2aHFC134aHFC152aCHF2CH

32、F2CHF2CH33）HFC对环境的影响指标对环境的影响指标2a制冷剂热力性质制冷剂热力性质3a1 1）完全溶解）完全溶解 制冷剂与油的液体混合物成均匀溶液。不会形成油制冷剂与油的液体混合物成均匀溶液。不会形成油膜而妨碍传热，膜而妨碍传热，2 2）有限溶解）有限溶解1.1.制冷剂与润滑油的溶解性制冷剂与润滑油的溶解性 润滑油会在换热器中形成油膜，增大换热热阻。润滑油会在换热器中形成油膜，增大换热热阻。但是制冷剂中润滑油含量较多时，容易引起蒸发温但是制冷剂中润滑油含量较多时，容易引起蒸发温度升高、制冷量减少，润滑油黏度降低，沸腾时泡沫多，度升高、制冷量减少，润滑油黏度降低，沸腾时泡沫多，蒸发器液

33、面不稳定。蒸发器液面不稳定。其它物理、化学性质其它物理、化学性质44av氨与油是典型的有限溶解。氨比油轻，混合物氨与油是典型的有限溶解。氨比油轻，混合物分层时，油在下部。所以可以很方便地从下部分层时，油在下部。所以可以很方便地从下部将油引出（回油或放油）。将油引出（回油或放油）。v氟利昂制冷剂溶油性差，由于为氟利昂一般都氟利昂制冷剂溶油性差，由于为氟利昂一般都比油重，发生分层时，下部为贫油层。比油重，发生分层时，下部为贫油层。v满液式蒸发器，油浮在上面，造成机器回油困难；满液式蒸发器，油浮在上面，造成机器回油困难；另外，上面的油层影响蒸发器下部制冷剂的蒸发。另外，上面的油层影响蒸发器下部制冷剂

34、的蒸发。v干式蒸发器，因为制冷剂是在管内沿程蒸发的，靠干式蒸发器，因为制冷剂是在管内沿程蒸发的，靠制冷剂气流裹挟油滴回油。制冷剂气流裹挟油滴回油。其它物理、化学性质其它物理、化学性质44a2.2.制冷剂的溶水性制冷剂的溶水性v氟利昂和烃类物质都很难溶于水，氨易溶于水。氟利昂和烃类物质都很难溶于水，氨易溶于水。其它物理、化学性质其它物理、化学性质44a1 1）烃类制冷剂对金属无腐蚀。）烃类制冷剂对金属无腐蚀。2 2）纯氨对钢铁无腐蚀；对铝、铜或铜合金有轻）纯氨对钢铁无腐蚀；对铝、铜或铜合金有轻微腐蚀。但若氨中含微腐蚀。但若氨中含水水，则对，则对铜铜和几乎所有和几乎所有铜合铜合金金（磷青铜除外）产

35、生强烈腐蚀作用。（磷青铜除外）产生强烈腐蚀作用。3 3）氟利昂几乎对所有金属都无腐蚀，但对镁和）氟利昂几乎对所有金属都无腐蚀，但对镁和含镁含镁2%2%以上的铝合金是例外。氟利昂中含水时，以上的铝合金是例外。氟利昂中含水时，将水解生成酸性物质，对金属产生腐蚀作用。将水解生成酸性物质，对金属产生腐蚀作用。其它物理、化学性质其它物理、化学性质44a4.4.热稳定性热稳定性1 1）热分解温度）热分解温度 是制冷剂的在热作用下开始产生分解的温度，是制冷剂的在热作用下开始产生分解的温度，部分制冷剂的热分解温度见下表。部分制冷剂的热分解温度见下表。其它物理、化学性质其它物理、化学性质44a 制冷剂在与润滑油

36、共存的环境中，在有金属存在制冷剂在与润滑油共存的环境中，在有金属存在的条件下，能够长期稳定工作的温度。最高使用温度的条件下，能够长期稳定工作的温度。最高使用温度限制了压缩机的排气温度。限制了压缩机的排气温度。2 2）最高使用温度）最高使用温度其它物理、化学性质其它物理、化学性质44a 时间加权平均阈限值时间加权平均阈限值(TLV-TWA)(TLV-TWA)指根据指根据8 8小时工作日和小时工作日和4040小小时工作周的时间加权平均浓度，几乎全部工人可以重复地日复时工作周的时间加权平均浓度，几乎全部工人可以重复地日复一日地暴露在这种状态下而无不良反应。一日地暴露在这种状态下而无不良反应。其它物理

37、、化学性质其它物理、化学性质44aa 需要说明，有些制冷剂虽然无毒，但在空气中需要说明，有些制冷剂虽然无毒，但在空气中若浓度高到一定程度，会由于缺氧窒息成对人体的若浓度高到一定程度，会由于缺氧窒息成对人体的伤害。另外，含伤害。另外，含C1C1的氟利昂物质（的氟利昂物质（R11R11，R12R12，R21R21，R22R22等）遇到明火时会分解出剧毒的光气。这些都必等）遇到明火时会分解出剧毒的光气。这些都必须在使用中注意防范。须在使用中注意防范。其它物理、化学性质其它物理、化学性质44a其它物理、化学性质其它物理、化学性质44a其它物理、化学性质其它物理、化学性质44a其它物理、化学性质其它物理

38、、化学性质447.7.制冷剂的检漏制冷剂的检漏氨：嗅觉氨：嗅觉 酚酞试纸（玫瑰红色）酚酞试纸（玫瑰红色）石蕊试纸（红色变为蓝色）石蕊试纸（红色变为蓝色）a1.1.常用制冷剂及其性质常用制冷剂及其性质CCl4(R10)CH4(R50)CF4(R14)稳定性增大稳定性增大可燃性增大可燃性增大可燃性增大可燃性增大毒性中间大毒性中间大氯氟烃氯氟烃CFC氢氟烃HFC含氢氯氟烃含氢氯氟烃HCFCChlorine:氯氯Fluorine:氟氟Carbon:碳碳Hydrogen:氢氢氟利昂的限制与替代氟利昂的限制与替代5a受控制的消耗臭氧层物质受控制的消耗臭氧层物质氟利昂的限制与替代氟利昂的限制与替代5a氟利昂

39、的限制与替代氟利昂的限制与替代5a中国制冷空调和化工行业最终淘汰消耗臭氧层物质时间表中国制冷空调和化工行业最终淘汰消耗臭氧层物质时间表 注：允许维修使用到注：允许维修使用到2010年。年。氟利昂的限制与替代氟利昂的限制与替代5a2.替代制冷剂的研究动向替代制冷剂的研究动向R12、R134a、R600a主要物性及性能对比主要物性及性能对比氟利昂的限制与替代氟利昂的限制与替代5a常用制冷剂的性质常用制冷剂的性质 属于无机物类制冷剂，来源最广，最为安全属于无机物类制冷剂，来源最广，最为安全而便宜的工质。水不宜在压缩式制冷机中使用，而便宜的工质。水不宜在压缩式制冷机中使用，适合在空调用的吸收式和蒸汽喷

40、射式制冷机中适合在空调用的吸收式和蒸汽喷射式制冷机中1.1.水的特性（水的特性（R718R718）a2.2.氨的特性（氨的特性（R717R717）a3.3.氟利昂的特性氟利昂的特性1 1）R12R12aa2 2）R22R22 对大气臭氧层有轻微破坏作用，并产生温室效对大气臭氧层有轻微破坏作用，并产生温室效应。它是第二批被列入限用与禁用的制冷剂之一。应。它是第二批被列入限用与禁用的制冷剂之一。我国将在我国将在20402040年年1 1月月1 1日起禁止生产和使用。日起禁止生产和使用。aaaa3 3）RllRllaaaaa4.4.碳氢化合物的特性碳氢化合物的特性 aaaaan n n nBnBgB

41、1nCnAnWb1nWbnWbgnWn图图3.2 非共沸工质的非共沸工质的T-W图图aaaaa载冷剂：在间接制冷系统中用以传递冷量的中间介质载冷剂：在间接制冷系统中用以传递冷量的中间介质 在蒸发器中被制冷剂冷却并送到冷却设备在蒸发器中被制冷剂冷却并送到冷却设备中吸收被冷却系统的热量，然后返回蒸发器将中吸收被冷却系统的热量，然后返回蒸发器将吸收的热量传递给制冷剂，而载冷剂重新被冷吸收的热量传递给制冷剂，而载冷剂重新被冷却。如此循环不止，以达到连续制冷的目的。却。如此循环不止，以达到连续制冷的目的。av使用载冷剂的优点使用载冷剂的优点:一、一、使用载冷剂的优缺点使用载冷剂的优缺点a1 1）在制冷增

42、加了蒸发器与载冷剂、载冷剂与末端）在制冷增加了蒸发器与载冷剂、载冷剂与末端设备之间的两个传热温差；设备之间的两个传热温差；2 2）增加了载冷剂系统，使装置更复杂，造价提高）增加了载冷剂系统，使装置更复杂，造价提高。v使用载冷剂的缺点使用载冷剂的缺点:一、一、使用载冷剂的优缺点使用载冷剂的优缺点a1.制冷剂的作用是什么？制冷剂的作用是什么？2.按按ASHRAE的规定制冷剂是怎样分类的？的规定制冷剂是怎样分类的？3.什么是共沸制冷剂？什么是共沸制冷剂？4.无机化合物制冷剂的命名是怎样的？无机化合物制冷剂的命名是怎样的？5.选择制冷剂时有哪些要求？选择制冷剂时有哪些要求？6.常用制冷剂有哪些？各自工

43、作温度、工作压力怎样？常用制冷剂有哪些？各自工作温度、工作压力怎样？7.为什么国际上提出对为什么国际上提出对R11、R12、Rll3等制冷剂限制等制冷剂限制 使使用？用？8.试述试述R12、R22、R717、R123、R134a的主要性质。的主要性质。9.使用使用R134a时，应注意什么问题。时，应注意什么问题。10.试写出制冷剂试写出制冷剂R11、R115、R32和和R11、R12、Rl2B1的化学式。的化学式。思考题a11.11.试写出试写出CF3ClCF3Cl、CH4CH4、CHF3CHF3、C2H3F2ClC2H3F2Cl、H2OH2O、CO2CO2的编的编号。号。12.12.人们常讲

44、的无氟指的是什么意思？人们常讲的无氟指的是什么意思？13.13.共沸混合物类制冷剂有什么特点？共沸混合物类制冷剂有什么特点？14.14.简述简述R12R12、R22R22、R717R717与润滑油的溶解性。与润滑油的溶解性。15.15.为什么要严格控制氟利昂制冷剂中的含水量？为什么要严格控制氟利昂制冷剂中的含水量？aa二二.制冷系统对润滑油的要求制冷系统对润滑油的要求1.润滑油的粘度润滑油的粘度粘度决定滑动轴承中油膜的承载能力、摩擦功耗及密封能力；粘度决定滑动轴承中油膜的承载能力、摩擦功耗及密封能力；粘度大，则承载力强，密封性好，但流动阻力较大；粘度大，则承载力强，密封性好，但流动阻力较大；汽

45、车空调润滑油粘度较高，电冰箱等固定式系统润滑油粘度较低；汽车空调润滑油粘度较高，电冰箱等固定式系统润滑油粘度较低；高粘度润滑油可能在毛细管内形成高粘度润滑油可能在毛细管内形成“蜡堵蜡堵”或油或油“弹弹”现象，影响毛现象，影响毛细管的正常工作；细管的正常工作；润滑油的粘度对压缩机的能耗也有影响，考核参数取决于润滑油与制润滑油的粘度对压缩机的能耗也有影响，考核参数取决于润滑油与制冷剂混合物的粘度。冷剂混合物的粘度。2.与制冷剂的互溶性与制冷剂的互溶性互溶性好，在换热器传热管内表面不易形成油膜，对换热有利，否则互溶性好，在换热器传热管内表面不易形成油膜，对换热有利，否则会造成蒸发温度降低会造成蒸发温

46、度降低(蒸发压力不变时蒸发压力不变时)，制冷效果下降；，制冷效果下降；互溶性好，在换热器内不会发生互溶性好，在换热器内不会发生“池积池积”现象，有利于压缩机回油。现象，有利于压缩机回油。但互溶使油变稀，降低油的粘度，导致压缩机内油膜过薄，影响压缩但互溶使油变稀，降低油的粘度，导致压缩机内油膜过薄，影响压缩机润滑。机润滑。a3.3.热化学稳定性热化学稳定性制冷系统中，制冷剂、油、金属共存；制冷系统中，制冷剂、油、金属共存；高温会使润滑油发生化学反应，高温会使润滑油发生化学反应，导致油分解、劣化，生成沉积物和焦炭；导致油分解、劣化，生成沉积物和焦炭；分解后产生的酸会腐蚀电气绝缘材料。分解后产生的酸

47、会腐蚀电气绝缘材料。4.4.吸水性吸水性润滑油具有强亲水性，会给系统带入水分；润滑油具有强亲水性，会给系统带入水分；水在毛细管中形成冰晶，造成水在毛细管中形成冰晶，造成“冰堵冰堵”现象；现象；采用亲水性润滑油必须安装干燥过滤器。采用亲水性润滑油必须安装干燥过滤器。a三三.润滑油对制冷系统的影响润滑油对制冷系统的影响1.润滑油对压缩机的影响润滑油对压缩机的影响含油量超过含油量超过4%时，气阀处流动阻力增加，实际吸气压力降低，使实际吸时，气阀处流动阻力增加，实际吸气压力降低，使实际吸气比容增加；气比容增加；制冷剂含油还会影响气阀工作过程，改变制冷剂热力性质等，从而导致压制冷剂含油还会影响气阀工作过

48、程，改变制冷剂热力性质等，从而导致压缩机的制冷量和性能系数下降；缩机的制冷量和性能系数下降；压缩机功耗随含油量的增加而增加，而排气温度正好相反，随着含油量的压缩机功耗随含油量的增加而增加，而排气温度正好相反，随着含油量的增加而降低；增加而降低；此外压缩机排气管道中的润滑油内会溶解一定量制冷剂，使压缩机的实际此外压缩机排气管道中的润滑油内会溶解一定量制冷剂，使压缩机的实际排气量减少；排气量减少；由于在压缩机进气口处润滑油中溶解有一定量制冷剂，润滑油的粘度会降由于在压缩机进气口处润滑油中溶解有一定量制冷剂，润滑油的粘度会降低，导致润滑效果下降，容易造成压缩机机械部件损坏；低，导致润滑效果下降，容易

49、造成压缩机机械部件损坏；润滑油溶解了制冷剂而导致体积增大，在压缩机启动过程中，曲轴箱中的润滑油溶解了制冷剂而导致体积增大，在压缩机启动过程中，曲轴箱中的压力下降，引起溶解于润滑油中的制冷剂沸腾，产生大量泡沫，有可能将压力下降，引起溶解于润滑油中的制冷剂沸腾，产生大量泡沫，有可能将大量的油从曲轴箱带人气缸，产生液击，损坏设备；大量的油从曲轴箱带人气缸，产生液击，损坏设备；压缩机排气管道中的润滑油中溶解有较多的制冷剂压缩机排气管道中的润滑油中溶解有较多的制冷剂(约约32.5%-40%)，如果，如果使用油分离器，会使油中溶解的制冷剂不能进入循环，导致制冷剂质量流使用油分离器，会使油中溶解的制冷剂不能

50、进入循环，导致制冷剂质量流量减小，制冷量降低，故不宜使用油分离器；量减小，制冷量降低，故不宜使用油分离器；制冷剂与润滑油不能互溶的制冷系统，会有大量的润滑油进入循环。制冷剂与润滑油不能互溶的制冷系统，会有大量的润滑油进入循环。a2.润滑油对冷凝器的影响润滑油对冷凝器的影响制冷剂中润滑油含量非常低时制冷剂中润滑油含量非常低时(约为约为0.01%)，冷凝器内换热系数达到最，冷凝器内换热系数达到最大值，但与纯制冷剂时相比增幅不大；大值，但与纯制冷剂时相比增幅不大；总体上，换热系数随着润滑油含量的增加而降低；总体上，换热系数随着润滑油含量的增加而降低；由于润滑油溶于制冷剂，会导致制冷剂粘度增大，从而使