制冷剂的基本要求和选用原则_0
制冷剂、载冷剂、冷冻机油
●制冷剂使用注意事项 （1）盛放制冷剂的钢瓶必须经过检验，确保能承受规 定的压力 。 （2）各种制冷剂的钢瓶外应标有明显的品名、数量、 质量卡片，以防错用。 。 （3）制冷剂钢瓶应放在阴凉处，应防止高热和太阳直晒。 在搬动和使用时应轻拿轻放，禁止敲击，以防爆炸 （4）钢瓶阀绝对不应有慢性泄漏现象。 （5）分装或充加制冷剂时，室内空气必须畅通。一般按 钢瓶容积装60%左右为宜 。 （6）分装和充加制冷剂时，要戴手套、眼镜，注意防护， 以防制冷剂喷出造成人身冻伤。 （7）制冷剂使用后，应立即关闭控制阀，重新装上钢瓶 帽盖或铁罩，加以保护。
（2）物理化学要求 ①制冷剂的粘度尽可能小。 ②制冷剂导热系数应当高。 ③与油的互溶性。 ④应具有一定的吸水性。 ⑤应具有化学稳定性，不燃烧，不爆炸，使用中不分 解，变质。 ⑥制冷剂本身与油、水等相混时，对金属不应有显著 的腐蚀作用，对密封材料的溶胀作用应小。
（3）安全性要求。 3 安全性要求。 要求制冷剂对人的健康无损害，无毒性，无刺激性 臭味。 （4）经济性方面的要求。 经济性方面的要求。 要求制冷剂价廉且容易获取。 △注意：系统中的水分还有可能 与氟利昂制冷剂发起化学反应， 生成混合沉积物而堵塞。 △规定：氟利昂中的含水量不得 超过0.0025%。
●常用载冷剂的主要性质
(1)空气 (1)空气。 空气
空气是一种容易获得的载冷剂，具有凝固点低、对金属腐蚀性 小、设备简单等优点。缺点是比热容小、放热系数低，需要加 大换热器空气一侧的传热面积。
(2)水 (2)水。
水是一种理想的载冷剂，具有比热容大、相对密度小、放热系 数高、传热性能好、安全无毒、来源充裕、价格低等优点。被 广泛地采用，特别是空气调节系统。缺点是凝固点高(O℃就凝 固)，因而使用时受到一些限制。 (3)盐水溶液 盐水溶液。 (3)盐水溶液。 盐水溶液一般是氯化钠、氯化钙或氯化镁与水配制而成的。在 0℃以下的温度系统中，一般都用盐水作载冷剂。盐水具有比热 容大、传热性能好、冰点较水低等优点。盐水的凝固温度随盐的 质量分数的增加而有所增高。缺点是对金属腐蚀性较严重、相对 密度大、而比热较水小，故动力消耗相对淡水循环系数要大。
冷冻1
载冷体
用于将冷冻机产生的冷效应传递给被冷物质的中间物质。 要求：价廉、热容量大，其冻结温度要低于冷冻机的冷冻温度。
在制冷系统中常用的载冷剂有空气、氯化钙溶液、乙醇。
1、冷却（凝）及冷冻过程的危险控制要点如下： (1)应根据被冷却物料的温度、压力、理化性质以及所要求冷 却的工艺条件，正确选用冷却设备和冷却剂。忌水物料的 冷却不宜采用水做冷却剂，必需时应采取特别措施。 (2)应严格注意冷却设备的密闭性，防止物料进入冷却剂中或 冷却剂进入物料中。 (3)冷却操作过程中，冷却介质不能中断，否则会造成积热， 使反应异常，系统温度、压力升高，引起火灾或爆炸。因 此，冷却介质温度控制最好采用自动调节装置。 (4)开车前，首先应清除冷凝器中的积液；开车时，应先通入 冷却介质，然后通入高温物料；停车时，应先停物料，后 停冷却系统。 (5)为保证不凝可燃气体安全排空，可充氮进行保护。 (6)高凝固点物料，冷却后易变得黏稠或凝固，在冷却时要注 意控制温度，防止物料卡住搅拌器或堵塞设备及管道。
Q1 Q1 N Q 2 Q1
式中: Q1－在低温下冷冻剂从被冷物体中所取出的热量，KJ； N－冷冻机所消耗的机械功，KJ； Q2－冷冻剂在较高温度下传给冷却介质的热量，KJ。 冷冻系数表示每消耗单位功所制取的冷凉，对于给定的操作温度，冷 冻系数越大，则循环的经济性越高。
冷冻系数
在理想情况（逆卡诺循环）下：
T1－冷冻剂吸取热量时的温度，K； T2－冷冻剂放出热量时的温度，K； 可见，提高温度T1，也就是制冷的温度不太低，或者 降低T2，也就是在实际中压缩机压缩冷冻剂时，温度冷得 快（散热器），有利于冷冻系数的提高。
冷冻能力
冷冻能力表示一套冷冻循环装置的制冷效应，即冷冻
剂在单位时间内从被冷冻物体中取走的热量，又叫制冷量。 有符号Q1表示，单位是W或kW。 表示方法： （1）单位质量冷冻剂的冷冻能力—指每千克冷冻剂经过蒸 发器时，从被冷冻物料中取出的热量，用符号qw表示，单 位为kJ/kg； （2）单位体积冷冻剂的冷冻能力—指每立方米进入压缩机 的冷冻剂蒸气的冷冻能力，用符号qv表示，单位为KJ/m3；
制冷基础知识
制冷基础知识——制冷剂制冷剂的命名与标识制冷剂的标识符号由字母“R”和它后面的一组数字和字母构成。
“R”是英语中制冷剂（refrigerant）的首字母，后面的数字则根据制冷剂的化学组成按一定规则编写。
▍无机化合物制冷剂：无机物制冷剂的符号是R7加上该物质的分子量的整数部分，例如氨的符号表示是R717。
▍氟利昂制冷剂：氟利昂的分子通式是CmHnFxClyBrz，其中，n+x+y+z=2m+2，简写为R(m-1)(n+1)(x)B(z)。
分子中含氯、氟、碳的完全卤代烃简称为“CFC”制冷剂，例如R12分子中含氢、氯、氟、碳的不完全卤代烃简称为“HCFC”制冷剂，例如R22分子中含氢、氟、碳而不含氯的卤代烃简称“HFC”制冷剂，例如R134a▍碳氢化合物制冷剂，简称“HC”制冷剂:a.饱和碳氢化合物，命名规则基本上和它的衍生物氟利昂一样。
例如：丙烷代号为R290：(分子式为C3H8，m=3，n=8，x=0，那么m-1=2，n+1=9)；但丁烷代号为R600是个例外（化学式为CH3CH2CH2CH3）；同素异构物在代号后面加字母a以示不同，如异丁烷代号为R600a（它的化学式为CH(CH3)3）。
b.非饱和碳氢化合物与他们的卤族元素衍生物的符号命名是先在R后面写上一个“1”，然后再按氟利昂编号规则书写“1”后面的数字，例如乙烯代号为R1150 （它的化学式是C2H4）。
c.环状有机物，是在R后面先写上一个“C”，然后按氟利昂的命名方法书写后面的数字。
如八氟环丁烷，它的化学式为C4H8，代号为RC318。
▍混合物制冷剂a. 共沸制冷剂，是由两种或两种以上互相混溶的单纯制冷剂按一定比例混合而成。
这种混合物在固定的压力下蒸发或者冷凝时，蒸发温度或冷凝温度保持不变，气相和液相的组分也保持不变，就好象单纯的制冷剂一样。
其代号规定为在R后面的第一个数字为5，其后的两位数字按混合工质命名的先后次序编写，最早命名的共沸制冷剂就记为R500，以后依次为R501、R502、R503等。
制冷剂基本常识 PPT课件
R744 5000
表2–8 一些制冷剂的易燃易爆特性
制冷剂 代号
11
爆炸 极限 (容积%)
None
制冷剂 代号
124
爆炸 极限 (容积%)
None
制冷剂 代号
290
爆炸 极限 (容积%)
2.3-7.3
12
None
125
None
500
None
22
None
134a
None
502
None
23
None
142b 6.7-14.9 600a 1.8-8.4
制冷剂按其化学组成主要有三类
无机物 氟里昂(卤代烃) 碳氢化合物
制冷剂的简写符号 字母“R”和它后面的一组数字或字母
表示制冷剂；根据制冷剂分子组成按一定规则编写
编写规则 1.无机化合物
➢简写符号规定为R7( )( ) 括号中填入的数字是该无机物分子量的整数部分。
2.氟里昂和烷烃类
➢简写符号规定为R(m-1)(n+1)(x)B(z) 数值为零时省去写，同分异构体则在其最后加小写 英文字母以示区别。 正丁烷和异丁烷例外，用R600和R600a(或R601)表示
卤代烃，也称氟里昂（Freon，杜邦公司商标名称） 是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。 1929-1930年提出。制冷业发展的重要里程碑。
全卤代烃，即在它们的分子当中只有氯、氟、碳原 子，称氯氟烃(ChloroFluoroCarbons)，简称CFCs ; 如果分子中除了氯、氟、碳原子外，还有氢原子， 称氢氯氟烃(HydroChloroFluoroCarbons )，简称 HCFCs; 如果分子中没有氯原子，而有氢、氟、碳原子，称 氢氟烃(HydroFluoroCarbons)，简称HFCs。
制冷原理
蒸发器：吸收热量（输出冷量）从而制冷； 冷凝器：输出热量。
制冷技术
带液体过冷、蒸汽过热、回热系统 蒸汽压缩式制冷循环
一、液体过冷
1. 基本概念
液体过冷：液体制冷剂的温度低于其压力所对应的饱
和液体温度。
过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温
度之差。
过冷循环：具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。
一、液体过冷
4. 热力分析
p
4' 4 pk p0 5' 5 1 3 2
单位制冷制冷量：q0＝h1－h5’ 单位理论压缩功：w0＝h2－h1 单位质量制冷量提高 耗功量不变 制冷系数增大
0
过冷循环
h
二、蒸气过热
1. 基本概念
蒸气过热：制冷剂蒸汽温度高于其压力对应的饱和温度。
过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。 过热循环：具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。 有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，产生有用的制
汽车、常规武器的环境模拟试验等。
制冷技术
蒸汽压缩式制冷的理论循环
一、理论循环
1. 循环组成：
压缩机：等熵压缩；
冷凝器：等压放热；
节流阀：绝热节流，等焓；
蒸发器：等压吸热而制冷。
2. “四大件”作用
压缩机：“心脏”，压缩和输送制冷剂蒸汽；
节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的
制冷剂流量；
而发生“冰堵”。氟利昂难溶于水。
溶水性好： 不会发生“冰堵”，氨易溶于水，但氨溶于水中易腐蚀
金属。
4.来源广，易制取。
第二章制冷剂和载冷剂ppt课件
例：氨NH3——R717
XX为无机物的分子量
水H2O——R718
二氧化碳CO2——R744
(二)氟利昂(卤代烃)
氟利昂是饱和烃类(饱和碳氢化合物)的卤族衍生 物的总称。
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)
一、对制冷剂的基本要求
(一)热力学方面的要求
1.制冷效率高 选用制冷效率较高的制冷剂可以提高制冷的经济 性。 2.蒸发压力和冷凝压力适中 蒸发压力：最好接近且稍高于大气压力； 冷凝压力：不宜过高，一般不超过1.2～1.5Mpa。
3.q0和qv大 q0大：获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循 环量； qv大：压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗 和投资。
一样使用。
R500、R502混合制冷剂性质。
1．R500
R500制冷剂是由质量百分比为73.8％的R12和 26.2％的R152a组成。与R12相比，使用同一台压缩 机其制冷量提高约18％。在大气压力下的蒸发温度 为-33.3℃。
2．R502制冷剂
R502制冷剂是由质量百分比为48.8％的R22和 51.2％的R115组成。它与R22相比，采用R502的单级 压缩机，制冷量可增加5％～30％；采用双级压缩机， 制冷量可增加4％～20％，在低温下，制冷量增加较 大。在相同的t0和tk下，压缩比较小，排气温度比 R22低15～30℃。在相同的工况下，R502比R22的吸入 压力稍高，而压缩比又较小，故压缩机的容积效率提 高，在低温下更为有利。
3.化学稳定性好： 对金属和非金属材料不腐蚀。 注意对制冷系统设备及管道、密封材料选择。 氨：对金属有腐蚀作用，对非金属腐蚀很小。选 用无缝钢管，普通橡胶； 氟利昂：对非金属有腐蚀作用，对金属腐蚀小。 选用铜管或无缝钢管，特殊橡胶。
第三节 制冷剂和冷冻机油
15
1212-3-3常用制冷剂及其性质
(6)R12(二氟二氯甲烷 (6)R12(二氟二氯甲烷 CCL2F2)
国际96年禁用、发展中国家延长10年。 是30年代问世后甚为风行的冷剂 破坏大气臭氧层，对地球也有温室效应 R12与R22的主要差别有以下:
①溶水性差，溶水能力随温度降低而下降。易发生 “冰塞” ②与润滑油相互易溶(蒸气也能溶油) ⑧电绝缘性较好
补充
载冷剂
载冷剂是在间接制冷系统中用以传递冷量的中间介质。 优良的载冷剂应满足下列条件： 优良的载冷剂应满足下列条件：
①比热大 ； ②导热系数大 ； 粘度低； ③粘度低； 凝固点与使用温度范围相适应； ④凝固点与使用温度范围相适应； 腐蚀性小； ⑤腐蚀性小； 无毒、不燃、不爆； ⑥无毒、不燃、不爆； 化学稳定性好； ⑦化学稳定性好； 价格低廉； ⑧价格低廉；
10
1212-3-3常用制冷剂及其性质
R22气态的溶水性小于液态 气态的溶水性小于液态R22 ，当系统漏泄时 气态的溶水性小于液态 其液体中的含水量就会增加。 条件性溶油：
在高于+8℃的区域溶油能力强，可完全溶解 在低于+8℃处则溶油能力会下降，使蒸发器回油困难
电绝缘性不如R12，但渗透性比R12更强，故对 装置的气密性要求更高，可用卤素检漏灯或电 可用卤素检漏灯或电 子检漏仪检漏 对天然橡胶有侵蚀作用，在R22装置中一般采用 对天然橡胶有侵蚀作用 氯丁橡胶或丁基橡胶作密封材料
6
1212-3-2制冷剂的种类和编号
(3)非共沸制冷剂。用R4XX表示。
是由不同制冷剂按一定比例混合而成，但其不 由不同制冷剂按一定比例混合而成， 由不同制冷剂按一定比例混合而成 存在共沸点，在定压下蒸发或凝结时，气相与 存在共沸点 液相的组成成分不断变化，温度也随之不断变 化。 由于相变过程不等温，所以更适于在变温热源 的场合下应用，以缩小传热温差，减小不可逆 损失。 它还可以降低制冷循环压缩比，使单级压缩制 冷循环获得更低的蒸发温度。
制冷剂的选用原则
制冷剂的选用原则制冷剂1. 制冷剂的选用原则在蒸汽压缩式制冷机中，除了要有较好的热力性质和物理化学性质外，更应具有优良的环境特性。
具体要求如下：（1）对人类生态环境无破坏作用。
不破坏大气臭氧层，不产生温室效应。
（2）临界温度较高。
在常温或普通低温下能够液化。
希望临界温度比环境温度高的多，才能减少制冷剂节流损失，提高循环经济性。
（3）在工作温度范围内，具有适当的饱合蒸汽压力，最起码蒸发压力不得低于大气压力，以免外部空气渗入系统中；冷凝压力不宜过高，否则会引起压缩机耗功增加，并要求系统具有较高的承压能力，增加设备成本。
（4）单位容积制冷量大。
可以减少压缩机输气量。
（5）粘度和密度小。
减少系统中流动阻力损失。
（6）热导率高。
可以提高换热器的传热系数，减少换热设备的传热面积降低材料消耗。
（7）不燃烧，不爆炸，无毒。
对金属材料不腐蚀，对润滑油不发生化学作用，高温下不分解。
（8）等熵指数小。
可降低排气温度，减少压缩过程耗功，有利安全运行和提高使用寿命。
（9）凝固温度低。
避免在蒸发温度下出现凝固。
（10）具有良好的绝缘性能。
（11）价格低易获得。
（12）单位容积压缩功小。
目前，完全满足以上十二项要求的制冷剂还未发现。
但选择时，可以根据用途使用条件等加以全面考量。
如小型封闭压缩机家用装置，多选用氟制冷剂。
大型工业制冷多选用氨，石油化工多选用碳氢化合物。
2. 种类及分类按成分有以下几种。
（1）无机化合物。
水、氨、二氧化碳等。
（2）饱和碳氢化合物的衍生物，俗称氟利昂。
主要是甲烷和乙烷的衍生物。
如R12, R22, R134a等。
（3）饱合碳氢化合物。
如丙烷，异丁烷等（4）不饱和碳氢化合物。
如乙烯，丙烯等。
（5）共沸混合制冷剂。
如R502等。
（6）非共沸混合制冷剂。
如R407c ，R410等。
通常按照制冷剂的标准蒸发温度，又分为高、中、低温三类。
标准蒸发温度是指标准大气压力下的蒸发温度，也就是沸点。
（1）高温（低压）：标准蒸发温度（tS）>0℃,冷凝压力(PC)≦0.2～0.3Mpa,常用的R123等。
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制冷剂的基本要求和选用原则
在蒸气压缩式制冷机中，各类制冷机对制冷剂有一些共同的要求：
1）临界温度要较高、在常温或普通低温下能够发生相变。
这是对蒸气制冷机中的制冷剂的基本要求。
2）适宜的饱和蒸气压力，蒸发压力最好不要低于大气压力。
以免空气漏入制冷系统。
冷凝压力也不能过高，以免制冷机和设备过分增大。
同时，冷凝压力和蒸发压力之比也不要过大，以免压缩终温过高和压缩机的输气系数降低。
3）凝固温度低，以免制冷剂在蒸发温度下凝固。
4）粘度和密度要小，以减小制冷系统的流动阻力损失。
5）热导率要高。
以提高换热器的传热系数，减小传热面积和金属材料消耗量。
6）绝热指数要小，可使压缩过程耗功减小，压缩终了时气体温度不过高。
7）液体热容小。
可使节流过程的损失减小。
8）循环的热力完善度尽可能大。
9）不燃烧、不爆炸、无毒、对金属不起腐蚀作用、高温下不分解及对人体无害。
10）价格便宜，便于获得。
此外，近代由于环境保护需要气候变暖。
特别强调制冷剂的使用不应破坏大气臭氧层及引起全球气候变暖。
制冷剂选用的基本原则是：在考虑基本要求的前提下，还应该结合考虑制冷压缩机的结构型式及制冷机的用途来决定位用哪种工质。
如：在封闭式压缩机中，制冷剂与电动机的线圈相接触，故不能使用像氨一类会与铜起作用的制冷剂。
家用空调冰箱中的制冷剂则希望无毒、不燃烧、不爆炸。
因而每一种制冷剂的选用都是综合考虑的结果。