制冷剂基本知识及应用
简单的传热学基础知识及在空调中的应用
一、家用空调器中制冷剂的一般要求
• 制冷剂又称制冷工质，是制冷循环中的工 作介质，制冷剂在制冷机中循环流动，通 过自身热力状态的变化与外界发生能量交 换，从而实现制冷的目的。
• 当前，能用作制冷剂的物质有80多种，最 常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化 合物等。本世纪30年代氟里昂制冷剂的出 现，对制冷技术产生了推动作用。
高温高压制冷剂向周围空气环境散热 a.制冷剂—>铜管内壁：对流换热 b.铜管内壁—>铜管外壁及翅片：导热 c.铜管外壁及翅片—>周围大气环境：对流换热
• 高温高压制冷剂以过热蒸气状态进入冷凝器，在管内发 生降温及冷凝，从冷凝器入口到第一个液滴产生前，是 一个温度不断降低的过程；
• 从第一个液滴产生到最后一个气泡消失，是一个温度不 变的过程，在此过程中，制冷剂中含液量不断上升，含 气量不断下降；
生等温蒸发及升温过程；
• 从蒸发器入口到最后一个液滴消失前，是一个温度不变 的过程（理论上），在此过程中，制冷剂中含液量不断 下降，含气量不断上升；
• 从最后一个液滴消失到蒸发器出口，是一个升温过程。 • 总的说来，这是一个低温低压制冷剂液体在蒸发器中吸
热变成低温低压制冷剂气体的过程。
• 3 其他的传热过程 压缩机及配管等与环境的换热；
制冷剂，得到了广泛的应用。
二、制冷剂泄漏的危害
• 制冷剂对环境的主要影响： • 1 对臭氧层的破坏； • 2 温室效应(直接的或间接的)。 • 因氟氯碳化合物泄漏至同温层时，被太阳的紫外
线照射而分解，放出氯原子，与同温层中臭氧进 行连锁反应：
• CFXCLY CFXCLY-1+CL CL + O3 CLO + O2 CLO + O CL+ O2
制冷剂应用知识手册-常用制冷剂
制冷剂应用知识手册－常用制冷剂一、水,R-718多数制冷过程是吸收循环或蒸气压缩循环。
商业吸收循环一般用水作为制冷剂，溴化锂为吸收剂.水无毒、不可燃、来源丰富。
是一种天然制冷剂.吸收式制冷机即使是双效制冷机，其挑战是COP(性能系数)只比1稍大(离心式制冷机的COP大于5)。
从寿命周期的观点来看，吸收式制冷机需要一个彻底的调查，以确定其解决方案在经济上是否可行。
从环保观点来看，用水作为制冷剂是好的。
吸收式制冷机的低COP值可能表明比离心制冷机需要消耗更多的化石燃料。
但是不一定，因吸收式制冷机直接使用化石燃料，而电制冷机使用电能。
选择用哪种制冷机实际上取决于电能是如何产生的。
二、氨,R-717氨(NH3)被认为是一种效率最高的天然制冷剂。
它是一种今天仍在使用的“原始”制冷剂。
多用于正位移压缩机的蒸气压缩过程。
ASHRAE标准34将其分类为B2制冷剂(毒性高低可燃).ASHRAE标准15要求对氨制冷站有特殊的安全考虑。
尽管在商业空调也使用很多，但氨在工业制冷上的应用更广泛些。
三、二氧化碳,R-744二氧化碳(CO2)是一种天然制冷剂.它在19世纪末20世纪初停止使用，现在正在研究重新对它的使用。
用于蒸气压缩循环正位移压缩机。
在32℃时CO2的冷凝压力超过6MP A，这是一个挑战。
而且，CO2的临界点很低，能效差。
尽管如此，仍可能有一些应用，如复叠制冷，CO2将是有用的。
四、烃类物质丙烷(R-290)和异丁烷(R-600a),以及其他氢碳物质,能够在蒸气压缩过程中作为制冷剂使用。
在北欧，大约有35%的制冷机使用氢碳物质。
它们毒性低且能效高，但容易燃烧。
后者严重限制了它们在北美的使用，因受现今安全规范的制约。
五、氯氟碳族(CFC族)氯氟碳族(CFC族)有许多物质，但在空调中最常用的是R-11、R12、R-113和R -114.CFC族到20世纪中叶时已经普遍使用。
发达国家在1995应蒙特利尔议定书的要求停止了CFC族的生产。
制冷基础知识
制冷基础知识一、制冷术语：什么叫工质 ?凡是用来实现热能与机械能的转换或用来传递热能的工作物质统称为工质。
在制冷装置中，不断循环流动以实现能量转换的工作物质称为工质。
也是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。
例如：氟利昂、氨、水等。
什么叫制冷剂？制冷剂即制冷工质，是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。
制冷剂在蒸发器内吸取被冷却对象的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围空气或水而被冷凝成液体。
制冷机借助于制冷剂的状态变化，达到制冷的目的。
什么叫载冷剂 ?载冷剂也称冷媒是指在间接制冷系统中用以传送冷量的中间介质。
载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备中，吸收被冷却物体或环境的热量，再返回蒸发器被制冷剂重新冷却，如此不断的循环，以达到连续制冷的目的。
载冷剂传递冷量是依靠显热作用，而不象别的制冷剂那样依靠蒸发潜热来实现制冷。
例如：空气、水、盐水、有机化合物及其水溶液等。
二、制冷系统中的工作参数的概念1、温度：温度是表示物质冷热程度的量度。
常用的温度单位（温标）有三种：摄氏温度、华氏温度、绝对温度。
1）摄氏温度（ t ,℃）：我们经常用的温度。
用摄氏温度计测得的温度。
2）华氏温度（ F ,℉）：欧美国家常用的温度。
3）绝对温标（ T，o K）：一般在理论计算中使用。
三种温度单位之间换算：A、华氏温度 F (℉ ) = 9/5 ×摄氏温度 t(℃ ) ＋ 32 （已知摄氏温度求华氏温度）B、摄氏温度t （℃） = [ 华氏温度 F（℉） -32] ×5/9（已知华氏温度求摄氏温度）例：F(℉)t （℃）2121003205-150-17.8C、绝对温标T（o K） = 摄氏温度t ( ℃) ＋ 273 （已知摄氏温度求绝对温度）例：t ( ℃)T （o K）-30243-102630273303032、压力（P）：在制冷中，压力是单位面积上所受的垂直作用力，即压强。
通常用压力表、压力计测得。
R134a制冷剂基础知识
R134a制冷剂
R134A
氟利昂134A是一种新型制冷剂，属于氢氟烃类（简称HFC）。
其沸点为-26.5℃。
它的热工性能接近R12（CFC12），破坏臭氧层潜能值ODP为0，但温室效应潜能值WGP为1300（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。
），现被用于冰箱、冰柜和汽车空调系统，以代替氟利昂12。
它比R12的优越性在于以下几个方面：
1、R134a不含氯原子，对大气臭氧层不起破坏作用；
2、R134a具有良好的安全性能（不易燃，不爆炸，无毒，无刺激性无腐性）；
3、R134a的传热性能比较接近，所以制冷系统的改型比较容易；
4、R134a的传热性能比R12好，因此制冷剂的用量可大大减少。
这里要着重指出，对于不安全卤化烃化合物（HFCs），由于不含亲油性基的氯原子，因此，不能于矿物润滑油亲和，为了确保相容性，在家用空调系统中，可采用聚酯合成润滑油（POE油）或烷基苯润滑油（AB油）。
HFC-134a的主要物化性质
物性单位HFC-134a
化学名/ 1，1，1，2-四氟乙烷分子式/ CH2FCF3
分子量/ 102.03
沸点（1atm）℃-26.1
冰点℃-103.0
临界温度℃101.1
临界压力Kpa(1b/in2abs) 4060(588.9)
临界体积M3/kg(ft3/1b) 0.00194(0.0311)
临界密度g/m(1b/ft) 515.3(32.17)
密度，（液体），25℃g/cm(1b/ft) 1206(75.28)
密度，（饱和蒸气）沸点下g/cm(1b/ft) 5.25(0.328)。
2024年度R32制冷剂小知识
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R32应用领域及市场需求
商用制冷设备
商用制冷设备如超市冷柜、冷藏车等也逐 渐采用R32制冷剂，以满足环保和能效要
求。
A 家用空调领域
R32制冷剂在家用空调领域得到广泛 应用，其高效、环保的性能受到消 费者的青睐。
B
C
D
市场需求增长
随着全球环保意识的提高和制冷技术的不 断进步，R32制冷剂的市场需求呈现出不 断增长的趋势。
推动技术创新和研发
鼓励企业加大技术创新和研发投入， 提高R32制冷剂的技术成熟度和性能 水平。
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加强政策引导和扶持
政府应出台相关政策，引导和扶持环 保制冷剂的发展，推动R32制冷剂在 各行业的应用。
建立完善的标准体系
建立完善的R32制冷剂标准体系，规 范其生产、销售和使用等环节，确保 其质量和安全性能得到保障。
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R32制冷剂安全使用注意事项
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储存和运输要求
储存环境
R32制冷剂应储存在阴凉、通风、干燥的专用仓库内，远离火源和热源，避免 阳光直射。同时，仓库内应配备相应的消防设施和泄漏应急处理设备。
运输要求
在运输过程中，应确保制冷剂钢瓶竖直放置，并固定牢固，防止颠簸和碰撞。 同时，运输车辆应具备相应的安全设施，如防火、防爆、防泄漏等，并遵守相 关的交通法规。
工业制冷领域
在一些工业制冷领域，如化工、医药等行 业的生产工艺中，也需要使用到R32制冷 剂。
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R32制冷剂优点分析
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高效节能特点
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制冷效率高
r410a制冷剂相关知识
R410A制冷剂简介R410A是一种常用的制冷剂，它是氢氟烃类制冷剂的一种。
它在低温环境下能够提供高效的制冷效果，因此被广泛应用于空调、冷冻设备等制冷领域中。
以往，氟利昂类制冷剂被广泛应用于制冷系统，但氟利昂会对臭氧层造成破坏，因此在1990年代被国际协议禁止使用。
而R410A是一种无臭、无色、无毒的制冷剂，对臭氧层的破坏几乎没有影响，成为氟利昂的替代品。
特性与优势与其他制冷剂相比，R410A有着以下的特点和优势：•高效：R410A在低温环境下具有很高的制冷效果，相比其他制冷剂能够更快地降低温度，提高能源利用率。
•环保：R410A几乎不对臭氧层产生影响，成为氟利昂的最佳替代品。
同时，它的GWP值（全球变暖潜势，Global Warming Potential）也比较低，有助于减少碳排放。
•安全：R410A的燃烧温度、燃烧速度以及爆炸极限均较高，使用较为安全可靠。
•稳定性强：R410A在一定温度和压力下的化学稳定性和热力学稳定性较高，不会因物理或化学因素而分解或污染。
•兼容性好：R410A兼容性很好，可以和多种压缩机、制冷设备、冷却介质等相互配合使用。
总的来说，R410A是一种高效、环保、安全、稳定、兼容性好的制冷剂，成为了目前制冷系统中最为流行的一种制冷剂。
应用场景由于R410A的特性和优势，它在制冷领域中具有广泛的应用场景。
在以下的场景中，R410A都有着非常出色的表现：空调R410A被广泛应用于空调制冷系统中，其制冷效果高、能耗低、安全可靠，并对环境造成的污染和破坏极小，成为目前最好的选择。
冷库在冷库的制冷设备中，R410A也是一种很好的制冷剂。
不仅可以实现快速降温，同时也不会对食品产生不良影响。
此外，R410A的具有很高的制冷效果，能够有效保证冷库内的温度。
冷藏柜冷藏柜中的制冷必须保持在一定温度，R410A可在低温环境中提供高效制冷，避免了产品在运输或保管过程中变质，同时也保证了产品的安全。
氨制冷基础知识与原理
氨制冷基础知识与原理氨制冷是一种常见的制冷方式，广泛应用于工业和商业领域。
它的基础知识包括氨的性质、循环系统的构成和工作原理。
氨的性质氨（NH3）是一种无色气体，具有刺激性气味和可燃性。
它是一种高效的制冷剂，具有较大的制冷量和良好的热传导性。
氨的沸点为-33.34°C，在常温下容易液化，因此适合用于制冷。
循环系统的构成氨制冷循环系统由四个主要组件组成：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
1.压缩机：压缩机是氨制冷循环的关键组件，负责将氨气从低压态压缩为高压态。
这个过程会显著增加氨气的温度和压力，将其制冷能力提高。
2.冷凝器：冷凝器是接收由压缩机排出的高温高压氨气，并通过冷却和冷凝过程释放热量。
冷凝器通常是由管道和散热器组成的，冷却介质（通常为水或空气）通过管道流动，将氨气冷却至液态。
3.膨胀阀：膨胀阀是控制制冷剂流量的关键组件。
它负责将高压液态氨气通过节流孔膨胀为低压氨气，使其进入蒸发器。
4.蒸发器：蒸发器是氨制冷循环中的冷却部分，它负责将低压液态氨气转化为低温蒸汽。
在蒸发器中，氨气吸收周围的热量，从而形成冷气。
常见的蒸发器类型有换热器、冷却塔和冷冻箱等。
工作原理氨制冷的工作原理基于制冷剂的物理特性和热力学原理。
1.蒸发过程：在蒸发器中，低压液态氨气经过膨胀阀进入，温度和压力降低，形成低温蒸汽。
蒸发器中的介质（如水或空气）吸收蒸发过程中释放的热量，冷却周围空气或物体。
2.压缩过程：低温蒸汽进入压缩机，被压缩为高温高压氨气。
压缩过程中，氨气的温度和压力显著增加，以便更好地释放热量。
3.冷凝过程：高温高压氨气进入冷凝器，在冷却介质的作用下，氨气冷却并逐渐液化。
冷凝过程中，热量从氨气中移除，并通过冷却介质释放到外部环境中。
4.膨胀过程：液态氨气通过膨胀阀进入蒸发器，低温低压状态下再次循环。
循环系统中，氨气在压缩和膨胀的过程中，通过吸收和释放热量，实现了制冷效果。
通过不断循环，整个系统能够持续制冷。
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。
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制冷剂基本知识及应用
第一章制冷剂的分类
第二章制冷剂命名
第三章热力学性质
第四章物理化学性质
第五章环境友好型
第六章制冷剂淘汰与替代
一. 制冷剂的分类
1.1 按制冷剂分子结构分类：
无机化合物（700系）和有机化合物。
1.1.1有机化合物制冷剂分为：
碳氢化合物—HC；
完全卤代烃—CFC；
无氯卤代烃—HFC；
不完全卤代烃—HCFC。
1.2 按制冷剂组成分类：
单一（纯质）制冷剂和混合制冷剂。
1.2.1混合制冷剂分为：
1）共沸混合物500系
泡点线和露点线存在共沸点。
2）非共沸混合物制冷剂400系
泡点线和露点线不相交。
1.2.2近共沸混合物
非共沸混合物且滑移温度≤1℃，
属于400系；
不等温相变特性，有节能效果。
1.3 按制冷剂标准沸点分类：
高温（低压）：标准沸点0~10℃；
中温（中压）：标准沸点-20~0℃；
低温（高压）：标准沸点-60~-20℃。
1.4 安全性分类：
1.4.1毒性分类：
A类低慢性毒性；
B类高慢性毒性。
1.4.2可燃性分类：
1类，无火焰传播；
2L类，弱可燃；
2类，可燃；
3类，可燃易爆
1.5 环境友好型分类：
1）环境友好型：R290，R600a，
R414A，R717，R744；
2）非环境友好型：R410A。
二. 制冷剂命名
2.1 无机化合物制冷剂
例：H2O —R718
R—制冷剂；7—无机物；
18—水的分子量。
同理，R717，R744。
2.2 有机化合物制冷剂
2.2.1 卤代烃及碳氢化合物
例：CHF2CHF2—HFC-R134
HFC—无氯卤代烃；R—制冷剂；
4—有4个氟；3—有2+1=3个氢；
1—有2-1=1个碳；对称性同分异构体。
例：CH2FCF3 —HFC-R134a
HFC—无氯卤代烃；R—制冷剂；
4—有4个氟；3—有2+1=3个氢；
1—有2-1=1个碳；
a—a型非对称性同分异构体。
同理：
CH2FCH2F=R152；
CHF2CH3=R152a。
例：CF3Br —R13B1
R—制冷剂；3—有3个氟；
1—有0+1=1个氢；有1-1=0个碳故省略；
B1—有1个溴。
2.2.2 混合物制冷剂
例：R32/R125（50/50）—HFCs-R410A
HFCs —无氯卤代烃混合物；
R—制冷剂；4—非共沸；
10—代号；A—A型组分配比方式。
例：R32/R125/R134a（23/25/52）—HFCs-R407C HFCs —无氯卤代烃混合物；
R—制冷剂；4—非共沸；
07—代号；C—C型组分配比方式。
2.2.3 有机化合物600系
例：丁烷—HC-R600；戊烷—HC-R601
2.2.4 环烷烃类—RC
例：C4F8—RC318。
三. 热力学性质
3.1 制冷效率η——反应节流损失和过热损失的大小。
3.1.1节流损失
1.节流损失分为两部分：
1）制冷量损失
等焓线和等熵线斜率不同。
2）膨胀功损失
绝热节流损失。
2.影响节流损失大小的因素
1）压比越大节流损失越大；
2）冷凝压力越接近临界压力损失越大；
3）制冷剂物性：
T-s图，饱和液线越平缓损失越大；
T-s图，等焓线越斜损失越大；
p-h图，等熵线越斜损失越大。
3.1.2过热损失
1.原因：避免湿压缩因而压缩过热蒸汽。
2.影响因素
1）压比大小；
2）接近临界压力的程度；
3）制冷剂物性。
3.2 临界压力（温度）
制冷剂工作区远离临界点为好；
低温制冷剂临界温度低；
高温制冷剂临界温度高。
3.3 饱和蒸汽压力
1）蒸发压力不宜低于大气压，
有空气渗入须干燥过滤；
2）冷凝压力不宜过高，
降低设备承压；
3）较小的绝热指数（比热容比）
绝热指数小排气温度低，压缩功耗低。
3.4 汽化潜热
汽化潜热越大充注量越小。
3.5 单位容积制冷量
影响压缩机尺寸。
四. 物理化学性质
4.1导热系数要高
4.2密度、粘度要小
4.3腐蚀、侵蚀性要小
氨不能用于铜和铜合金，磷青铜除外；
氟利昂腐蚀含镁铝合金。
4.4热稳定性要好
高温下不分解；
R717≤150℃。
4.5电绝缘性要好
指标：电击穿强度。
4.6一定的吸水性
缓解低温冰塞；
氨吸水性强，可不设干燥器。
4.7制冷剂与润滑油的溶解性
4.7.1润滑油分类
1）合成类（PAO）；
2）醇类（PAG）；
3）酯类（POE）；
4）矿物油。
4.7.2溶解性
1）不相容
R717、R134a不溶于矿物油。
2）有限溶解
制冷剂与润滑油分层，
换热器热交换面有油膜。
3）完全溶解
压缩机部件润滑好，
制冷剂沸腾时有泡沫。
注：溶解度与温度有关，
存在当低温时有限溶解，
而高温时完全溶解。
五. 环境友好型
指标分类：
5.1消耗臭氧层潜值：
臭氧衰减指数—ODP，
基准值：CFC-R11 = 1。
5.2全球变暖潜值：
温室指数—GWP，
基准值：R744=1。
5.3大气寿命—AL。
六. 制冷剂淘汰与替代
6.1 HCFC类淘汰进度
2013—冻结
2030—淘汰
2030~2040—保留维修用量。
6.2 工商业制冷剂替代
HFC-R410A，HFC-134a，R717，R744。
6.3 房间空调器制冷剂替代
HFC-R410A，R290。
《GBT 7778-2017》，《ASHRAE 34-2007》，《ISO 817-2005》，《制冷原理及设备》
《复习教材》。
GBT 7778-2017制冷剂编号方法和安全性分类》，。