制冷原理及设备-制冷原理及设备-制冷原理及设备-第三章-制冷剂课件.ppt

1、2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室1第三章第三章 制冷剂制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室2 压缩机（压缩机（Compressor）冷凝器（冷凝器（Condenser）节流元件（节流元件（Expansion/Throttle valve）蒸发器（蒸发器（Evaporator）低温、低压蒸气低温、低压蒸气高压、过热蒸气高压、过热蒸气高压、过热蒸气高压、过热蒸气高压液体高压液体高压液体高压液体低温、低压两相流体低温、低压两相流体低温、低压两相流体低温、低压两相流体低温、低压蒸气低温、低压蒸气2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室3 3.

2、1 3.1 概述概述 3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质 3.3 3.3 混合制冷剂混合制冷剂 3.4 3.4 实用制冷剂实用制冷剂 3.5 3.5 第二制冷剂第二制冷剂主要内容主要内容2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室43.1 3.1 概述概述 制冷剂制冷剂 在制冷装置循环流动，通过在制冷装置循环流动，通过自身热力状态的变化自身热力状态的变化不断不断与外界发生能量交换，与外界发生能量交换，实现制冷。实现制冷。制冷剂发展历史制冷剂发展历史18341834年年 乙醚乙醚(蒸发压力低于大气压，空气渗入，引起爆炸）蒸发压力低于大气压，空气渗入，引起爆炸）18661866年年

3、 CO2CO218701870年年 NH3NH318741874年年 SO2SO2（使用达（使用达6060年之久，毒性大，被淘汰）年之久，毒性大，被淘汰）19551955年年 氟里昂（氟里昂（CmHnFxClyBrzCmHnFxClyBrz ）目前目前 替代工质的发展替代工质的发展 （以（以HFCHFC类物质取代类物质取代CFCs,R123,R134a,R152a,R14CFCs,R123,R134a,R152a,R14）2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室53.1.1 3.1.1 制冷剂的种类和符号表示制冷剂的种类和符号表示一、一、制冷剂的分类制冷剂的分类按组分分类：按组分

4、分类：单一制冷剂、混合物制冷剂单一制冷剂、混合物制冷剂按化学成分分类：按化学成分分类：无机化合物类、氟里昂类、碳氢化合物类无机化合物类、氟里昂类、碳氢化合物类按标准蒸发温度分类：按标准蒸发温度分类：高温低压制冷剂（沸点高温低压制冷剂（沸点0 0）中温中压制冷剂（中温中压制冷剂（0 0 沸点沸点6060）低温高压制冷剂（沸点低温高压制冷剂（沸点-60-60）2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室6二、二、制冷剂的命名制冷剂的命名R R数字或字母数字或字母3.1.1 3.1.1 制冷剂的种类和符号表示制冷剂的种类和符号表示1.无机化合物R7R71717R7R74444R7R7181

5、8R7R7XXXX无机化合物的分子量编号氨二氧化碳水举例2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室72.2.氟利昂氟利昂(卤代烃）卤代烃）R R2222分子式分子式C Cm mH Hn nF Fx xClCly yBrBrz z n n+x x+y y+z z=2 2m m+2+2编号编号同分异构体同分异构体溴分子数，为溴分子数，为0 0，B B可省略可省略R R(m(m1)(n+1)x(a,b1)(n+1)x(a,b)B Bz z举例举例二氟一氯甲烷二氟一氯甲烷(CHClF(CHClF2 2)二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷(CCl(CCl2 2F F2 2)R R12123.1.1 3

6、.1.1 制冷剂的种类和符号表示制冷剂的种类和符号表示乙烷系的同分异构体都具有相同的编号，但最对称的一种用编号后面不带任何字母乙烷系的同分异构体都具有相同的编号，但最对称的一种用编号后面不带任何字母来表示；随着同分异构体变得愈来愈不对称，则附加来表示；随着同分异构体变得愈来愈不对称，则附加a a、b b、c c等字母。例如等字母。例如CHF2-CHF2-CHF2CHF2表示为表示为R134R134，CF3-CH2FCF3-CH2F表示为表示为R134aR134a。2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室8氟利昂类制冷剂另一种命名方法氟利昂类制冷剂另一种命名方法a a 卤代烃卤代烃

7、(CFCs)(CFCs)仅包含仅包含C C、F F、ClCl原子原子b b 氟烃类氟烃类(HCFCs)(HCFCs)包含包含H H、C C、F F、ClCl原子原子c c 氢氟烃类氢氟烃类(HFCs)(HFCs)包含包含H H、F F、C C原子原子 用元素符号（如用元素符号（如CHCCHC、HCFCHCFC、HFCHFC）代替）代替R R符号，符号，如如R12R12称为称为CFC12CFC12、R22R22称为称为HCFC22HCFC223.1.1 3.1.1 制冷剂的种类和符号表示制冷剂的种类和符号表示2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室93.3.混合物混合物(1)(1)

8、共沸混合物共沸混合物 定义定义:共沸混合制冷剂与纯质制冷剂一样，在一定的压力共沸混合制冷剂与纯质制冷剂一样，在一定的压力下，具有几乎不变的饱和蒸发温度和相同的气、液相成下，具有几乎不变的饱和蒸发温度和相同的气、液相成分，即相变时有一个固定的沸点。分，即相变时有一个固定的沸点。命名命名:R5XXR5XX，XXXX按命名先后，从按命名先后，从0000开始开始 3.1.1 3.1.1 制冷剂的种类和符号表示制冷剂的种类和符号表示2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室10 共沸共沸(液体液体)制冷剂制冷剂=R152a/R12=R152a/R12(26.2/73.8)(26.2/73.8

9、)=R22/R115 =R22/R115 (48.8/51.2)(48.8/51.2)质量百分比质量百分比组成组成由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成，在气化由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成，在气化或液化过程中，蒸气成分与溶液或液化过程中，蒸气成分与溶液成分始终保持相同成分始终保持相同；在既定；在既定压力下，发生相变时对应的压力下，发生相变时对应的温度保持不变温度保持不变。编号编号R5R5XXXX举例举例R5R50000R5R50202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序号中顺次地规定其识序号中顺次地规定其识别编号。别编号。

10、2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室11(2)(2)非共沸混合物非共沸混合物定义：定义：非共沸混合制冷剂没有共沸点。即在定压下相变非共沸混合制冷剂没有共沸点。即在定压下相变时，气相和液相的成分不同，相变温度也在不断变化。时，气相和液相的成分不同，相变温度也在不断变化。命名：命名：R4XXR4XX，XXXX按命名先后，从按命名先后，从0000开始开始 3.1.1 3.1.1 制冷剂的种类和符号表示制冷剂的种类和符号表示2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室12 非共沸非共沸(液体液体)制冷剂制冷剂组成组成由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成。在定压由两种

11、或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成。在定压下气化或液化过程中，下气化或液化过程中，蒸气成分与溶液蒸气成分与溶液成分不断变化成分不断变化，对应，对应的的温度也不断变化温度也不断变化。编号编号R4R4XXXX举例举例R4R407c07cR4R404a04a 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序号中顺次地规定其识序号中顺次地规定其识别编号。别编号。R32/R125/R134a(23:25:52(%)R32/R125/R134a(23:25:52(%)R125/R143a/R134a(44:52:4(%)R125/R143a/R134a(44:

12、52:4(%)2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室134.4.其它（环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物）其它（环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物）编写方法规定：环烷烃及其卤代物用编写方法规定：环烷烃及其卤代物用RCRC开头，链烯烃及开头，链烯烃及其卤代物用其卤代物用RlRl开头，其后的数字排写规则与氟利昂及烷开头，其后的数字排写规则与氟利昂及烷烃类符号表示中数字排写规则相同。烃类符号表示中数字排写规则相同。3.1.1 3.1.1 制冷剂的种类和符号表示制冷剂的种类和符号表示2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室14 碳氢化合物碳氢化合物(烃类烃类)不饱和碳氢化合物和卤

13、代烯不饱和碳氢化合物和卤代烯 R R290290R R170170R1R1150150R1R1270270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丙烷丙烷(CH(CH4 4)乙烷乙烷 (C(C2 2H H6 6)R1R1+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 (C(C2 2H H4 4)丙烯丙烯 (C(C3 3H H6 6)烷烃类烷烃类烯烃类烯烃类3.1.1 3.1.1 制冷剂的种类和符号表示制冷剂的种类和符号表示2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室15制冷剂的选用原则制冷剂的选用原则:1.1.具有环境可接受性具有环境可接受性制冷剂的制冷剂的O

14、DPODP和和GWPGWP应尽可能的小应尽可能的小；2.2.热力学性质方面热力学性质方面在工作温度范围内有在工作温度范围内有合适的压力和压力比合适的压力和压力比。即希望蒸。即希望蒸发压力不低于大气压力，避免制冷系统的低压部分出现发压力不低于大气压力，避免制冷系统的低压部分出现负压；冷凝压力不要过高，以免设备过分笨重；冷凝压负压；冷凝压力不要过高，以免设备过分笨重；冷凝压力与蒸发压力之比也不宜过大，以免压缩终了的温度过力与蒸发压力之比也不宜过大，以免压缩终了的温度过高或使活塞式压缩机的输气系数过低。高或使活塞式压缩机的输气系数过低。3.1.2 3.1.2 选择制冷剂的考虑选择制冷剂的考虑2023

15、年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室16l单位制冷量单位制冷量qo和单位容积制冷量和单位容积制冷量qv比较大比较大:因为对于总制冷量一因为对于总制冷量一定的装置，定的装置，q0大可减少制冷剂的循环量；大可减少制冷剂的循环量；qv大可减少压缩机的输大可减少压缩机的输气量，故可缩小压缩机的尺寸；但对于离心式压缩机，尺寸过小气量，故可缩小压缩机的尺寸；但对于离心式压缩机，尺寸过小会带来制造上的困难，因此应当采用会带来制造上的困难，因此应当采用q0和和qv稍小的制冷剂。稍小的制冷剂。l比功比功w和单位容积压缩功和单位容积压缩功wv小，循环效率高。小，循环效率高。l等熵压缩的终了温度不能太高等

16、熵压缩的终了温度不能太高，以免润滑条作恶化，以免润滑条作恶化(润滑油黏润滑油黏性下降、结焦性下降、结焦)或制冷剂自身在高温下分解。或制冷剂自身在高温下分解。3.1.2 选择制冷剂的考虑选择制冷剂的考虑2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室173.3.迁移性质迁移性质 粘度、密度尽量小，这样可减少制冷剂在系统中的流动阻力及制冷粘度、密度尽量小，这样可减少制冷剂在系统中的流动阻力及制冷剂的充注量；导热系数大，这样可以提高热交换设备剂的充注量；导热系数大，这样可以提高热交换设备(如蒸发器、冷凝如蒸发器、冷凝器、回热器器、回热器)的传热系数，减少传热面积，使系统结构紧凑。的传热系数，减

17、少传热面积，使系统结构紧凑。4.4.物理化学性质方面物理化学性质方面 要求无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全；化学稳定性和热稳定性好，要求无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全；化学稳定性和热稳定性好，制冷剂要经得起蒸发和冷凝的循环变化，使用中不变质，不与润滑油制冷剂要经得起蒸发和冷凝的循环变化，使用中不变质，不与润滑油反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的高温下不分解。反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的高温下不分解。5.5.其他其他 原料来源充足，制造工艺简单，价格便宜。原料来源充足，制造工艺简单，价格便宜。3.1.2 3.1.2 选择制冷剂的考虑选择制冷剂的考虑2023年5月3日机械学院能动教研室机械

18、学院能动教研室18一、制冷剂的主要性质一、制冷剂的主要性质1)1)对环境的影响对环境的影响 臭氧衰减指数臭氧衰减指数ODPODP（Ozone Depletion PotentialOzone Depletion Potential）温室指数温室指数GWP(Global Warming Potential)GWP(Global Warming Potential)通常以通常以R11R11的的ODPODP为基准，为基准，CO2CO2的的GWPGWP值为基准，在此基准下值为基准，在此基准下 目前通常认为目前通常认为ODP0.05ODP0.05，GWP750GWP750的制冷剂是可以接受的的制冷剂是可

19、以接受的对 环 境 的 影 响热 力 性 质迁 移 性 质物 理 化 学 性 质3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室19 2)2)热力性质热力性质 制冷剂的热力性质是指其热力学状态参数之间的相互关系，即制冷剂的热力性质是指其热力学状态参数之间的相互关系，即制冷剂在各种状态下其压力制冷剂在各种状态下其压力(p)(p)、温度、温度(T)(T)、比体积、比体积(v)(v)、比焓、比焓(h)(h)、比熵、比熵(s)(s)等参数之间的关系。等参数之间的关系。其热力学状态参数可由实验和热力学微分方程式确定。在工其热力学状态参数可由实验和热力学微分方

20、程式确定。在工程上，这种热力学状态参数通常由热力性质图表查得，也可以根程上，这种热力学状态参数通常由热力性质图表查得，也可以根据制冷剂的热力性质数学模型由计算机求得。据制冷剂的热力性质数学模型由计算机求得。3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室20 3 3）粘性和导热性）粘性和导热性 制冷剂的迁移性质主要是指制冷剂的制冷剂的迁移性质主要是指制冷剂的粘性、导热性和比热容粘性、导热性和比热容，制冷剂，制冷剂的这些性质对制冷系统辅助设备的设计有重要的影响。的这些性质对制冷系统辅助设备的设计有重要的影响。粘性反映的是流体内部分子之间发生相对运动时

21、的摩擦阻力。粘性的粘性反映的是流体内部分子之间发生相对运动时的摩擦阻力。粘性的大小与流体种类、温度和压力有关。过冷液体的动力粘性系数可以近似大小与流体种类、温度和压力有关。过冷液体的动力粘性系数可以近似取相同温度下饱和液体的动力粘性系数。取相同温度下饱和液体的动力粘性系数。气态制冷剂其导热系数一般很小，并随温度的升高而增大，在制冷技气态制冷剂其导热系数一般很小，并随温度的升高而增大，在制冷技术常用的压力范围内，气体的导热系数实际上不随压力而变化。液体的术常用的压力范围内，气体的导热系数实际上不随压力而变化。液体的导热系数主要受温度影响，受压力影响很小。过冷液体的导热系数近似导热系数主要受温度影

22、响，受压力影响很小。过冷液体的导热系数近似取同温度下饱和液体的导热系数。取同温度下饱和液体的导热系数。3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室214 4）物理化学性质）物理化学性质 安 全 性热 稳 定 性对 材 料 的 作 用与 水 的 融 解 性与 润 滑 油 的 互 溶 性3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室22（1 1）安全性）安全性（中华人民共和国国家标准（中华人民共和国国家标准.制冷剂编号方法和安全性分类制冷剂编号方法和安全性分类.GB/T.GB/T 7778-20017

23、778-2001）A A：表示制冷剂体积浓度大于等于：表示制冷剂体积浓度大于等于0.040.04时没有毒性危害，即低毒性；时没有毒性危害，即低毒性；B B：表示制冷剂体积浓度小于：表示制冷剂体积浓度小于0.040.04时有毒性反应，即高毒性。时有毒性反应，即高毒性。1 1：表示不可燃，即在：表示不可燃，即在1818和和101kPa101kPa空气环境中无燃烧现象空气环境中无燃烧现象 2 2：表示中等可燃，即在：表示中等可燃，即在2121、101 kPa101 kPa和相对湿度为和相对湿度为5050的空气环境中燃的空气环境中燃烧下极限大于烧下极限大于0.1kg0.1kgm3m3，并且其燃烧热不大

24、于，并且其燃烧热不大于19000kJ/kg19000kJ/kg；3 3：表示强烈可燃，即在：表示强烈可燃，即在2121、10lkPa10lkPa和相对湿度为和相对湿度为5050的空气环境中燃的空气环境中燃烧下极限不大于烧下极限不大于0.1kg/m30.1kg/m3，或者其燃烧热大于，或者其燃烧热大于19000kJ/kg19000kJ/kg。燃烧性毒性低毒性高毒性不可燃A1B1燃烧性A2B2爆炸性A3B33.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室23 （2 2）热稳定性）热稳定性 在温度较高又有油、钢铁及铜等存在时，制冷剂长时间使用会在温度较高

25、又有油、钢铁及铜等存在时，制冷剂长时间使用会发生变质甚至热解。发生变质甚至热解。例如，当温度超过例如，当温度超过250250时氨会分解成氮和氢；时氨会分解成氮和氢；R12R12在与铁、铜在与铁、铜等金属接触时，在等金属接触时，在410410430430时分解时分解,并生成氢、氟和极毒的光气；并生成氢、氟和极毒的光气；R22R22在与铁相接触时在与铁相接触时550550开始分解。开始分解。因此，为了保证制冷剂不发生热分解现象，制冷剂工作温度不因此，为了保证制冷剂不发生热分解现象，制冷剂工作温度不允许超过其分解温度。比如氨的工作温度不得超过允许超过其分解温度。比如氨的工作温度不得超过150150，

26、R22R22和和R502R502不得超过不得超过145145。3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室24（3 3）对材料的作用）对材料的作用a.a.氟里昂氟里昂 对金属的作用：对金属的作用：对大多数金属无腐蚀性，除对大多数金属无腐蚀性，除MgMg、ZnZn及其含及其含MgMg合合金外；氟里昂遇水水解产生酸性物质，对金属有腐蚀作用；镀铜金外；氟里昂遇水水解产生酸性物质，对金属有腐蚀作用；镀铜现象：氟里昂润滑油能够融解铜，融解的铜在钢、铸铁表面会现象：氟里昂润滑油能够融解铜，融解的铜在钢、铸铁表面会析出。析出。对非金属材料的作用：对非金属材料

27、的作用：氟里昂对天然橡胶和树脂等材料是一种氟里昂对天然橡胶和树脂等材料是一种良好的有机溶剂，也可以使塑料等高分子化合物变软、膨胀和起良好的有机溶剂，也可以使塑料等高分子化合物变软、膨胀和起泡，即对高分子化合物具有所谓的泡，即对高分子化合物具有所谓的“膨润作用膨润作用”。3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室25（3 3）对材料的作用）对材料的作用b.b.碳氢化合物碳氢化合物对金属无腐蚀作用对金属无腐蚀作用c.c.氨氨 对钢铁无腐蚀作用，对铝、铜、铜合金轻微腐蚀作用；遇对钢铁无腐蚀作用，对铝、铜、铜合金轻微腐蚀作用；遇水，则对钢和铜合金有强

28、烈的腐蚀作用水，则对钢和铜合金有强烈的腐蚀作用 （4 4）与水的融解性）与水的融解性 氨：极易溶于水，有强烈腐蚀性氨：极易溶于水，有强烈腐蚀性 烷烃、氟里昂：不溶于水，含水容易产生冰堵现象烷烃、氟里昂：不溶于水，含水容易产生冰堵现象3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室26（5 5）与润滑油的融解性（与温度有关）与润滑油的融解性（与温度有关）基本不融解：基本不融解：R717R717、R13R13、R14R14、R744R744有限融解：有限融解：R22R22、R114R114无限融解：无限融解：R11R11、R12R12、R113R113

29、 选择：与制冷剂融解性较好的润滑油选择：与制冷剂融解性较好的润滑油3.2 3.2 制冷剂的性质制冷剂的性质2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室27一、共沸混合物制冷剂一、共沸混合物制冷剂1.1.共性共性(1)(1)在一定的蒸发压力下蒸发时，不仅其蒸发温度不变，而且蒸发温度一在一定的蒸发压力下蒸发时，不仅其蒸发温度不变，而且蒸发温度一般比组成它的单组分的蒸发温度低。般比组成它的单组分的蒸发温度低。(2)(2)在一定的蒸发温度下，共沸制冷剂的单位容积制冷量比组成它的单一在一定的蒸发温度下，共沸制冷剂的单位容积制冷量比组成它的单一制冷剂的容积制冷量要大。制冷剂的容积制冷量要大。(3

30、)(3)共沸制冷剂的化学稳定性较组成它的单一制冷剂好。共沸制冷剂的化学稳定性较组成它的单一制冷剂好。(4)(4)在全封闭和半封闭压缩机中，采用共沸制冷剂可使电机得到更好的冷在全封闭和半封闭压缩机中，采用共沸制冷剂可使电机得到更好的冷却，电机绕组温升减小。却，电机绕组温升减小。(5)(5)一定范围内，能耗更低。比如：蒸发温度一定范围内，能耗更低。比如：蒸发温度-60-60-30 -30 ，能耗，能耗R502R502低低于于R22R22；-10-1010 10 ，R502R502能耗高于能耗高于R22R223.3 3.3 混合制冷剂混合制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室2

31、82.R5002.R500（R12/R152aR12/R152a，73.8/26.273.8/26.2）沸点：沸点：33.5 33.5 ，用于替代，用于替代R12R123.R5023.R502（R22/R115R22/R115，48.8/51.248.8/51.2）沸点：沸点：45.4 45.4 ，用于替代，用于替代R22R224.R5034.R503（R23/R13R23/R13，40.1/59.940.1/59.9）沸点：沸点：87.9 87.9 ，用于替代，用于替代R13R135.R5075.R507（R125/R143aR125/R143a，50/5050/50）沸点：沸点：46.7

32、46.7 ，用于替代，用于替代R502R5023.3 3.3 混合制冷剂混合制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室29二、非共沸混合物二、非共沸混合物1.1.定义定义非共沸混合制冷剂是由两种或多种不同制冷剂按任意非共沸混合制冷剂是由两种或多种不同制冷剂按任意比例混合而成。它没有共沸点，在定压下蒸发或凝结比例混合而成。它没有共沸点，在定压下蒸发或凝结时，气相和液相的成分不同，温度也在不断变化。时，气相和液相的成分不同，温度也在不断变化。2.2.近共沸混合制冷剂近共沸混合制冷剂通常将泡露点的温度差小于通常将泡露点的温度差小于33的混合制冷剂称为近共的混合制冷剂称为近共沸混合制

33、冷剂沸混合制冷剂 CBBtBgATbblbg3.3 3.3 混合制冷剂混合制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室303.R401A3.R401A和和R401B R401B R12 R12替代物，性能与替代物，性能与R12R12也较接近也较接近 4.R407C4.R407C 沸点温度为沸点温度为43.443.4，R22R22的替代物的替代物 5.R410A 5.R410A 属于近共沸混合制冷剂属于近共沸混合制冷剂 ，R22R22的替代物的替代物 3.3 3.3 混合制冷剂混合制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室313.4 3.4 实用制冷剂实用制冷剂

34、一、无机化合物制冷剂一、无机化合物制冷剂 1 1、水（、水（R718R718）基本性质：标准沸点为基本性质：标准沸点为100100，冰点为，冰点为0 0；ODPODP和和GWPGWP值均为值均为0 0；适用范围：属于高温制冷剂，制冷温度高于适用范围：属于高温制冷剂，制冷温度高于0 0 场合，适用于吸场合，适用于吸收式、蒸气喷射式制冷系统收式、蒸气喷射式制冷系统 2 2、氨（、氨（R717R717）基本性质：标准沸点为基本性质：标准沸点为-33.4-33.4，凝固温度为，凝固温度为-77.7-77.7；ODPODP和和GWPGWP值均为值均为0 0；热力性质较好；融水性良好；不溶于润滑油；热力性

35、质较好；融水性良好；不溶于润滑油；适用范围：制冷温度高于适用范围：制冷温度高于65 65 的场合，多用于冷库的场合，多用于冷库2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室32二、氟里昂二、氟里昂1.1.共性共性(1)(1)分子量大、比重大、流动性差；分子量大、比重大、流动性差；(2)(2)绝热指数小，压缩终温比较低；绝热指数小，压缩终温比较低；(3)(3)对金属腐蚀性较小，对非金属高分子材料具有对金属腐蚀性较小，对非金属高分子材料具有“膨润作用膨润作用”；(4)(4)融水性极差；融水性极差；(5)(5)遇明火易分解；遇明火易分解；(6)(6)价格昂贵；价格昂贵；(7)(7)易泄漏，无

36、味不易察觉易泄漏，无味不易察觉3.4 3.4 实用制冷剂实用制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室33CCl4(R10)CH4(R50)CF4(R14)稳定性增大可燃性增大可燃性增大毒性中间大氯氟烃CFC氢氟烃HFC含氢氯氟烃HCFCChlorine:氯氯Fluorine:氟氟Carbon:碳碳Hydrogen:氢氢2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室342.R12(CFC12)2.R12(CFC12)沸点：沸点：29.829.8凝固点：凝固点：155 155 适用范围：适用范围：70 70 以上，中温制冷剂以上，中温制冷剂3.R11(CFC11)3.R

37、11(CFC11)沸点：沸点：23.8 23.8 凝固点：凝固点：-111-111 适用范围：适用范围：-5-510 10 ，高温制冷剂，高温制冷剂4.R22(HCFC22)4.R22(HCFC22)沸点：沸点：40.8 40.8 凝固点：凝固点：160 160 适用范围：适用范围：80 80 以上，替代以上，替代R12R12，中温制冷剂，中温制冷剂3.4 实用制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室355.R134a(HFC134a)5.R134a(HFC134a)沸点：沸点：26.5 26.5 凝固点：凝固点：101 101 适用范围：替代适用范围：替代R22R226.

38、R123(HCFC123)6.R123(HCFC123)沸点：沸点：27.9 27.9 凝固点：凝固点：107 107 适用范围：替代适用范围：替代R11R113.4 3.4 实用制冷剂实用制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室36四、碳氢化合物（四、碳氢化合物（505010 10 ）1.1.共性共性（1 1）凝固点低）凝固点低（2 2）不溶于水、不腐蚀金属、溶油性好）不溶于水、不腐蚀金属、溶油性好（3 3）便宜）便宜（4 4）易燃、易爆）易燃、易爆2.2.丙烷（丙烷（R290R290）沸点：沸点：42.2 42.2 凝固温度：凝固温度：197.1 197.1 3.4 3

39、.4 实用制冷剂实用制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室373.3.异丁烷（异丁烷（R600aR600a）沸点：沸点：11.7311.73凝固温度：凝固温度：160160适用范围：适用范围：R12R12的永久替代的永久替代4.4.甲烷（甲烷（R50R50）沸点：沸点：165.6165.6适用范围：适用范围：150150左右左右3.4 3.4 实用制冷剂实用制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室38一、载冷剂一、载冷剂1.1.定义定义载冷剂就是冷量的载体，俗称为冷媒。载冷剂先在蒸发器与制载冷剂就是冷量的载体，俗称为冷媒。载冷剂先在蒸发器与制冷剂发生热

40、交换获得冷量，然后用泵将被冷却了的载冷剂泵送冷剂发生热交换获得冷量，然后用泵将被冷却了的载冷剂泵送到各个用冷场所。在用冷场所的冷却设备内，载冷剂吸收被冷到各个用冷场所。在用冷场所的冷却设备内，载冷剂吸收被冷却对象的热量使其降温，载冷剂自身温度升高后再返回蒸发器却对象的热量使其降温，载冷剂自身温度升高后再返回蒸发器将热量传送给制冷剂。周而复始，载冷剂将制冷循环中供冷的将热量传送给制冷剂。周而复始，载冷剂将制冷循环中供冷的蒸发器与用冷的用户连接起来，起到了在用冷者和产冷者之间蒸发器与用冷的用户连接起来，起到了在用冷者和产冷者之间传递冷量的作用。传递冷量的作用。3.5 3.5 第二制冷剂第二制冷剂2

41、023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室392.2.优点优点(1)(1)可以将制冷系统集中在机房或者一个很小的范围内，使可以将制冷系统集中在机房或者一个很小的范围内，使制冷系统的管道和接头大大减少，便于密封和系统检漏；制冷系统的管道和接头大大减少，便于密封和系统检漏；(2)(2)制冷剂的充注量也大大减少；制冷剂的充注量也大大减少；(3)(3)在大容量集中供冷装置中采用载冷剂可解决冷量的控制在大容量集中供冷装置中采用载冷剂可解决冷量的控制和分配问题，便于机组的运行营理；和分配问题，便于机组的运行营理；(4)(4)便于安装，生产厂可以直接将制冷系统安装好，用户只便于安装，生产厂可以直接

42、将制冷系统安装好，用户只需要在现场安装好载冷剂系统。需要在现场安装好载冷剂系统。3.5 3.5 第二制冷剂第二制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室403.3.选用原则选用原则(1)(1)在使用温度范围内呈液态，在使用温度范围内呈液态，(2)(2)凝固点低，挥发性好；凝固点低，挥发性好；(3)(3)无毒、无刺激性，不易燃、无爆炸危险；无毒、无刺激性，不易燃、无爆炸危险；(4)(4)对金属腐蚀性小；对金属腐蚀性小；(5)(5)粘度小，相对密度小，传热性能好，比热容较大；粘度小，相对密度小，传热性能好，比热容较大；(6)(6)化学稳定性好；价格低廉，易于获得。化学稳定性好；价

43、格低廉，易于获得。4.4.水水只适用于载冷温度在只适用于载冷温度在00以上的场合以上的场合 3.5 3.5 第二制冷剂第二制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室415.5.无机盐水溶液无机盐水溶液(1)(1)基本性质基本性质共晶温度共晶温度共晶浓度共晶浓度(2)(2)蒸发温度比析冰温度蒸发温度比析冰温度 高高5 58 8(3)(3)定期检测盐浓度定期检测盐浓度(4)(4)需要添加防腐剂，如需要添加防腐剂，如 （Na2Cr2O7,NaOHNa2Cr2O7,NaOH）0TWTEE析冰线析盐线G溶液固体（冰 晶体盐）E冰溶液3.5 3.5 第二制冷剂第二制冷剂2023年5月3日

44、机械学院能动教研室机械学院能动教研室426.6.有机载冷剂有机载冷剂(1)(1)有机液体载冷剂（冰点温度有机液体载冷剂（冰点温度100 100 左右）左右）甲醇：冰点甲醇：冰点97 97 乙醇：冰点乙醇：冰点117 117 特点：比重大、粘性小、比热容小特点：比重大、粘性小、比热容小 其它：二氯甲烷（其它：二氯甲烷（CH2Cl2CH2Cl2）、三氯乙烯（）、三氯乙烯（C2HCl3C2HCl3）和其他氟里昂液体）和其他氟里昂液体 (2)(2)有机溶液载冷剂有机溶液载冷剂甲醇、乙醇水溶液：比重和比热容均比其纯溶液高，它们的流动性都比较甲醇、乙醇水溶液：比重和比热容均比其纯溶液高，它们的流动性都比较

45、好，都有挥发性和可燃性。好，都有挥发性和可燃性。丙三醇水溶液丙三醇水溶液(甘油甘油)：对金属无腐蚀、无毒，可以和食品直接接触，是良：对金属无腐蚀、无毒，可以和食品直接接触，是良好的载冷剂好的载冷剂 其它：乙二醇、丙二醇水溶液其它：乙二醇、丙二醇水溶液3.5 3.5 第二制冷剂第二制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室43二、蓄冷剂二、蓄冷剂 1.1.定义定义蓄冷剂是冷的储蓄者，其作用是在某一时段内将制冷系统产生的冷量贮存起来，蓄冷剂是冷的储蓄者，其作用是在某一时段内将制冷系统产生的冷量贮存起来，供冷量用户在另一时段使用。蓄冷剂主要用于电网供冷量用户在另一时段使用。蓄冷剂主

46、要用于电网“移峰填谷移峰填谷”的场合。的场合。2.2.水水当水用作为蓄冷剂时是采用显热式蓄冷当水用作为蓄冷剂时是采用显热式蓄冷 3.3.冰冰冰蓄冷主要是利用水的相态变化，结冰时吸收冷量，融冰时释放冷量的机理。冰蓄冷主要是利用水的相态变化，结冰时吸收冷量，融冰时释放冷量的机理。4.4.共晶盐共晶盐是指无机盐水溶液。共晶盐蓄冷是潜热蓄冷的另一种方式，即处于共晶浓度下的是指无机盐水溶液。共晶盐蓄冷是潜热蓄冷的另一种方式，即处于共晶浓度下的盐溶液，在共晶温度下结冰时，和纯液体一样要放出一定的潜热，这时形成的冰又盐溶液，在共晶温度下结冰时，和纯液体一样要放出一定的潜热，这时形成的冰又成为共晶冰。当共晶冰

47、融化时，需要吸收热量。成为共晶冰。当共晶冰融化时，需要吸收热量。3.5 3.5 第二制冷剂第二制冷剂2023年5月3日机械学院能动教研室机械学院能动教研室44思考题思考题1.1.制冷剂的作用是什么？制冷剂的作用是什么？2.2.制冷剂是怎样分类的？制冷剂是怎样分类的？3.3.什么是共沸制冷剂？什么是共沸制冷剂？4.4.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？5.5.选择制冷剂时有哪些要求？选择制冷剂时有哪些要求？6.6.家用的冰箱、空调用什么制冷剂？家用的冰箱、空调用什么制冷剂？7.7.常用制冷剂有哪些？它们的工作温度、工作压力怎样？常用制冷剂有哪些？它们的工作温度、工作

48、压力怎样？8.8.为什么国际上提出对为什么国际上提出对R11R11、R12R12、Rll3Rll3等制冷剂限制使用？等制冷剂限制使用？9.9.试述试述R12R12、R22R22、R717R717、R123R123、R134aR134a的主要性质。的主要性质。10.10.试写出制冷剂试写出制冷剂R11R11、R115R115、R32R32和和R11R11、R12R12、Rl2B1Rl2B1的化学式。的化学式。11.11.试写出试写出CF3ClCF3Cl、CH4CH4、CHF3CHF3、C2H3F2ClC2H3F2Cl、H2OH2O、CO2CO2的编号。的编号。12.12.什么叫载冷剂？对载冷剂的要求有哪些？什么叫载冷剂？对载冷剂的要求有哪些？13.13.常用载冷剂的种类有哪些？它们的适用范围怎样？常用载冷剂的种类有哪些？它们的适用范围怎样？14.14.水作为载冷剂有什么优点？水作为载冷剂有什么优点？