1、2022-4-231第三章第三章 制冷剂、载冷剂与冷冻机油制冷剂、载冷剂与冷冻机油 3 31 1 制冷剂制冷剂 3 32 2 制冷剂与环境保护制冷剂与环境保护 习题三习题三3 33 3 载冷剂载冷剂 3 34 4 冷冻机油冷冻机油 2022-4-2323 31 1 制制 冷冷 剂剂一、制冷剂的概念一、制冷剂的概念 如图如图3 31 1所示，在蒸气压缩式制冷的蒸发器里吸热后由液所示，在蒸气压缩式制冷的蒸发器里吸热后由液体转变为蒸气，在冷凝器里放热后再由蒸气转变为液体的流体转变为蒸气，在冷凝器里放热后再由蒸气转变为液体的流体物质叫做制冷剂。体物质叫做制冷剂。图图3 31 1 蒸气压缩式制冷中的制冷
2、剂蒸气压缩式制冷中的制冷剂2022-4-233 在液体汽化法制冷中，制冷剂在密闭的管道内循环流动，在液体汽化法制冷中，制冷剂在密闭的管道内循环流动，依靠自身热力状态的变化，按照人们的意志不断地在指定区依靠自身热力状态的变化，按照人们的意志不断地在指定区域吸收热量，并传递给外界高温热源，从而实现制冷。域吸收热量，并传递给外界高温热源，从而实现制冷。 制冷剂是液体汽化法制冷系统完成制冷循环中实现热能制冷剂是液体汽化法制冷系统完成制冷循环中实现热能转移所必需的工作物质，简称工质。转移所必需的工作物质，简称工质。 液体汽化时都要吸收热量，具有制冷作用，但是否任何液体汽化时都要吸收热量，具有制冷作用，但
3、是否任何液体都可以作为制冷剂呢液体都可以作为制冷剂呢? ?答案是否定的。这是由于制冷剂必答案是否定的。这是由于制冷剂必须满足诸多要求。须满足诸多要求。2022-4-234 二、对制冷剂的主要要求二、对制冷剂的主要要求 1 1临界温度要高、凝固温度要低、沸点要低临界温度要高、凝固温度要低、沸点要低 临界温度高，不但可用常温的冷却水或空气对高温高压下临界温度高，不但可用常温的冷却水或空气对高温高压下的制冷剂蒸气进行冷凝，而且在远离临界状态下物质的汽化潜的制冷剂蒸气进行冷凝，而且在远离临界状态下物质的汽化潜热较大、节流损失较小。热较大、节流损失较小。 凝固温度低，可保证制冷剂在蒸发温度下不至于凝固，
4、以凝固温度低，可保证制冷剂在蒸发温度下不至于凝固，以保证制冷剂的流动性质。保证制冷剂的流动性质。 沸点要低，可实现低温制冷。沸点要低，可实现低温制冷。 2022-4-235 2 2工作压力要适当工作压力要适当 (1)(1)要求蒸发压力要求蒸发压力( ( p p。) )略高于大气压略高于大气压 蒸发压力高于大气压，可蒸发压力高于大气压，可以避免在低压部分出现负压，以避免在低压部分出现负压，否则，在密封不良的情况下外否则，在密封不良的情况下外界空气有机会渗入制冷系统，界空气有机会渗入制冷系统，如图如图3 32 2所示。空气渗入制冷所示。空气渗入制冷系统后会引起系统后会引起“冰堵冰堵”“”“镀铜镀铜
5、”及腐蚀设备材料和改变系统的及腐蚀设备材料和改变系统的运行参数等不良后果。运行参数等不良后果。图图3 32 2 蒸气压缩式制冷系统蒸气压缩式制冷系统 出现负压后空气会渗入出现负压后空气会渗入制冷技术中习惯将制冷剂在蒸发器中的汽化称为制冷技术中习惯将制冷剂在蒸发器中的汽化称为“蒸发蒸发”，其实这个过程主要是，其实这个过程主要是沸腾汽化。沸腾汽化。2022-4-236 (2)(2)冷凝压力冷凝压力(Pk)(Pk)不要过高不要过高 如果冷凝压力过高，不但工作时处于高压下的制冷压缩机、如果冷凝压力过高，不但工作时处于高压下的制冷压缩机、冷凝器、节流件及连接管道等冷凝器、节流件及连接管道等( (图图3
6、33)3)要承受更高的工作压力，要承受更高的工作压力，而且制冷剂外泄的可能性更大。这样，对设备材料的力学性能、而且制冷剂外泄的可能性更大。这样，对设备材料的力学性能、制作工艺和施工要求等就得提出更高的要求。制作工艺和施工要求等就得提出更高的要求。图图3 33 3 蒸气压缩式制冷系统的高压部分蒸气压缩式制冷系统的高压部分 (3)(3)冷凝压力与蒸发压力之比要小冷凝压力与蒸发压力之比要小 实践表明，压力比大会提高制冷压缩机的排气温度和压实践表明，压力比大会提高制冷压缩机的排气温度和压缩功耗，同时使压缩机的输气系数下降。缩功耗，同时使压缩机的输气系数下降。2022-4-237 3 3单位质量制冷量单
7、位质量制冷量( ( q q。) )要大。单位容积制冷量要大。单位容积制冷量( (q qv v ) )要适要适当当 单位质量制冷量单位质量制冷量( ( q q。) )大，则可以在保证制冷能力的前提下，大，则可以在保证制冷能力的前提下，减少系统内制冷剂的循环量，从而减小设备的尺寸，降低压缩机减少系统内制冷剂的循环量，从而减小设备的尺寸，降低压缩机对制冷剂的循环功率和减少对制冷设备的投资。对制冷剂的循环功率和减少对制冷设备的投资。 对于大、中型的制冷机而言，希望所用制冷剂的单位容积制对于大、中型的制冷机而言，希望所用制冷剂的单位容积制冷量冷量( ( q qv v ) )尽可能地大，以保证在制冷能力不
8、变的前提下，减少尽可能地大，以保证在制冷能力不变的前提下，减少压缩机的排气量，从而缩小压缩机的尺寸，同时降低压缩功率等。压缩机的排气量，从而缩小压缩机的尺寸，同时降低压缩功率等。而对于小型制冷机来说，希望所用制冷剂的单位容积制冷量不要而对于小型制冷机来说，希望所用制冷剂的单位容积制冷量不要太大，这样，一方面不会因制冷剂通过的流道截面太窄而使其流太大，这样，一方面不会因制冷剂通过的流道截面太窄而使其流动阻力增大，另一方面可以降低小型设备制造和加工、安装的难动阻力增大，另一方面可以降低小型设备制造和加工、安装的难度。度。2022-4-238 4 4绝热指数要小。导热系数要高，黏度和密度要小绝热指数
9、要小。导热系数要高，黏度和密度要小 绝热指数小可减少制冷压缩机的功耗，降低排气温度，从绝热指数小可减少制冷压缩机的功耗，降低排气温度，从而改善运行性能，简化压缩机的设计。而改善运行性能，简化压缩机的设计。 导热系数高可以提高换热器导热系数高可以提高换热器( (主要指冷凝器和蒸发器主要指冷凝器和蒸发器) )的换的换热效率，减少换热面积，使制冷设备的结构更加紧凑、材料更热效率，减少换热面积，使制冷设备的结构更加紧凑、材料更加节约。加节约。 黏度和密度较小的制冷剂在系统内流动时受到的阻力较小，黏度和密度较小的制冷剂在系统内流动时受到的阻力较小，从而降低了压缩机所需要提供的循环功率，提高能效比。从而降
10、低了压缩机所需要提供的循环功率，提高能效比。2022-4-239 5 5无毒、不燃烧、不爆炸。化学稳定性好无毒、不燃烧、不爆炸。化学稳定性好 无毒，包括不污染食品、不对人体生理产生不良影响和不无毒，包括不污染食品、不对人体生理产生不良影响和不给大气环境带来破坏。给大气环境带来破坏。 采用无燃烧、无爆炸危险的制冷剂，可以保证工作人员、采用无燃烧、无爆炸危险的制冷剂，可以保证工作人员、制冷设备以及场地的安全，并提高设备运行的可靠性。制冷设备以及场地的安全，并提高设备运行的可靠性。 制冷剂的化学性质稳定，不但可以保证制冷剂本身在高温制冷剂的化学性质稳定，不但可以保证制冷剂本身在高温等极端条件下不分解
11、、变质等，还能保证它不与冷冻机油、金等极端条件下不分解、变质等，还能保证它不与冷冻机油、金属、橡塑制品等发生化学反应，减轻了对制冷系统各部件和管属、橡塑制品等发生化学反应，减轻了对制冷系统各部件和管道的腐蚀和破坏作用，延长制冷设备的工作寿命和使用周期。道的腐蚀和破坏作用，延长制冷设备的工作寿命和使用周期。2022-4-2310 6 6价格便宜。易于获得价格便宜。易于获得 就小型制冷设备而言，所用的制冷剂的量并不多，制冷就小型制冷设备而言，所用的制冷剂的量并不多，制冷剂的成本并不显眼。但对于中型、大型制冷设备来说，无论剂的成本并不显眼。但对于中型、大型制冷设备来说，无论是首次投入，还是日后检修时
12、的补充，所用的制冷剂的量十是首次投入，还是日后检修时的补充，所用的制冷剂的量十分可观。所以，制冷剂的价格是人们不能不考虑的问题。分可观。所以，制冷剂的价格是人们不能不考虑的问题。 上述要求只是从主观愿望出发的，现实中是找不到完全上述要求只是从主观愿望出发的，现实中是找不到完全满足所有要求的物质的。作为制冷剂的不同物质都会有自身满足所有要求的物质的。作为制冷剂的不同物质都会有自身的长处和不足，实践中应按照不同的要求和用途，合理地选的长处和不足，实践中应按照不同的要求和用途，合理地选择相对来说比较理想的物质作为制冷剂。一旦选定某种物质择相对来说比较理想的物质作为制冷剂。一旦选定某种物质作为制冷剂后
13、，相应的制冷系统的设计和运行操作等因素必作为制冷剂后，相应的制冷系统的设计和运行操作等因素必须与之相匹配。须与之相匹配。2022-4-2311 三、制冷剂的分类三、制冷剂的分类 能作为制冷剂的物质很多，曾经和正在使用的制冷剂物质能作为制冷剂的物质很多，曾经和正在使用的制冷剂物质超过一百种，并且新的制冷剂也不断出现。通常，可以从物质超过一百种，并且新的制冷剂也不断出现。通常，可以从物质的化学组成以及标准沸点和冷凝压力两个方面对制冷剂进行分的化学组成以及标准沸点和冷凝压力两个方面对制冷剂进行分类。类。 1 1按化学组成分类按化学组成分类 目前，大多数国家都采用美国供暖制冷空调工程师协会标目前，大多
14、数国家都采用美国供暖制冷空调工程师协会标准准(ASHRAE standard34(ASHRAE standard3478)78)的规定来命名制冷剂。这一标准的规定来命名制冷剂。这一标准的命名方法是用英文单词的命名方法是用英文单词Refrigerant(Refrigerant(制冷剂制冷剂) )的首字母的首字母R R开头，开头，后面加上相关的数字和字母来表示制冷剂的种类和化学结构等。后面加上相关的数字和字母来表示制冷剂的种类和化学结构等。按照这个标准，制冷剂主要分类和命名如下：按照这个标准，制冷剂主要分类和命名如下：2022-4-2312 (1)(1)卤化碳类制冷剂卤化碳类制冷剂( (氟利昂类制
15、冷剂氟利昂类制冷剂) ) 卤化碳类制冷剂又称卤碳化合物类制冷剂，是饱和碳氢化卤化碳类制冷剂又称卤碳化合物类制冷剂，是饱和碳氢化合物的卤素合物的卤素( (一般指氟、氯、溴一般指氟、氯、溴) )衍生物的总称。最初，美国杜衍生物的总称。最初，美国杜邦公司以邦公司以“FreonFreon”( (氟利昂氟利昂) )作为卤化碳类物质的商业名称，其作为卤化碳类物质的商业名称，其后被公认为这类制冷剂的正式名称。后被公认为这类制冷剂的正式名称。 用于生产氟利昂制冷剂的饱和碳氢化合物主要有甲烷用于生产氟利昂制冷剂的饱和碳氢化合物主要有甲烷( CH( CH4 4 ) )、乙烷、乙烷( C( C2 2 H H6 6
16、) )和丙烷和丙烷( C( C3 3H H8 8 ) )。饱和碳氢化合物的分。饱和碳氢化合物的分子通式是子通式是C Cm mH H2m+22m+2，当部分或全部的氢被卤素取代后，所得的衍，当部分或全部的氢被卤素取代后，所得的衍生物的分子通式为生物的分子通式为: C: Cm mH Hn nF Fp pClClq qBrBrr r 。 上式中，上式中，m m、n n、p p、q q 和和 r r 分别表示组成该物质分子的碳分别表示组成该物质分子的碳( C )( C )、氢、氢( H )( H )、氟、氟( F )( F )、氯、氯( C1 )( C1 )和溴和溴( Br )( Br )元素的原子元
17、素的原子个数。个数。2022-4-2313 氟利昂制冷剂氟利昂制冷剂代号的命名方法是：代号的命名方法是：R( R( m m1 )( 1 )( n n+1 )( +1 )( p p ) ) B ( r )B ( r )。必须指出：。必须指出： 1)1)如果组分中不含溴元素，即如果组分中不含溴元素，即 r r = O = O，则制冷剂代号中的，则制冷剂代号中的B B 及其后的及其后的 “O O” 省去不写。省去不写。 2)2)对于甲烷类衍生物的制冷剂代号，根据书写规定，对于甲烷类衍生物的制冷剂代号，根据书写规定，R R 后后面的第一个数字应为面的第一个数字应为 “O O”，但习惯上都省去不写。如一
18、氯二，但习惯上都省去不写。如一氯二氟甲烷氟甲烷(CHClF(CHClF2 2) )：m m 1 = 01 = 0，n n + 1 = 2 + 1 = 2，p p = 2 = 2，r r = O = O，按，按规定应写为规定应写为R022R022，实际中写成，实际中写成R22R22。 2022-4-2314氟利昂氟利昂 FreonFreon R22R22属属HCFCHCFC类制冷剂，用于家用、类制冷剂，用于家用、商用空调系统，以及中、低温商用冷藏商用空调系统，以及中、低温商用冷藏设备，包括：食品加工设备、超市展示设备，包括：食品加工设备、超市展示柜、食品生产和贮藏设备，以及冷藏运柜、食品生产和贮
19、藏设备，以及冷藏运输系统。它还可以作为挤出型聚苯乙烯输系统。它还可以作为挤出型聚苯乙烯和聚氨酯发泡剂。和聚氨酯发泡剂。 在常温常压下为无色气体，在高压在常温常压下为无色气体，在高压下为无色透明液体，无毒不燃，具有良下为无色透明液体，无毒不燃，具有良好的热稳定性和化学稳定性，不腐蚀金好的热稳定性和化学稳定性，不腐蚀金属。属。(HCFC)(HCFC)氢化含氯氟烃是继氟利昂之后被宽泛利用的制冷剂。然而，因为是继氟利昂之后被宽泛利用的制冷剂。然而，因为其对温室效应的影响指数较高，也很快被参加了淘汰的名单。其对温室效应的影响指数较高，也很快被参加了淘汰的名单。 2022-4-2315 3) 3)对于同分
20、异构体物质的制对于同分异构体物质的制冷剂，在按上述命名办法规定的冷剂，在按上述命名办法规定的书写外，另加书写外，另加 “a a” “b b” “c c” 等等予以区别。如图予以区别。如图3 34 4所示两种四所示两种四氟乙烷的同分异构体氟乙烷的同分异构体 CHFCHF2 2CHFCHF2 2和和CHCH2 2FCFFCF3 3制冷剂代号分别是制冷剂代号分别是R134R134和和R134aR134a。 图图3 34 4 两种四氟乙烷两种四氟乙烷同分异构体的结构示意图同分异构体的结构示意图 常见氟利昂类各种制冷剂的化学名称、化学分子式及相常见氟利昂类各种制冷剂的化学名称、化学分子式及相应制冷剂代号
21、，如表应制冷剂代号，如表3 31 1所示。所示。2022-4-2316 R134aR134a作为作为R12R12的替代工质，主要用的替代工质，主要用在汽车空调、家用电器、小型固定制冷在汽车空调、家用电器、小型固定制冷设备、超级市场的中温制冷、工商业的设备、超级市场的中温制冷、工商业的制冷机。它是制冷机。它是HFCHFC型制冷剂，不但有很型制冷剂，不但有很好的制冷性能和环保性能，并且无毒性，好的制冷性能和环保性能，并且无毒性，不易然。不易然。 R134aR134a可用在许多领域可用在许多领域, ,制冷、制冷、聚合物发泡和气雾剂产品。但为使聚合物发泡和气雾剂产品。但为使 R134aR134a在这些
22、领域达到最佳性能，有时在这些领域达到最佳性能，有时需要设备设计改变。需要设备设计改变。2022-4-2317表表3 31 1 氟利昂类制冷剂氟利昂类制冷剂 化学名称化学名称 化学分子式化学分子式 制冷剂代号制冷剂代号 四氯化碳四氯化碳 CClCCl4 4 R10R10 三氯氟甲烷三氯氟甲烷 CClCCl3 3F F R11R11 二氯二氟甲烷二氯二氟甲烷 CClCCl2 2R R2 2 R12R12 溴氯二氟甲烷溴氯二氟甲烷 CBrClFCBrClF2 2 R12B1R12B1 二溴二氟甲烷二溴二氟甲烷 CBrCBr2 2 F F2 2 R12B2R12B2 氯三氟甲烷氯三氟甲烷 CClFCC
23、lF3 3 R13R13 溴三氟甲烷溴三氟甲烷 CBrFCBrF3 3 R13B1R13B1 四氟化碳四氟化碳 CFCF4 4 R14R14 三氯甲烷三氯甲烷 CHClCHCl3 3 R20R20 二氯氟甲烷二氯氟甲烷 CHClCHCl2 2F F R21R21 氯二氟甲烷氯二氟甲烷 CHClFCHClF2 2 R22R22 三氟甲烷三氟甲烷 CHFCHF3 3 R23R232022-4-2318 二氯甲烷二氯甲烷 CHCH2 2C1C12 2 R30R30 氯氟甲烷氯氟甲烷 CHCH2 2ClFClF R31R31 二氟甲烷二氟甲烷 CHCH2 2F F2 2 R32R32 氯甲烷氯甲烷 C
24、HCH3 3ClCl R40R40 氟甲烷氟甲烷 CHCH3 3F F R41R41 六氯乙烷六氯乙烷 CClCCl3 3CClCCl3 3 R110R110 五氯氟乙烷五氯氟乙烷 CClCCl3 3CClCCl2 2F F R111R111 l,l,2,2 - l,l,2,2 - 四氯二氟乙烷四氯二氟乙烷 GClGCl2 2FGClFGCl2 2F F R112R112 1,l,1,2 - 1,l,1,2 - 四氯二氟乙烷四氯二氟乙烷 CClCCl3 3CClF2CClF2 R112aR112a 1,l,2 - 1,l,2 - 三氯三氟乙烷三氯三氟乙烷 CClCCl2 2 FCClF FCC
25、lF2 2 R113R113 1,1,1 - 1,1,1 - 三氯三氟乙烷三氯三氟乙烷 CClCCl3 3CFCF3 3 R113aR113a 1,2 - 1,2 - 二氯四氟乙烷二氯四氟乙烷 CClFCClF2 2 CClF CClF2 2 R114R114 1,1 - 1,1 - 二氯四氟乙烷二氯四氟乙烷 CClCCl2 2FCFFCF3 3 R114aR114a 化学名称化学名称 化学分子式化学分子式 制冷剂代号制冷剂代号2022-4-2319 化学名称化学名称 化学分子式化学分子式 制冷剂代号制冷剂代号 1,2 - 1,2 - 二溴四氟乙烷二溴四氟乙烷 CBrFCBrF2 2CBrFC
26、BrF2 2 R114B2R114B2 氯五氟乙烷氯五氟乙烷 CClFCClF2 2CFCF3 3 R115R115 六氟乙烷六氟乙烷 CFCF3 3CFCF3 3 R116R116 五氯乙烷五氯乙烷 CHClCHCl2 2CC1CC13 3 R120R120 2,2 - 2,2 - 二氯二氯 - 1,1,1 - - 1,1,1 - 三氟乙烷三氟乙烷 CHClCHCl2 2CFCF3 3 R123R123 2 - 2 - 氯氯 - 1,1,1,2 - - 1,1,1,2 - 四氟乙烷四氟乙烷 CHClFCFCHClFCF3 3 R124R124 1 - 1 - 氯氯 - 1,1,2,2 - -
27、 1,1,2,2 - 四氟乙烷四氟乙烷 CHFCHF2 2CClFCClF2 2 R124aR124a 五氟乙烷五氟乙烷 CHFCHF2 2CFCF3 3 R125R125 2 - 2 - 氯氯 - 1- 1，l l，1 - 1 - 三氟乙烷三氟乙烷 CHCH2 2ClCFClCF3 3 R133aR133a 1,1,1,2 - 1,1,1,2 - 四氟乙烷四氟乙烷 CHCH2 2FCFFCF3 3 R134aR134a 1,1,1 - 1,1,1 - 三氯乙烷三氯乙烷 CHCH3 3CClCCl3 3 R140aR140a 1 - 1 - 氯氯 - 1- 1，l - l - 二氟乙烷二氟乙烷
28、 CHCH3 3CClFCClF2 2 R142bR142b 1 1，l l，l - l - 三氟乙烷三氟乙烷 CHCH3 3CFCF3 3 R143aR143a 1,1 - 1,1 - 二氯乙烷二氯乙烷 CHCH3 3CHClCHCl2 2 R150aR150a 1,1 - 1,1 - 二氟乙烷二氟乙烷 CHCH3 3CHFCHF2 2 R152aR152a 氯乙烷氯乙烷 CHCH3 3CHCH2 2 Cl Cl R160R160 八氟丙烷八氟丙烷 CFCF3 3CFCF2 2CFCF3 3 R218R2182022-4-2320 (2)(2)环状化合物类环状化合物类 常用的常用的环状化合物
29、类环状化合物类物质制冷剂的化学名称及分子式见表物质制冷剂的化学名称及分子式见表3 32 2，其制冷剂代号的编写规则与氟利昂的编号规则相似，只，其制冷剂代号的编写规则与氟利昂的编号规则相似，只是要在是要在 R R 后面加一个后面加一个 C C 。表表3 32 2 环状化合物类制冷剂环状化合物类制冷剂 化学名称化学名称 化学分子式化学分子式 制冷剂代号制冷剂代号 1,2 - 1,2 - 二氯六氟环丁烷二氯六氟环丁烷 C C4 4C1C12 2R R RC316RC316 氯七氟环丁烷氯七氟环丁烷 C C4 4ClFClF7 7 RC317RC317 八氟环丁烷八氟环丁烷 C C4 4F F8 8
30、RC318RC318 (3)(3)共沸类混合制冷剂共沸类混合制冷剂 共沸类混合制冷剂是由共沸类混合制冷剂是由两种或两种以上互相溶解两种或两种以上互相溶解的制冷剂的制冷剂按一定比例混合起来的制冷剂。它具有恒定的蒸发温度和冷凝温按一定比例混合起来的制冷剂。它具有恒定的蒸发温度和冷凝温度，在饱和状态下气液两相两组分比例保持不变，但热力性质与度，在饱和状态下气液两相两组分比例保持不变，但热力性质与原来单组分制冷剂的不同，能改善和提高制冷循环的性能。原来单组分制冷剂的不同，能改善和提高制冷循环的性能。2022-4-2321 共沸混合类制冷剂的组成及制冷剂代号见表共沸混合类制冷剂的组成及制冷剂代号见表3
31、33 3，其命名方，其命名方法是在法是在 R R 后面加后面加 5 5，其后再按启用时间的先后顺序编号。，其后再按启用时间的先后顺序编号。 在共沸混合类制冷剂中，在共沸混合类制冷剂中，R500R500、R502R502和和R503R503商业应用较多商业应用较多。表表3 33 3 共沸混合类制冷剂共沸混合类制冷剂 组组 分分 混合质量分数混合质量分数( () ) 制冷剂代号制冷剂代号 R12R12R152aR152a 73.873.826.226.2 R500R500 R22R22R12R12 75752525 R501R501 R22R22R115R115 48.848.851.251.2
32、R502R502 R23R23R13R13 40.140.159.959.9 R503R503 R32R32R115R115 48.248.251.851.8 R504R504 R12R12R31R31 7878O O2222O O R505R505 R3lR3lR114R114 55.155.144.944.9 R506R506 R125R125R143aR143a 50505050 R507R5072022-4-2322 (4)(4)非共沸类混合制冷剂非共沸类混合制冷剂 非共沸类混合制冷剂是由非共沸类混合制冷剂是由两种或两种以上互相不形成共沸两种或两种以上互相不形成共沸溶液溶液的单组分制冷
33、剂混合而成的。这种制冷剂在一定的压力下的单组分制冷剂混合而成的。这种制冷剂在一定的压力下加热蒸发时，沸点较低的组分先蒸发，其在共沸溶液中所占比加热蒸发时，沸点较低的组分先蒸发，其在共沸溶液中所占比率逐渐减少，气液两相组分不断变化，在整个蒸发过程中温度率逐渐减少，气液两相组分不断变化，在整个蒸发过程中温度不再保持恒定。在定压冷凝时，沸点高的组分先液化，其他情不再保持恒定。在定压冷凝时，沸点高的组分先液化，其他情况与蒸发过程类似。况与蒸发过程类似。 非共沸类混合制冷剂的命名方法是在非共沸类混合制冷剂的命名方法是在 R R 后面加后面加 4 4 ，其后，其后也按启用时间的先后顺序编号。常见的非共沸类
34、混合制冷剂见也按启用时间的先后顺序编号。常见的非共沸类混合制冷剂见表表3 34 4。2022-4-2323表表3 34 4 非共沸混合类制冷剂非共沸混合类制冷剂 组组 分分 混合质量分数混合质量分数( () ) 制冷剂代号制冷剂代号 R22R22R152aR152aR124R124 535313133434 R401AR401A R22R22R152aR152aR124R124 616111112828 R401BR401B R22R22R152aR152aR124R124 353515155050 R401CR401C R125R125R290R290R22R22 60602 23838 R
35、402AR402A R125R125R290R290R22R22 38382 26060 R402BR402B R125R125R143aR143aR134aR134a 444452524 4 R404AR404A R32R32R125R125R134aR134a 202040404040 R407AR407A R32R32R125R125R134aR134a 101070702020 R407BR407B 非共沸类混合制冷剂是继共沸类混合制冷剂之后发展起非共沸类混合制冷剂是继共沸类混合制冷剂之后发展起来的，它为寻求性质更佳的制冷剂工质开辟了另一条途径。来的，它为寻求性质更佳的制冷剂工质开辟了
36、另一条途径。2022-4-2324 (5)(5)饱和碳氢化合物类饱和碳氢化合物类 常见饱和常见饱和碳氢化合物类碳氢化合物类制冷剂物质的化学名称、分子式制冷剂物质的化学名称、分子式及制冷剂代号见表及制冷剂代号见表3 35 5。这类制冷剂的命名方法是除丁烷写成。这类制冷剂的命名方法是除丁烷写成R600R600外，其余的与氟利昂制冷剂一样。外，其余的与氟利昂制冷剂一样。表表3 35 5 饱和碳氢化合物类制冷剂饱和碳氢化合物类制冷剂 化学名称化学名称 化学分子式化学分子式 制冷剂代号制冷剂代号 甲烷甲烷 CHCH4 4 R50R50 乙烷乙烷 CHCH3 3CHCH3 3 R170R170 丙烷丙烷
37、CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3 R290R290 丁烷丁烷 CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 R600R600 异丁烷异丁烷 CH(CHCH(CH3 3) )3 3 R600aR600a2022-4-2325 (6)(6)不饱和碳氢化合物及其卤元素衍生物类制冷剂不饱和碳氢化合物及其卤元素衍生物类制冷剂 常见常见不饱和碳氢化合物不饱和碳氢化合物及其卤元素衍生物类制冷剂物质的及其卤元素衍生物类制冷剂物质的化学名称、分子式及制冷剂代号见表化学名称、分子式及制冷剂代号见表3 36 6。这类制冷剂的命名。这类制冷剂的命名方法是在方法是在 R R 后面先加后面先加 1
38、1，其余按照氟利昂命名规则书写。，其余按照氟利昂命名规则书写。表表3 36 6 不饱和碳氢化合物及其卤元素衍生物类制冷剂不饱和碳氢化合物及其卤元素衍生物类制冷剂 化学名称化学名称 化学分子式化学分子式 制冷剂代号制冷剂代号 1 1，l - l - 二氯二氟乙烯二氯二氟乙烯 CClCCl2 2 = CF = CF2 2 R1112aR1112a 氯三氟乙烯氯三氟乙烯 CClF = CFCClF = CF2 2 R1113R1113 四氟乙烯四氟乙烯 CFCF2 2 = CF= CF2 2 R1114R1114 三氯乙烯三氯乙烯 CHCl = CClCHCl = CCl2 2 R1120R1120
39、 1,21,2一二氯乙烯一二氯乙烯 CHCl = CHClCHCl = CHCl R1130R1130 二氟乙烯二氟乙烯 CHCH2 2 = CF = CF2 2 R1132aR1132a 氯乙烯氯乙烯 CHCH2 2 = CHCl = CHCl R1140R1140 氟乙烯氟乙烯 CHCH2 2 = CHF = CHF R1141R1141 乙烯乙烯 CHCH2 2 = CH = CH2 2 R1150R1150 丙烯丙烯 CHCH3 3CH = CHCH = CH2 2 R1270R12702022-4-2326 (7)(7)有机化合物类制冷剂有机化合物类制冷剂 有机类化合物主要是有机氧化
40、物、有机硫化物和有机氮有机类化合物主要是有机氧化物、有机硫化物和有机氮化物，其命名方法是化物，其命名方法是 R R 后先加后先加 6 6，然后再加编号，然后再加编号，6 6 后的后的1 1表示是氧化物类，表示是氧化物类，2 2表示硫化物类，表示硫化物类，3 3表示氮化物类，具体见表示氮化物类，具体见表表3 37 7。表表3 37 7 有机化合物类有机化合物类制冷剂制冷剂 化学名称化学名称 化学分子式化学分子式 制冷剂代号制冷剂代号 乙醚乙醚 C C2 2H H5 50C0C2 2H H5 5 R601R601 甲酸甲酯甲酸甲酯 HCOOCHHCOOCH3 3 R611R611 甲胺甲胺 CHC
41、H3 3NHNH2 2 R630R630 乙胺乙胺 C C2 2H H5 5NHNH2 2 R631R6312022-4-2327 (8)(8)无机化合物类制冷剂无机化合物类制冷剂 常用的无机化合物制冷剂有氨常用的无机化合物制冷剂有氨( NH( NH3 3 ) )、水、水( H( H2 2O )O )和二氧和二氧化碳化碳( C0( C02 2 ) )。无机化合物制冷剂代号由字母。无机化合物制冷剂代号由字母 R R 和和 700 700 序列序列组成，组成，700700序后面两个数字分别为该物质相对分子质量四舍五序后面两个数字分别为该物质相对分子质量四舍五入后整数部分的十位数和个位数。如果有两种
42、或两种以上无入后整数部分的十位数和个位数。如果有两种或两种以上无机化合物类制冷剂的分子质量是相同的，可在其后另加机化合物类制冷剂的分子质量是相同的，可在其后另加 A A、B B、C C 等加以区别，见表等加以区别，见表3 38 8。表表3 38 8 无机化合物类制冷剂无机化合物类制冷剂 化学名称化学名称 化学分子式化学分子式 相对分子质量相对分子质量 制冷剂代号制冷剂代号 氢氢 H H2 2 2.015 92.015 9 R702R702 氦氦 HeHe 4.002 64.002 6 R704R704 氨氨 NHNH3 3 17.0317.03 R717R7172022-4-2328 化学名称
43、化学名称 化学分子式化学分子式 相对分子质量相对分子质量 制冷剂代号制冷剂代号 水水 H H2 2O O 18.0218.02 R718R718 氖氖 NeNe 20.18320.183 R720R720 氮氮 N N2 2 28.01328.013 R728R728 空气空气 28.9728.97 R729R729 氧氧 0 02 2 31.99831.998 R732R732 氩氩 A A 39.94839.948 R740R740 二氧化碳二氧化碳 C0C02 2 44.0144.01 R744R744 氧化亚氮氧化亚氮 N N2 2O O 44.0244.02 R744AR744A 二
44、氧化硫二氧化硫 S0S02 2 64.0764.07 R764R764 目前，在大型制冷设备中大多采用目前，在大型制冷设备中大多采用氨氨和和水水作为制冷剂。作为制冷剂。2022-4-2329 2 2按标准沸点按标准沸点( 1( 1个标准大气压下的沸腾温度个标准大气压下的沸腾温度t ts s ) )和冷凝压和冷凝压力力( (常温下的凝压力常温下的凝压力 p pk k ) )分类分类 (1)(1)高温低压制冷剂高温低压制冷剂( ( t ts s 0 0，p pk k 2 ( 0 t ts s 6060，151522 bar p22 bar pk k 2 23 bar )3 bar ) 具有代表性的
45、中温中压制冷剂有具有代表性的中温中压制冷剂有 R12(R12(二氯二氟甲烷，二氯二氟甲烷，CClCCl2 2 F F2 2) )、R22(R22(氯二氟甲烷，氯二氟甲烷，CHClFCHClF2 2 ) )、R134a(1R134a(1，1 1，1 1，2 2四氟乙烷，四氟乙烷，CHCH2 2FCFFCF3 3 ) )和和R717(R717(氨，氨，NHNH3 3) )等，它们被等，它们被广泛用于广泛用于工业、农副业、工业、农副业、渔业、医学、日常生活等领域。目前，家用空调器和电冰箱大渔业、医学、日常生活等领域。目前，家用空调器和电冰箱大多分别选用多分别选用 R22 R22 和和 R134a R
46、134a 作为制冷剂。作为制冷剂。 1 1巴巴(bar)=100(bar)=100千帕千帕(kPa)=10(kPa)=10牛顿牛顿/ /平方厘米平方厘米=0.1MPa =0.1MPa 2022-4-2330 (3)(3)低温高压制冷剂低温高压制冷剂( ( t ts s 20 2030 bar)30 bar) 因为这类制冷剂的标准沸点较低，所需的冷凝温度也较因为这类制冷剂的标准沸点较低，所需的冷凝温度也较低，它们适用于复叠式制冷系统的低温部分。具有代表性的低，它们适用于复叠式制冷系统的低温部分。具有代表性的低温高压制冷剂有低温高压制冷剂有R13(R13(氯三氟甲烷，氯三氟甲烷，CCIFCCIF3
47、 3) )、R14(R14(四氟化四氟化碳，碳，CFCF4 4 ) )。四、常用制冷剂的主要特性四、常用制冷剂的主要特性 1 1R12(R12(二氯二氟甲烷，二氯二氟甲烷，CClCCl2 2 F F2 2) ) R12 R12属于中温中压氟利昂类制冷剂，通常用作属于中温中压氟利昂类制冷剂，通常用作40401010温度范围内制冷设备的制冷剂。温度范围内制冷设备的制冷剂。R12R12曾被广泛用于中小型制冷设曾被广泛用于中小型制冷设备中备中，如家用电冰箱、电冰柜、食品冷藏箱及小型冰库等。，如家用电冰箱、电冰柜、食品冷藏箱及小型冰库等。R12R12因对因对地球大气的破坏作用较大地球大气的破坏作用较大，
48、目前基本，目前基本被停止被停止或限制使用，或限制使用，并被其他环保型制冷剂所替代。但是，由于在理化特性和制冷并被其他环保型制冷剂所替代。但是，由于在理化特性和制冷性能方面具有明显的优点和代表性，性能方面具有明显的优点和代表性，R12R12仍被其他替代制冷剂作仍被其他替代制冷剂作为参照对象。为参照对象。R12R12具有以下特性：具有以下特性：2022-4-2331 (1) (1)标准沸点标准沸点为为29297979，常压下的凝固温度为，常压下的凝固温度为158158。 (2)(2)汽化潜热为汽化潜热为1651651l kJ1l kJkgkg，绝热指数，绝热指数1 1138138。 (3)(3)无
49、色、略有芳香味，对人体生理危害很小。无色、略有芳香味，对人体生理危害很小。 (4)(4)对地球大气环境具有很强的负面影响，臭氧层破坏潜在对地球大气环境具有很强的负面影响，臭氧层破坏潜在效应效应(ODP(ODP) )为为1 10 0，全球温室潜在效应，全球温室潜在效应(GWP(GWP) )为为4 5004 500。 (5)(5)不燃烧、不爆炸，但遇明火或不燃烧、不爆炸，但遇明火或400400以上高温时会分解以上高温时会分解出对人体危害性较强的光气及氟化氢和氯化氢。因此，在检修出对人体危害性较强的光气及氟化氢和氯化氢。因此，在检修R12R12制冷系统的管道时，必须先将管道中的残余制冷剂彻底地清制冷
50、系统的管道时，必须先将管道中的残余制冷剂彻底地清除干净，方可进行焊接操作。除干净，方可进行焊接操作。标准沸点是指在标准沸点是指在1 1个标准大气压下物质的沸腾温度。个标准大气压下物质的沸腾温度。ODPODP表示以表示以RllRll为标准的相对值，无公害制冷剂的为标准的相对值，无公害制冷剂的ODPODP值应小于等于值应小于等于O O0505。GWPGWP表示以表示以COCO2 2为标准的相对值。为标准的相对值。2022-4-2332 (6) (6)在水中的溶解度极低，且随温度的下降而下降。在水中的溶解度极低，且随温度的下降而下降。 必须指出的是，系统中如混有少量的水分以后，可能产生必须指出的是，
