制冷剂种类 2
第二制冷剂量热器法
.第二制冷剂量热器法本实验采用国标（GB5773－04）提出的对容积式制冷压缩机性能测试的主要试验方法──第二制冷剂量热法，对制冷压缩机的制冷量和输入功率进行测定。
根据标准，本试验方法适用于名义功率不小于0.75kW的容积式制冷压缩机的性能试验。
第二制冷剂量热器法是通过第二制冷剂量热器间接测定制冷量，是利用安置在第二制冷剂量热器内部的电加热管发出的热量来消耗蒸发器盘管所产生的制冷量。
本试验装置有二种制冷剂，其中第一制冷剂为R22，第二制冷剂为R11。
第二制冷剂量热器是一个密闭的受压的隔热容器，安置在该量热器内的蒸发器盘管悬挂在容器的上部，电加热管安装在容器的底部并被容器内的第二制冷剂浸没。
第一制冷剂在制冷系统中循环，在第二制冷剂量热器的蒸发器盘管中蒸发制冷；输入第二制冷剂量热器的热量主要是电加热管供给（量热器的漏热量应不超过5%），量热器内的第二制冷剂被加热汽化，形成的第二制冷剂蒸汽在顶部蒸发器盘管外表面冷凝，重新回到液面。
这样，制冷系统所产生的冷量被输入的热量通过第二制冷剂这中间介质间接消耗，当试验系统的热力状态趋于稳定，表明量热器内趋于动态热平衡。
当系统处于热平衡时，其热平衡方程式为：Q0=N h+∆Q l（W）式中：Q0──发器盘管制冷量，W；N h──加热功率，W；△Q l──第二制冷剂量热器的热损失（外界传入为正），W。
图1全封闭式制冷压缩机性能试验装置系统图a、全封闭式制冷压缩机b、冷凝器c、节流阀d、蒸发器盘管e、第二制冷剂量热器f、电加热管g、静压水箱h、第二制冷剂压力表i、电功率表j、制冷压缩机吸气压力表k、制冷压缩机排气压力表l、冷凝压力水量调节阀⋅ 1 ⋅1nlg P图 2 全封闭式制冷压缩机性能试验装置制冷系统循环图当实际试验工况与规定的试验工况相一致，以及实际供电频率和规定电网频率一致时， 蒸发器盘管制冷量即为制冷压缩机的制冷量。
若实际的试验工况和规定工况有些差异，根 据制冷压缩机制冷量的定义，用以下的公式来求得全封闭式制冷压缩机在规定试验工况下 的制冷量。
2制冷剂
2.1
3、开发新的替代工质
制冷剂
目前我国从事制冷剂研制的部分单位：
西安金珠近代化工公司 江苏梅兰电化厂 浙江化工研究所 上海三爱富新材料公司 天津格林柯尔 杭州富时特
绿色环保制冷剂的趋势
制冷剂用途 原制冷剂 制冷剂替代物
2.1
2、保护措施及发展过程
蒙特利尔议定书及其修正案
1985年：《维也纳公约》 1987年:《蒙特利尔议定书》
制冷剂
1990年：《伦敦修正案》
1992年：《哥本哈根修正案》 1997年：《蒙特利尔修正案》 1999年：《北京修正案》
这些修正案对议定书所列的种类、消耗量基准和禁用时间做了进
常用混合制冷剂
1) 共沸制冷剂R500 可代替R12用于活塞式制冷机
沸点-33.5℃，ODP值较高。 2) 共沸制冷剂R502 可代替R22用于获得低温
沸点-45.4℃，ODP值较高。 溶水性比R12大1.5倍，在82℃以上有较好的溶油性。 3) 共沸制冷剂R503 可代替R13使用
沸点-88℃，不燃烧，无毒无腐蚀性，ODP值较高。 适用于复叠式制冷机的低温级。 4) 共沸制冷剂R507 用R502的场合都可用R507替代
带来的危害:气温上升、海平面上升、土地沙漠化加速、 厄尔 尼诺现象
1997年10月，联合国气候变化框架公约缔约国第三次会议在日 本东京召开，通过了《京都议定书》:将CO2、HFCS、N2O（氧化 亚氮）、HFCS（氢氟碳化物）、PFCS（全氟化碳）、SF6（六 氟化硫）6种气体定为受管制的温室气体，并限制其排放总量。
碳氢化合物
制冷剂
(1) R600a（异丁烷 C4H10）
沸点-11.73℃，凝固点-160℃。 毒性非常低，在空气中可燃，应注意防火防爆。 与矿物润滑油能很好互溶。 与水的溶解性很差。
制冷剂编号表示方法
制冷剂编号表示方法(GB 7778-87)本标准规定了各种通用制冷剂的简单编号表示方法,以代替使用其化学名称、分子式或商品名称。
使用本标准规定的制冷剂编号表示方法时，并不排除化学名称和分子式的使用。
本标准等采用国际标准ISO 817-197《有机制冷剂---数字符号》。
1制冷剂的分类制冷剂分为卤代烃、环状有机化合物、非共费和共费混合物、其他各种有机化合物和无机化合物以及不饱和有机化合物等（如表所示）。
2制冷剂的编号对每种制冷剂规定的识别编号如表所示，其规则如下：2.1对甲烷、乙烷、丙烷和环丁烷系的卤代烃以及碳氢化合物，规定的识别编号要使化合物的结构可以从制冷剂的编号推导出来，且不致产生模棱两可的判断。
2.1.1自右向左的第一位数字是化合物中氟（F）原子数。
2.1.2自右向左的第二位数字是化合物中氢（H）原子数加1的数。
2.1.3自右向左的第三为数字是化合物中碳（C）原子数减1的数。
当该数字为零时，则略去。
2.1.4化合物中的氯（CL）原子数，是从能够与碳（C）原子结合的原子总数中减区氟（F）和氢（H）原子数的和求得的。
饱和化合物当只有1个碳原子时，连接的原子总数是4。
当存在2个碳原子时，连接的原子总数有6，如果该化合物不是饱和的，则连接的原子总数是4。
对于饱和的制冷剂，连接的原子总数如下：当C=1时，等于4；C=2时，等于6；......C=n时，等于2n+2.对于单个不饱和的和环状和的制冷剂，连接的原子总数如下：当C=2时，等于4；C=3时，等于6；.....C=n时,等于2n.2.1.5环状衍生物,在制冷剂的识别编号之前使用字母C.2.1.6在溴部分和全部代替氯的情况下,仍然采用同样的规则,但要在原来氯-氟化合物的识别编号后面加字母B以来溴(Br)的存在,字母B后的数字表示溴原子个数.2.1.7乙烷系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时,就应附加a、b、c等字母。
r290制冷剂参数
r290制冷剂参数R290制冷剂是一种环保型制冷剂，也被称为丙烷。
它的化学式为C3H8，分子量为44.1g/mol。
R290制冷剂具有许多优点，例如低GWP值、高效性和可再生性等。
在本文中，将详细介绍R290制冷剂的参数和特性。
一、物理参数1.密度：0.493 g/cm³2.沸点：-42.2℃3.熔点：-187℃4.蒸汽压力：5.15 bar（25℃）5.比热容：2.18 kJ/kg·K（液态状态）6.导热系数：0.026 W/m·K（气态状态）二、环境参数1.GWP值：3GWP（温室气体势能）是指单位质量的气体在特定时间段内对地球的温室效应相对于二氧化碳的影响程度。
R290制冷剂的GWP值非常低，只有3，这意味着使用R290不会对全球变暖产生过多影响。
2.Ozone Depletion Potential (ODP)值：0ODP（臭氧层消耗潜势）是指单位质量的气体在特定时间段内对臭氧层的破坏程度。
R290制冷剂的ODP值为0，这意味着它不会对臭氧层产生任何消耗潜势。
3.易燃性：R290制冷剂是一种易燃气体，其爆炸极限为2.1-10.1%（体积分数）。
因此，在使用R290制冷剂时必须采取适当的安全措施，例如避免火源、保持通风等。
三、应用参数1.制冷效率：与其他传统制冷剂相比，R290具有更高的制冷效率。
这是由于其较低的沸点和高压缩比导致更高的蒸发温度和更低的排气温度。
2.应用范围：由于其环保性和高效性，R290制冷剂被广泛应用于各种制冷设备中，例如空调、冰箱、饮水机等。
此外，在一些特殊领域中也有应用，例如工业加热和焊接等。
3.安全性：由于其易燃性，使用R290制冷剂时必须采取适当的安全措施。
例如在存储和运输过程中必须避免火源和高温环境，以及在设备使用过程中必须保持通风。
总结：R290制冷剂是一种环保型制冷剂，具有低GWP值、高效性和可再生性等优点。
但是由于其易燃性，使用时必须采取适当的安全措施。
第2讲：制冷剂、载冷剂、冷冻机油及压焓图
第2讲：制冷剂、载冷剂、冷冻机油§2-1 制冷剂制冷剂又称制冷工质，用英文单词（Refrigcrant）的首位字母“R”作为代号。
它是一种在制冷循环过程中利用液体气化吸收热量，又在外功的作用下，把气体液化放出的热量传给周围介质的物质。
它易于气化，又易于液化。
在制冷装置中，没有制冷剂就无法实现制冷。
高压制冷剂。
按可燃性和毒性分类，分为不可燃、可燃、易燃、低毒、高毒等组别。
●制冷剂的选用原则制冷剂应具备一些基本要求，可以从热力学、物理化学、安全和经济等方面来考虑。
（1）热力学的要求①在大气压下，制冷工质的蒸发温度（沸点）t0要低。
这样不仅可以获取比较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度t0下，使其蒸发压力P0高于大气压力，以避免空气进入制冷系统影响换热设备的换热效果和设备的使用寿命。
同时，在一定的蒸发温度下，蒸发压力高于大气压力，系统一旦发生泄漏时容易发现。
②要求制冷剂在常温条件下，要有比较低的冷凝压力P k，以免对处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排出管道等设备的强度要求过高。
通常按正常蒸发温度t0和常温下的冷凝压力P k将制冷工质分为以下三种：a.高温制冷工质（或称低压制冷工质）：t0>0℃,P k<2～3kg/cm2。
如R11、R113、R114等，这些制冷剂适用高温环境下空调系统用的离心式压缩机。
b.中温制冷工质（或称中压制冷工质）：0℃>t0>-70℃，P k<15～20 kg/cm2。
如氨（R717）、氟利昂12（R12）、氟利昂22（R22）、氟利昂500（R500）、氟利昂502（R502）等，这类制冷剂使用范围比较广，适用于活塞式制冷压缩机制电冰箱、食堂小冷库、空调用制冷系统、大型冷藏库等制冷装置中。
c.低温制冷工质（或称高压制冷工质）：t0<-70℃，P k>20kg/cm2.如氟利昂13(R13)、氟利昂14(R14)、氟利昂23（R23）、氟利昂503（R503）等，这类制冷剂只适用于复叠式制冷装置中的低温部分或在-70℃以下的低温制冷设备。
常用制冷剂性能对比
常用制冷剂性能对比1制冷剂R123不在《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》（1999年）受控的10种物质之内，R123符合《国家方案》的环保要求。
2. 哥本哈根国际《议定书》修正案规定R123可使用到2040年，并且中国目前尚未签署《议定书》哥本哈根修正案。
3. 环保制冷剂是指当制冷剂散发至大气层后，对臭氧层的破坏大小和对全球气候变暖的影响大小；R134a对臭氧层没有影，但对全球气候变暖的影响是R123的十几倍，所以《京都议定书》对R134a也作了限定使用；R123对臭氧层有较小的影响，但对全球气候变暖影响很小。
4. 制冷剂R22、R123、R134a均有毒，有毒与环保是两个不同概念，有毒不等于不环保。
目前家用冰箱和家用空调均大量使R22,而安全性完全有保障。
5. 制冷剂R123在离心式制冷机工作时蒸发器为负压，不存在制冷剂向外泄漏的问题。
6. 中央空调的用户完全不与制冷剂相接触，根本不存在用户安全问题，与用户接触的是水。
7. 中南大学制冷方面的教授对R22、R123和R134a的几点意见：(1)制冷剂的选择与设备生产厂商的技术及设计思路密切相关。
与采用的压缩机型式、热力循环效率、制冷工况、对材料的腐蚀性、与润滑油的相溶性、以及经济性、安全性等有很大关系，可以理解为厂商的“个性”。
(2)有的制冷机组厂家声称采用无氟的制冷剂或如何环保的制冷剂，把冷水机组的销售变成了制冷剂选用的唯一比较，给不太了解制冷剂的用户造成困惑，而忽略了对机组本身的性能参数比较。
(3)目前采用的制冷剂或多或少都含有R22等，是一种混合工质。
(4)另外我国没有承诺何时终止使用R22、R123等制冷剂的时间，关于制冷剂选择的焦虑是没有必要的，用户大可不必把心思花费到考虑选用何种制冷剂上，这些事情应交由设备生产厂商去考虑，因为这些是他们最关心的。
表2制冷剂对臭氧层的破坏程度用破坏臭氧层潜值（ODP表示，其数值以R11的ODP直作为基准值。
部分制冷剂生产方法
部分制冷剂生产方法（一）R22 生产方法C H Cl3（氯仿R20）+2HF（氢氟酸）=CHClF2（二氟氯甲烷R22）+2HCl（氯化氢）（二）R134a 生产方法CCL2=CClH（三氯乙烯TCE）+3HF=CF3CClH2（1、1、1、三氟氯乙烷R133a）+2HCl CF3CClH2+HF=CF3CFH2（1、1、1、2-四氟乙烷R134a）+3HCl (气固相法)（三）R125 生产方法1、2CHF2Cl-（二氟氯甲烷R22）------CF2CF2（四氟乙烯TFE）+2HClCF2CF2（四氟乙烯TFE）+HF=CF3CF2H（五氟乙烷R125）2、CCl2CCl2（四氯乙烯PCE）+5HF= CF3CF2H（五氟乙烷R125）+4HCl3、CCL2=CClH（三氯乙烯TCE）+3HF=CF3CClH2（1、1、1、三氟氯乙烷R133a）+2HCl CF3CClH2+Cl2= CF3CCl2H（1、1、1、三氟二氯乙烷R123）+HClCF3CCl2H+2HF= CF3CF2H（五氟乙烷R125）+2HCl（四）R32 生产方法C H2 Cl2（二氯甲烷R30）+2HF=CH2F2（二氟甲烷R32）+2HCl2.5 主要氟单体及氟聚合物的合成主要氟单体的合成TFE•CHCl3 + 2HF ------- CHClF2 + 2HCl•2 CHClF2 ------- CF2=CF2 + 2HCl•生产TFE 的单耗约1.95-2.0•基本相当于生产1 吨TFE 需使用AHF 1.1 吨,理论单耗为0.8HFP•CHCl3 + 2HF ------- CHClF2 + 2HCl•2 CHClF2 ------- CF2=CF2 + 2HCl•3 CF2=CF2 ------- 2 CF3CF=CF2•生产HFP 的单耗约1.3-1.4•基本相当于生产1 吨HFP 需使用AHF 1.4-1.5 吨,理论单耗为0.8VDF•C2H2 + 2HF ------- CH3CHF2•CH3CHF2 + Cl2 ------ CH3CClF2 + HCl•CH3CClF2 ------- CF2=CH2 + HCl•生产VDF 的单耗约1.8-1.9•基本相当于生产1 吨VDF 需使用AHF 1.1-1.2 吨,理论单耗为0.74共聚物(一，氟塑料)•TFE + HFP ------- FEP•TFE + 乙烯------- ETFE (F40)•TFE + PPVE ------- PFA•TFE + HFP + VDF ------- THV共聚物(二，氟橡胶)•VDF + HFP ------- FKM 26•VDF + HFP + TFE ------- FKM 246•HFP + 乙烯------- 四丙胶•TFE + PMVE +CM ------- 氟醚橡胶共聚物(三，氟涂料)•CTFE + 乙基乙烯基醚+ 环己基乙烯基醚+羟丙基乙烯基醚------- CTFE 基FEVE•TFE + 乙基乙烯基醚+ 环己基乙烯基醚+羟丙基乙烯基醚------- TFE 基FEVE。
第2章 制冷剂及载冷剂
2m+2=n+x+y+z
氟利昂的代号用“R×××B×”表示。 第一位数字m-1，该值为零时则省略不写， 第二位数字为n+1；第三位数字为x；第 四位数字为z，如为零时，与字母“B”一 起省略。
3、烷烃类（碳氢化合物） 烃类制冷剂有烷烃类制冷剂（甲烷、 乙烷），链烯烃类制冷剂（乙烯、丙烯） 等。从经济观点看是出色的制冷剂，但 易燃烧，安全性很差，用于石油化学工 业。
CFC11的替代物
HCFC123的臭氧(03)层耗减潜能 ODP=0.02，全球变暖潜能GWP=29，属 HCFCs物质。目前重通、约克、特灵均 有离心式冷水机组产品。
2.2.2
CFC12的替代物
1、HFC134a（C2H3F4） 该物质ODP=0，GWP=420，国内外 已广泛使用，目前国内尚不能批量生产。 西安近代集团与西藏金珠集团已合资建设 年产5000吨的HFC134a生产厂，1999年 开工，2002年投产；另杭州氟化工研究 所可小批量供应。HFC134a热力性质与 CFC12很接近，两者可兼容，其充注量 比CFC12少20％左右。
目前使用较多的几种共沸制冷工质， 主要是R507，其组成和沸点如下表：
代 号 组 分 组 成 相对 分子 质量 98.9 沸点 共沸温 各组分 /℃ 度/℃ 的沸点 /℃ 46.7 -48.8/ -47.7
R507 R125 50.0/ 50.0 / 143a
特点：
1、在一定的蒸发压力下蒸发时，具 有几乎不变的蒸发温度，而且蒸发温度 一般比组成它的单组分的蒸发温度低。
(二)非共沸混合制冷工质
非共沸混合制冷工质没有共沸点。 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。图2-5表 示了非共沸制冷工质的温度一质量分数 (T-w)图。
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制冷剂种类
1987年《关于消耗臭氧层的蒙特利尔协议书》，对氟里昂在的R11、R12、R113、R114、R115、R502及R22等CFC类的生产进行限制。
1990年增加了对全部CFC、四氯化碳（CCL4）和甲基氯仿（C2H3CL3）生产的限制，发达国家
在2000年完全停止生产以上物质，发展中国家可推迟到2010年。
对过渡性物质HCFC提出了2020年后的控制日程表。
HCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品。
按照化学成分，制冷剂可分为五类：无机化合物制冷剂、氟里昂、饱和碳氢化合物制冷剂、不饱
和碳氢化合物制冷剂和共沸混合物制冷剂。
根据冷凝压力，制冷剂可分为三类：高温（低压）制冷剂、中温（中压）制冷剂和低温（高压）
制冷剂。
制冷剂使用温度范围压缩机类型用途备注
R717（氨）中、低温活塞式、离心式冷藏、制冰在普通制冷领域
R11 高温离心式空调
R12 高、中、低温活塞式、回转式、离心式冷藏、空调高温为：10-0℃
R13 超低温活塞式、回转式超低温
R22 高、中、低温活塞式、回转式、离心式空调、冷藏、低温中温为：0--20℃
R114 高温活塞式特殊空调低温为：-20--60℃
R500 高、中温活塞式、回转式、离心式空调、冷藏超低温为：-60--120℃
R502 高、中、低温活塞式、回转式空调、冷藏、低温
氨（R717）的特性氨（R717、NH3）是中温制冷剂之一，氨压缩机之尺寸可以较小。
纯氨对钢铁无腐蚀作用，在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金。
氨的蒸气无色，有强烈的刺激
臭味。
氨对人体有较大的毒性，当空气中氨蒸气的容积达到0.5-0.6%时可引起爆炸。
氨在常温下
不易燃烧，但加热至350℃时，则分解为氮和氢气，氢气于空气中的氧气混合后会发生爆炸。
氟里昂的特性氟里昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸和化学性稳定的制冷剂。
不同的
化学组成和结构的氟里昂制冷剂热力性质相差很大，可适用于高温、中温和低温制冷机，以适应
不同制冷温度的要求。
氟里昂对水的溶解度小，制冷装置中进入水分后会产生酸性物质，并容易
造成低温系统的“冰堵”，堵塞节流阀或管道。
另外避免氟里昂与天然橡胶起作用，其装置应采
用丁晴橡胶作垫片或密封圈。
常用的氟里昂制冷剂有R12、R22、R502及R1341a，由于其他型
号的制冷剂现在已经停用或禁用。
在此不做说明。
氟里昂12（CF2CL2，R12）：是氟里昂制冷剂
中应用较多的一种，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广
泛采用。
R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约0.8-1.2KPa。
R12的标准蒸发温度为-29℃，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70℃的低温。
而对大型离心式压缩机可获得-80℃的低温。
近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。
氟里昂22
（CHF2CL，R22）：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。
R22的热力学性能与氨相近。
标准气化温度为-40.8℃，通常冷凝压力不超过1.6MPa。
R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。
R22的单位容积比R12约高60%，其低温时单位容积制冷量和饱
和压力均高于R12和氨。
近年来对大型空调冷水机组的冷媒大都采用R134a来代替。
氟里昂502（R502）：R502是由R12、R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液。
R502与
R115、R22相比具有更好的热力学性能，更适用于低温。
R502的标准蒸发温度为-45.6℃，正常
工作压力与R22相近。
在相同的工况下的单位容积制冷量比R22大，但排气温度却比R22低。
R502用于全封闭、半封闭或某些中、小制冷装置，其蒸发温度可低达-55℃。
R502在冷藏柜中
使用较多。
氟里昂134a（C2H2F4，R134a）：是一种较新型的制冷剂，其蒸发温度为-26.5℃。
它的主要热力学性质与R12相似，不会破坏空气中的臭氧层，是近年来鼓吹的环保冷媒，但会造
成温室效应。
是比较理想的R12替代制冷剂。
氟里昂与水的关系：氟里昂和水几乎完全相互不溶解，对水分的溶解度极小。
从低温侧进入装置的水分呈水蒸气状态，它和氟里昂蒸气一起被压缩
而进入冷凝器，再冷凝成液态水，水以液滴壮混于氟里昂液体中，在膨胀阀处因低温而冻结成冰，堵塞阀门，使制冷装置不能正常工作。
水分还能使氟里昂发生水解而产生酸，使制冷系统内发生“镀铜”现象。
氟里昂与润滑油的关系：一般是易溶于冷冻油的，但在高温时，氟里昂就会从冷
冻油内分解出来。
所以在大型冷水机组中的油箱里都有加热器，保持在一定的温度来防止氟里昂
的溶解。