第3章制冷剂与载冷剂
合集下载
制冷剂和载冷剂介绍
蒙特利尔协定
1987年9月由在联合国环境属(UNEP)组织的“保护臭 氧层公约关于含氯氟烃议定书全权代表大会”在加拿 大蒙特利尔召开。来自36个国家、10个国际组织的 140名代表和观察员出席了会议。中国政府也派出了代 表参加。在大会上通过了«关于消耗议定书臭氧层物质 的蒙特利尔议定书» 确定主要的臭氧破坏物质为：
R-500 = 0.74 HCFC-22 = 0.055 HCFC-123 = 0.02 HFC-134a = 0.0
已禁用的工质
过渡工质，禁用时间 为2030年以后 发展中国家滞后10年
无限期使用的工质
R-717 = 0.0
R-718 = 0.0
制冷剂的分类
•CFC-11,HCFC-123--低压制冷剂 （负压机组） •HCFC-22--高压制冷剂 （正压机组） •CFC-12, HFC-134a--中压制冷剂 （正压机组）
ODS ODP CFC 臭氧消耗物质 臭氧消耗潜能值
相对于CFC-11对氧臭层破坏作用的比值 氯氟烃(碳氢化合物的氟氯完全衍生物)ODP较高
HCFC 氢氯氟烃 (不完全卤代烃)ODP较低
HCFC-22为0.055 HCFC-123为0.02
HFC
氢氟烃(不完全卤代烃)ODP为零 HFC-134a为0
2
R-717 (氨)
1
HCFC-123
B
制冷剂的性能
1个大气压下沸点 °C 单位容积制冷能力 MJ/KG
R-22
R-134a
- 40
- 26
2.2
4.2
R-123
辨证地看：
28
2.1
对于大型机组，制冷剂单位容积制冷能力越大，压缩机尺寸会 越小；
第三章 制冷
(Tk - T0)↓,ε ↑ → 但Tk ↓受环境条件限制；T0 ↑不利于传热。
二、制冷循环工作参数的确定
1、蒸发温度（T0）：随制冷剂的不同而不同。
空气载冷: T0比冷库空气温度低8～12℃; 盐水载冷: T0比盐水温度低4～6℃。 2、冷凝温度（Tk）：由冷凝器型式、冷凝介质的温度决定。 水冷却: Tk=t+(4～5℃)
例2、在氨蒸气压缩制冷循环中，蒸发温度和冷凝温 度分别为-20℃和20℃，制冷量为20冷吨(日
本)。氨在冷凝器中的放热速率为100kJ/s，氨
回热循环：将蒸发器产生的低温低压蒸汽与节流 前的液体工质进行热交换。
1、既可减轻或消除吸汽管道中的有害过热，又能使液 态制冷剂过冷。 2、制冷剂过冷，将增加循环的制冷量△ q0 ，但功耗 也增大△W，其制冷系数是否提高，视具体操作条 件和制冷剂种类而异。 3、当Tk=30℃，T0在普通制冷温度范围内时，对F-12 采用回热循环是有利的；对于氨是不利的；F-22 介于两者之间，即制冷无大的变化。
233 Tk 273 T2 273 T0 299 Tk 273 T0 273 Tk
预热 系数 排气 温度 冷凝 温度
立式： b=0.001 温度℃
立式压缩机：
ηm — 机械效率。指示功率Ni与轴功率Nz之比。机械摩擦损失。
m
Ni Nz
m 0.8 ~ 0.95
ηD — 传动效率。轴功率Nz与实际功率N之比。传动机构的完 善程度。 传动效率ηD 的取值：
(t为冷凝器排水温度，进出水的温差取2～3℃)
空气冷却: Tk=t’+(8～12℃) (t’为冷凝器排气温度) (立、卧式、淋激式冷凝器）
3、压缩机的吸汽温度（T1）：为控制过热点温度。 低压蒸汽过热有害，使压缩机功耗↑，可通过控制冷凝温 度，回收一部分过热能量。 吸汽温度取决于回汽的 过热度 。若不考虑回汽 的过热,则T1≈T0,实际上, 自蒸发器的低压蒸汽进 压缩机前将在吸汽管中 吸收周围空气的热量,温 度升高,比容增大,叫蒸汽 过热。
制冷剂和载冷剂
制冷剂
2.氟里昂 2.氟里昂
2.1.2 制冷剂的种类
氟里昂的命名
CF2CL2-R12; CHF3-R23;
C2HF3CL2-R123; C2HF4CL-R124; CLC2H2F4-R134a; CF3Br-R13B1(哈龙类)； Br-R13B1(哈龙类 哈龙类) C2HF5-R125; C2H3F3-R143a; C2H3FCL2-R141b; C2H3F2CL-R142 CL12
26
氟 利 昂 的 溶 油 性
图2.3 制冷剂与氟利昂的溶解曲线
27
2.1.3 常用制冷剂的性质
2.氟利昂 2.氟利昂
氟 利 昂 的 溶 油 性
氟里昂与润滑油互溶会降低油的粘度，影响润滑，因 氟里昂与润滑油互溶会降低油的粘度，影响润滑， 此应采用高粘度的润滑油； 此应采用高粘度的润滑油； 在相同压力下，氟利昂与油互溶， 在相同压力下，氟利昂与油互溶，会引起蒸发温度升 高使制冷量减少；且沸腾泡沫多，液面不稳定。 高使制冷量减少；且沸腾泡沫多，液面不稳定。 优点是换热器表面不会形成油膜，消除了油膜对传热 优点是换热器表面不会形成油膜， 的不利影响； 的不利影响；且与制冷剂互溶的油会随制冷剂一起渗 透到压机的各个部件，形成了良好的润滑条件。 透到压机的各个部件，形成了良好的润滑条件。 氟利昂是良好的有机溶剂，能溶解天然橡胶和树脂。 氟利昂是良好的有机溶剂，能溶解天然橡胶和树脂。 它能使高分子材料变软、膨胀和起泡， 它能使高分子材料变软、膨胀和起泡，选择制冷机的 密封材料和封闭式压机的电绝缘材料时，要注意。 密封材料和封闭式压机的电绝缘材料时，要注意。
2
2.1
制冷剂 refrigerant
制冷剂又称制冷工质， 制冷剂又称制冷工质，它是在制冷系统中不断 又称制冷工质 循环并通过其本身的状态变化以实现制冷 其本身的状态变化以实现制冷的 循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的 工作物质。 工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介 水或空气等）的热量而汽化， 质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器 中将热量传递给周围空气或水而冷凝。 中将热量传递给周围空气或水而冷凝。它的 性质直接关系到制冷装置的制冷效果、 性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济 安全性及运行管理， 性、安全性及运行管理，因而对制冷剂性质 要求的了解是不容忽视的。 要求的了解是不容忽视的。
制冷剂与载冷剂
Refrigeration Technique 张进制作
2.1制冷剂 2.1制冷剂
3.烃类（碳氢化合物） 3.烃类（碳氢化合物） 烃类 烷烃类：甲烷CH4，乙烷C2H6，丙烷C3H8; 烷烃类：甲烷CH 乙烷C 丙烷C 烯烃类：乙烯C 丙稀C 烯烃类：乙烯C2H4，丙稀C3H6； ◆烷烃类命名方法: 烷烃类命名方法: 与氟利昂相同(丁烷例外， 600） 与氟利昂相同(丁烷例外，为R600） CH4—— R50 ，C2H6—— R170 C3H8—— R290 烯烃类命名方法： ◆烯烃类命名方法： 后先写上“ ，再按氟利昂方法： R后先写上“1”，再按氟利昂方法： C2H4—— R1150 ，C3H6—— R1270 ;
**为发现的顺序：R500、R501、R502…… R509 **为发现的顺序：R500、R501、 为发现的顺序
②非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变， 非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变， 造成气液相组分不同。 造成气液相组分不同。 命名： 命名：R4**
Refrigeration Technique
m-1=0时略 1=0时略 z=0时与B z=0时与B一起略 时与
R22 例：一氯二氟甲烷分子CHF2Cl-----一氯二氟甲烷分子CHF Cl-----一溴三氟甲烷分子CF Br-------一溴三氟甲烷分子CF3Br-------- R13B1 四氟乙烷分子C2H2F4-----------四氟乙烷分子C R134a
Refrigeration Technique
；
张进制作
2.1制冷剂 2.1制冷剂
4. 混合溶液 （混合制冷剂） 混合制冷剂） 概念：由两种(或以上) 概念：由两种(或以上)制冷剂按一定比例相互溶解而成的混 合物。 合物。 类型： 类型： 共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变， ①共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变， 气液相组分相同。 气液相组分相同。 命名： 命名：R5**
2.1制冷剂 2.1制冷剂
3.烃类（碳氢化合物） 3.烃类（碳氢化合物） 烃类 烷烃类：甲烷CH4，乙烷C2H6，丙烷C3H8; 烷烃类：甲烷CH 乙烷C 丙烷C 烯烃类：乙烯C 丙稀C 烯烃类：乙烯C2H4，丙稀C3H6； ◆烷烃类命名方法: 烷烃类命名方法: 与氟利昂相同(丁烷例外， 600） 与氟利昂相同(丁烷例外，为R600） CH4—— R50 ，C2H6—— R170 C3H8—— R290 烯烃类命名方法： ◆烯烃类命名方法： 后先写上“ ，再按氟利昂方法： R后先写上“1”，再按氟利昂方法： C2H4—— R1150 ，C3H6—— R1270 ;
**为发现的顺序：R500、R501、R502…… R509 **为发现的顺序：R500、R501、 为发现的顺序
②非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变， 非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变， 造成气液相组分不同。 造成气液相组分不同。 命名： 命名：R4**
Refrigeration Technique
m-1=0时略 1=0时略 z=0时与B z=0时与B一起略 时与
R22 例：一氯二氟甲烷分子CHF2Cl-----一氯二氟甲烷分子CHF Cl-----一溴三氟甲烷分子CF Br-------一溴三氟甲烷分子CF3Br-------- R13B1 四氟乙烷分子C2H2F4-----------四氟乙烷分子C R134a
Refrigeration Technique
；
张进制作
2.1制冷剂 2.1制冷剂
4. 混合溶液 （混合制冷剂） 混合制冷剂） 概念：由两种(或以上) 概念：由两种(或以上)制冷剂按一定比例相互溶解而成的混 合物。 合物。 类型： 类型： 共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变， ①共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变， 气液相组分相同。 气液相组分相同。 命名： 命名：R5**
3讲：制冷剂、载冷剂和润滑油详解
合晶点-21.2℃，含盐量23.1%
合晶点-55℃，含盐量29.9%
三、常用载冷剂的性质
2. 盐水溶液：
盐水做载冷剂时，需注意以下的几个问题： 1）要合理选择盐水的浓度。 2）盐水的腐蚀性：与溶液中含氧量有关。
小瓶阀门用封闭帽封严。
2.2 载冷剂 一、载冷剂的定义及作用 二、载冷剂的选择 三、常用载冷剂的性质
一、载冷剂的定义及作用
1、载冷剂的定义
指间接制冷系统中用来传递制冷量的中间介质。又 称为冷媒。
2、载冷剂的作用
传递制冷量的作用。 ——把制冷装置产生的制冷量传递给被冷却物体。
二、载冷剂的选择 载冷剂选择要求
1~4年。 ➢ 是目前替代R11用于离心式制冷机较理想的制冷剂。
三、常用制冷剂的性质
2. 氟利昂
❖ （5）R22 ❖ 标准蒸发温度-40.8℃，凝固温度为-160℃。 ❖ 常温下单位容积制冷量及冷凝压力与氨接近。 ❖ 无色无味、不燃不爆，安全。 ❖ 与润滑油能有限溶解。 ❖ 毒性比R12略大。 ❖ 溶水性比R12大。 ❖ 对大气臭氧层的破坏作用比R12 小的多。 ❖ 广泛应用于空调系统及复叠式制冷系统的高温部分。 ❖ 属于制冷剂的过渡性替代物。
三、常用制冷剂的性质 2. 氟利昂
❖ （1）R12 ❖ 标准蒸发温度-29.8℃，凝固温度为-155℃。 ❖ 无色无味、不燃不爆。 ❖ 单位容积制冷量小。 ❖ 与矿物性润滑油相容。 ❖ 对水的溶解度极小。 ❖ 对大气臭氧层有破坏作用。 ❖ 曾获得广泛应用，目前已被禁用。
三、常用制冷剂的性质 2. 氟利昂
臭氧层逐年耗损表
二、制冷剂的选择 1.对环境亲和度的要求
（1）臭氧层破坏所产生的影响：
1）会使皮肤癌和白内障的患者增多。 2）会损害人体抵抗力，使许多疾病更易发生。 3）会使农作物、海洋生物等受到损害，从而影响食物供应。 4）会使建筑物、绘画、包装的聚合物质老化，寿命缩短。 5）会使紫外线辐射增强，而使接近地面的大气中臭氧浓度反
制冷剂、载冷剂
制冷剂1、制冷剂是制冷装置中进行制冷循环的工作物质，其工作原理是制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质的热量而蒸发，在冷凝器中将所吸收的热量传给周围的空气或者水，而被冷却为液体，往复循环，借助于状态的变化来达到制冷的作用。
2、常用制冷剂A、氨（NH3 R717）氨最大的优点是单位容积制冷能力大，蒸发压力和冷凝压力适中，另外价格便宜，极易购得，特别是冷藏、冷库等大型制冷设备常采用。
但是氨最大的缺点就是有强烈的刺激作用，对人体有危害，目前规定氨在空气中的浓度不应大于20mg/m3。
氨是可燃物，氨在空气中的体积百分比达16~25%时，遇火焰就有爆炸的危险。
B、氟利昂大多数的氟利昂本身无毒、无臭、不燃，适用于工程建筑或者实验室的空调制冷装置。
尤其是氟利昂R22，在我国空调制冷装置中已经广泛采用。
其热力学性能与氨不相上下，而且安全可靠，是一种良好的制冷剂，但是目前价格较高，影响大规模的推广使用。
致命缺点：温室效应气体，其温室效应值比二氧化碳大1700倍，更危险的是会破坏大气层中的臭氧层。
根据国际上《蒙特利尔议定书》规定：R22于2020年将全面禁止，发展中国家可适当延期至2040年全面禁止生产。
目前国际上一致看好的R22的替代物是R407C、R410A。
另外汽车制冷中常用的R12，采用R134A替代。
目前国内的一些大中型项目，业主都明确要求采用环保冷媒如R407C等。
载冷剂载冷剂是一种中间物质，如常用的空调冷冻水，其在蒸发器内被冷却降温，然后远距离输送，来冷却需要被冷却的物体。
目前常用的载冷剂有水，它只能用于高于0 ℃的条件，当要求低于0 ℃时。
一般采用盐水，如：氯化钠或者氯化钙水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有机化合物的水溶液。
制冷剂与载冷剂
燥器。 （ A ）。
A对
B错
空调用制冷技术
空调用制冷技术
C 10PPM
D 5PPM
空调用制冷技术
（单选）
5、氨制冷剂的代号是（ D ） 。
制冷剂载冷剂
A R718
B R12
C R22
D R717
空调用制冷技术
制冷剂载冷剂 （单选）
6、R407C的热力性质与（ C ）相近。
A R718
B R12
C R22
D R717
空调用制冷技术
制冷剂载冷剂 （单选）
A 易燃易爆有毒 B 溶于水 C 不溶于润滑油 D 与铜及铜合金有强烈的腐蚀作用
空调用制冷技术
制冷剂载冷剂
（判断）
12、R134a制冷剂的热力性质与R12制冷剂相同，所以不用做任何
改变，就可以替代R12用于制冷设备（B
）。
A对
B错
空调用制冷技术
制冷剂载冷剂 （判断）
A
13、混合制冷剂有共沸溶液和非共沸溶液之分。 （ ）
较高温度下遇明火可引起爆炸
备注
0.5% 爆炸极限
空调用制冷技术
制冷剂
2 常用制冷剂的性质
（2）氟利昂 氟利昂的共性：
（1）存在“冰堵”现象 （2）存在“镀铜”现象 （3）对某些高分子材料存在“膨润”作用 （4）不燃或燃烧性较低，不爆，无毒或毒性小
空调用制冷技术
制冷剂
2 常用制冷剂的性质
（2）氟利昂 氟利昂的分类：
制冷剂与载冷剂
空调用制冷技术
主要内容
制冷的基本理论知识
1、制冷剂的性质 2、载冷剂的性质
空调用制冷技术
1 制冷剂的分类与命名
制冷剂
A对
B错
空调用制冷技术
空调用制冷技术
C 10PPM
D 5PPM
空调用制冷技术
（单选）
5、氨制冷剂的代号是（ D ） 。
制冷剂载冷剂
A R718
B R12
C R22
D R717
空调用制冷技术
制冷剂载冷剂 （单选）
6、R407C的热力性质与（ C ）相近。
A R718
B R12
C R22
D R717
空调用制冷技术
制冷剂载冷剂 （单选）
A 易燃易爆有毒 B 溶于水 C 不溶于润滑油 D 与铜及铜合金有强烈的腐蚀作用
空调用制冷技术
制冷剂载冷剂
（判断）
12、R134a制冷剂的热力性质与R12制冷剂相同，所以不用做任何
改变，就可以替代R12用于制冷设备（B
）。
A对
B错
空调用制冷技术
制冷剂载冷剂 （判断）
A
13、混合制冷剂有共沸溶液和非共沸溶液之分。 （ ）
较高温度下遇明火可引起爆炸
备注
0.5% 爆炸极限
空调用制冷技术
制冷剂
2 常用制冷剂的性质
（2）氟利昂 氟利昂的共性：
（1）存在“冰堵”现象 （2）存在“镀铜”现象 （3）对某些高分子材料存在“膨润”作用 （4）不燃或燃烧性较低，不爆，无毒或毒性小
空调用制冷技术
制冷剂
2 常用制冷剂的性质
（2）氟利昂 氟利昂的分类：
制冷剂与载冷剂
空调用制冷技术
主要内容
制冷的基本理论知识
1、制冷剂的性质 2、载冷剂的性质
空调用制冷技术
1 制冷剂的分类与命名
制冷剂
制冷剂与载冷剂流向
制冷剂与载冷剂流向载冷剂是在间接冷却的制冷装置中，将被冷却系统的热量传递给正在蒸发的制冷剂的物质。
也称为二次制冷剂。
载冷剂与制冷剂统称为冷媒，都属于传输冷量的介质。
载冷剂通常为液体，在传递热量过程中一般不发生相变。
制冷剂通过相变制冷，将冷量传递给载冷剂，然后再通过泵在常压下将载冷剂的冷量传递给冷库间实现制冷。
载冷剂代用品主要有氯化钙盐水、氯化钠盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、二氯甲烷等。
专业载冷剂如冰河冷媒等。
制冷剂，又称、致冷剂、雪种，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。
这些物质通常以可逆的相变（如气-液相变）来增大功率。
如蒸汽引擎中的蒸汽、制冷机中的雪种等等。
一般的蒸汽机在工作时，将蒸汽的热能释放出来，转化为机械能以产生原动力；而制冷机的雪种则用来将低温处的热量传动到高温处。
传统工业及生活中较常见的工作介质是部分卤代烃（尤其是氯氟烃），但由于它们会造成臭氧层空洞而逐渐被淘汰。
其他应用较广的工作介质有氨气、二氧化硫和非卤代烃（例如甲烷）。
常见的制冷剂：NH制冷剂3凝固温度 1859年氨作为制冷剂的理论确立，1875年开始用于工业制冷。
NH3-77.7℃，标准沸点-33.3℃，临界温度132.4℃，临界压力11.52Mpa。
常温下冷凝压力一般在 1.1Mpa～1.3Mpa，夏季最高不超过 1.5Mpa，单位容积制冷量约2177KJ/m³。
ODP=0，GWP=0。
优点：NH制冷剂对环境友好性，破坏臭氧层潜能值（ODP）为0、全球气候变暖3潜能值(GWP)为0。
具有优良的热力学性质，其单位容积制冷量较传统的氟利昂制冷剂大。
比重和粘度小。
价格便宜、易获得；氨机造价低，由于单个氨机制冷量可达到250 kW甚至更大，而氟机（低温工况）最大为100kW，若要用于大冷量工况，就必须多机并联，因此，在大功率（100kW以上）的情况下，氨机明显较氟并联机组价格低；氨系统若发生泄漏易被发现。
缺点：氨几乎不溶于矿物油，管道和换热器的传热面会积油，形成油膜，影响传热；氨制冷系统需配用复杂的油分离系统，造成产品体积庞大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5
常用制冷剂
R22（二氟一氯甲烷，CHF2Cl）
• 最广泛使用的中温制冷剂，已进入被限制和禁止 使用进程（第二批，2030年起禁止使用）。 • 属安全性制冷剂A1，其毒性略大于R12。 • 化学性质不如R12稳定，与有机物的“膨润”作用 更强。 • 广泛用于冷藏、空调、低温设备中。在活塞式、 离心式、压缩机系统中均有采用。 • 对大气臭氧层仅有微弱的破坏作用，可作为R12的 近期、过渡性替代制冷剂。
2013-7-31
5
常用制冷剂
无机物自然工质-CO2
• 上世纪30年代被氟利昂所代替，近年来受到广 泛关注； • 优点：环境友好、优良的经济性、良好的安全 性和化学稳定性； • 缺点：较低临界温度（31.1℃）和较高临界压 力(7.37MPa)，使得CO2系统效率低。 • 有望广泛应用于汽车空调、热泵、食品冷冻领 域。
2013-7-31
5
常用制冷剂
共沸混合制冷剂
• 一定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，扩大了应用温度范围。 • 一定蒸发温度下，共沸制冷剂单位容积制冷量比 组成它的单一制冷剂的容积制冷量要大。 • 共沸制冷剂化学稳定性较组成它单一制冷剂好。 • 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。 • 一定情况下，采用共沸制冷剂可使能耗减少。
2013-7-31
5
常用制冷剂
混合制冷剂-非共沸制冷剂
• 没有共沸点，定压下蒸发或者凝结时，气相和液 相成分不同，温度也在不断变化。 • 优点1：节能，实现近似劳伦兹循环； –利用定压下相变不等温的特性，与实际热源的 变温特点相适应，可以减小冷凝器和蒸发器的 传热不可逆损失。 • 优点2：实现各纯质制冷剂的优势互补。 • 不足：系统泄漏会引起混合物成分变化。
获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循环量。
压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗和投资。
5）绝热指数低：
可减少耗功率，降低排气温度，利于润滑。
4 4
制冷剂的要求
• 环境
– 对大气环境无破坏，无温室效应；
• 传热和流动
– 热导率大 – 黏度和密度小
• 化学稳定性
– 不燃烧、不爆炸 – 循环中不变质、不腐蚀装置
第3章
1
制冷剂与载冷剂
制冷剂的概念及作用 制冷剂的发展历史
2
3 4 4
制冷剂的种类与编号
制冷剂的要求
5
6
常用制冷剂 载冷剂
1
制冷剂的概念及作用
• 概念：制冷机中进行制冷循环的工作介质，在 制冷系统中循环流动。 • 作用：通过自身热力状态的变化，在被冷却对 象和环境介质之间传递热量，并最终把热量从 被冷却对象传给环境介质。
2013-7-31
3
制冷剂的种类与编号
无机化合物
命名方法：R7** **为无机物的分子量
例：氨NH3—— R717 水H2O—— R718 二氧化碳CO2—— R744
3
制冷剂的种类与编号
卤代烃（氟利昂）
分子式：CmHnFxClyBrz （满足2m+2=n+x+y+z）
1）命名法一：R (m-1)(n+1) (x)B(z)
2013-7-31
5
常用制冷剂
氟利昂（共性）
• 透明、无味、不易燃烧、爆炸和化学性稳定。不 同化学组成和结构的氟里昂热力性质相差大，适 用于高、中和低温制冷机。 • 氟利昂对水溶解度小，易造成“冰堵”现象，堵 塞节流阀或管道。易与天然橡胶产生溶解。 • 常用的氟利昂有R22及R134a。
2013-7-31
2013-7-31
5
常用制冷剂
混合制冷剂
• 由两种或两种以上纯制冷剂组成的混合物。 • 混合物按是否具有共沸性质分为： – 非共沸混合物 – 共沸混合物
2013-7-31
5
常用制冷剂
混合物的T-x图
（a）非共沸混合物 ；（b）共沸混合物； 1-露点线；2-泡点线
2013-7-31
5
常用制冷剂
几种共沸制冷剂的组成和沸点
3
制冷剂的种类与编号
烃类（碳氢化合物）
烷烃类：甲烷CH4，乙烷C2H6，丙烷C3H8; 烯烃类：乙烯C2H4，丙稀C3H6；
◆烷烃类命名方法: 与氟利昂相同(丁烷例外，为R600） CH4—— R50 2H6—— R170 ，C3H8—— R290； ，C ◆烯烃类命名方法： R后先写上“1”，再按氟利昂方法： C2H4—— R1150 ，C3H6—— R1270 ;
2013-7-31
4 4
制冷剂的要求
对材料的作用
• 氟利昂通常与金属材料不起作用。只在水解作用 、分解作用情况下才会发生作用。 – 氟利昂制冷剂与铜或铜合金部件接触时，铜溶 解到混合物中，当和钢或铸铁部件接触时，被 溶解的铜离子析出（镀铜现象）； • 氟利昂与一些非金属材料会起作用 – 与某些橡胶接触时会发生溶解现象 – 与塑料会发生“膨润作用”（变软、膨胀和气 泡）。
混合制冷剂
概念：由两种(或以上)制冷剂按一定比例相互溶解
而成的混合物。
类型：
①共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变，
气液相组分相同。
命名：R5**
**为发现的顺序：R500、R501、R502…… R509
②非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变，
造成气液相组分不同。
命名：R4**
**为发现的顺序：R400、R401、R402、…R411
R12
R13B1 R22
二氟甲烷
甲烷 三氟二氯乙烷
CH2F2
CH4 C2HF3Cl2
m=1,n=2,x=2
m=1,n=4,x=0 m=2,n=1,x=3
R32
R50 R123
五氟乙烷
四氟乙烷
C2HF5
C2H2F4
m=2,n=1,x=5
m=2,n=2,x=4
R125
R134a
2013-7-31
3
制冷剂的种类与编号
2013-7-31
3
制冷剂的种类与编号
• 无机化合物（如氨气、水、CO2） – R7（）； • 氟利昂（饱和碳氢化合物的卤族衍生物） CmHnFxClyBrz，饱和碳氢化合物CmH2m+2 – R(m-1)(n+1)(x)B(z) • 混合制冷剂 –非共沸混合制冷剂，R4（） –共沸混合制冷剂，R5（） • 有机物
–温室气体进入大气后，造成全球变暖效应； –以CO2作为基准值（GWP=1.0）。
2013-7-31
氟利昂同环境的问题
排放到大气的氟利昂未 被分解而到达成层圈
R12
F F F C
F（氟）
C Cl （氯） （碳） Cl
大气 太阳的强紫外线将氟利昂分解
Cl 太阳的强紫外线 Cl
臭氧层
120Km
超高层大气
代号 R501 R502 R503 R504 R505 R506 组分 R22/12 R22/115 R23/13 R32/115 R12/31 R31/114 质量成分 73.8/26.2 84.5/15.5 48.8/51.2 40.1/59.9 48.2/51.8 78.0/22.0 55.1/44.9 分子量 沸点(℃) 各组分沸点(℃) 99.3 93.1 111.6 87.6 79.2 103.5 93.7 -33.5 -41.5 -45.4 -88.0 -59.2 -30 -12.5 -29.8/-25 -40.8/-29.8 -40.8/-38 -82.2/-81.5 -51.2/-38 -29.8/-9.8 -9.8/3.5 R500 R12/152a
4 4
制冷剂的要求
热力性质 1）具有较大的制冷工作范围：
临界温度高、大气压下蒸发温度低、凝固温度低。
2）具有适当的工作压力和压缩比：
蒸发压力：接近且稍高于大气压力，避免空气渗入。 冷凝压力：不宜过高，减少系统承压和泄漏。一般 pk≤1.2～1.5Mpa。
3）单位质量制冷量q0要大： 4) 单位体积制冷量qv要大：
2013-7-31
4 4
制冷剂的要求
与润滑油的互溶性
• 大多数制冷机中，制冷剂与润滑油相互接触不 可避免，各种工质与润滑油的溶解程度不同； • 若不互溶，在冷凝器或者储液器中将其予以分 离，避免油进入蒸发器，影响传热效果。
2013-7-31
5
常用制冷剂
无机物自然工质-水（R718）
• 属于无机物类制冷剂，来源最广，最为安全而 便宜的工质。 • 比容大、蒸发压力低，不宜在压缩式制冷机中 使用，适合在空调用吸收式和蒸汽喷射式制冷 机中。
2013-7-31
2
制冷剂的发展历史
• 乙醚是最早使用的制冷剂，安全性有问题。 • 1866年威德豪森使用CO2作制冷剂，压力高，机器 笨重，但使用安全，最近重新兴起。 • 1874年皮克特采用SO2作制冷剂，毒性和腐蚀性大 • 1929年米杰里首先提出氟利昂，有无毒、无爆炸、 不腐蚀金属、热稳定性化学稳定好优点。 • 1974年，莫利纳提出氟利昂的危害性。 • 1986年，签订了蒙特利尔议定书，逐步消减和禁止 氟利昂的使用。 • 20世纪，制冷剂发展进入节能和环保新时代。
• 可燃性
–衡量标准：最低燃烧极限-Lower Flammable Limit (LFL)：能够在制冷剂与空气均匀混合物 中传播火焰的制冷剂最小浓度； –分为：不燃(1)、低度可燃性(2)、高度可燃性 (3)
2013-7-31
4 4
制冷剂的要求
对水的溶解性
• 氟利昂很难与水溶解，系统中含水时易出现“冰 堵现象”。 • 氨可以溶解大量的水，而且生成的溶液的冰点比 水的冰点低，不会出现“冰堵现象”，但会对金 属材料产生腐蚀。 • 在制冷系统不允许有游离的水存在。