最新三制冷剂与载冷剂
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。
制冷剂和载冷剂
三、常用制冷剂的性质
1．氨(R717) a、 氨单位容积制冷量大，压力适中。 常温下Pk< 1．5MPa；当 to >—33．4℃ 时，P0>1个大气压。 b、氨与水可以任何比例互相溶解，不会引起结冰而堵塞管道 通路。但水分会使to升高，并对铜及铜合金(磷青铜除外)有腐蚀作 用，故液氨中含水量不超过0．2％。 c、氨难溶于润滑油的制冷剂，因此，氨制冷系统中的管道和 换热器的热表面上会积有油膜，影响传热效果。 d、氨有毒。当空气中氨的容积浓度达0．5％—0．6％时，人 停留半小时就会引起中毒。 e、氨具有可燃性，在16％～25％时遇明火会有爆炸危险； 目前，规定氨在空气中的浓度不应超过20mg／m3。 f、氨的绝热指数较高，使压缩机的排气温度较高。 g、氨价格便宜。
第二章 制冷剂和载冷剂
第一节 制 冷 剂
三、常用制冷剂的性质
1) 氟利昂12(CF2Cl2 ) a、R12五色、无味，毒性小。在标准大气压下其蒸发温度为- 29．8℃； b、水在R12中的溶解度很小，为防止冰塞现象，R12产品中的 含水量不得超过0．0025％； c、R12能够与润滑油以任意比例互相溶解 ； d、R12极易渗漏且不易被发现，所以要求制冷系统有足够的 密封性。 R12目前广泛应用于中、小型制冷装置，如电冰箱、空调器 和去湿机等。
第二章 制冷剂和载冷剂
第一节 制 冷 剂
一、对制冷剂的要求
1、制冷剂冷凝压力不太高 ；蒸发压力不低于大气压力 ； 2、单位容积制冷量要大 ，以缩小压缩机的尺寸 ； 3、制冷剂的临界温度要高 ，而凝固温度要低 ； 4、制冷剂的粘度和密度应尽可能小，以减少流动阻力； 5、导热系数要大，以提高热交换设备的传热系数，减少传热面积； 6、所用的材料无腐蚀性，与润滑油不起化学作用，高温下不分解； 7、对人体无害，无燃烧和爆炸危险，使用安全； 8、易于取得，价格便宜。
制冷剂与载冷剂
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
制冷剂与载冷剂制冷剂是制冷机中的工作介质，故又称制冷工质。
制冷剂在制冷机中循环流动，在蒸发器内吸取被冷却物体或空间的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围介质而被冷凝成液体，制冷系统借助于制冷剂状态的变化，从而实现制冷的目的。
载冷剂又称冷媒，是在间接供冷系统中用以传递制冷量的中间介质。
载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备中，吸收被冷却物体或空间的热量，再返回蒸发器重新被冷却，如此循环不止，以达到传递制冷量的目的。
本章主要介绍制冷剂必备的特性以及常用制冷剂和载冷剂的主要性质。
2.1 制冷剂蒸气压缩式制冷系统中的制冷剂是一种在系统中循环工作的，汽化和凝结交替变化进行传递热量的工作流体。
系统中的制冷剂在低压低温下汽化吸热（实现制冷），而在高压高温下凝结放热（蒸汽还原为液体）。
有适宜的压力和温度，并满足一定条件的可作为制冷剂的物质大约有几十种，常用的不过十几种。
在空调、冷藏中广泛使用的制冷剂不过几种。
2.1.1制冷剂的种类与编号2.1.1.1制冷剂的种类与分类可作为制冷剂的物质较多，其种类如下：1）无机化合物，如水、氨、二氧化碳等。
2）饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物，俗称氟利昂，主要是甲烷和乙烷的衍生物，如R12、R22、R134a等。
3）饱和碳氢化合物，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等。
通常按照制冷剂的标准蒸发温度，将其分为三类，即高温、中温和低温制冷剂。
所谓标准蒸发温度，是指在标准大气压力下的蒸发温度，也就是通常所说的沸点。
1）高温（低压）制冷剂：标准蒸发温度t s＞0℃，冷凝压力Pc≤0.2～0.3MPa。
常用的高温制冷剂有R123等。
2）中温（中压）制冷剂：0℃＞t s＞-60℃, 0.3MPa＜Pc＜2.0MPa。
常用的中温制冷剂有氨、R12、R22、R134a、丙烷等。
3）低温（高压）制冷剂：t s≤-60℃。
制冷剂与载冷剂
制冷剂与载冷剂制冷剂是制冷机中的工作介质，故又称制冷工质。
制冷剂在制冷机中循环流动，在蒸发器内吸取被冷却物体或空间的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围介质而被冷凝成液体，制冷系统借助于制冷剂状态的变化，从而实现制冷的目的。
载冷剂又称冷媒，是在间接供冷系统中用以传递制冷量的中间介质。
载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备中，吸收被冷却物体或空间的热量，再返回蒸发器重新被冷却，如此循环不止，以达到传递制冷量的目的。
本章主要介绍制冷剂必备的特性以及常用制冷剂和载冷剂的主要性质。
2.1 制冷剂蒸气压缩式制冷系统中的制冷剂是一种在系统中循环工作的，汽化和凝结交替变化进行传递热量的工作流体。
系统中的制冷剂在低压低温下汽化吸热（实现制冷），而在高压高温下凝结放热（蒸汽还原为液体）。
有适宜的压力和温度，并满足一定条件的可作为制冷剂的物质大约有几十种，常用的不过十几种。
在空调、冷藏中广泛使用的制冷剂不过几种。
2.1.1制冷剂的种类与编号2.1.1.1制冷剂的种类与分类可作为制冷剂的物质较多，其种类如下：1）无机化合物，如水、氨、二氧化碳等。
2）饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物，俗称氟利昂，主要是甲烷和乙烷的衍生物，如R12、R22、R134a等。
3）饱和碳氢化合物，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等。
通常按照制冷剂的标准蒸发温度，将其分为三类，即高温、中温和低温制冷剂。
所谓标准蒸发温度，是指在标准大气压力下的蒸发温度，也就是通常所说的沸点。
1）高温（低压）制冷剂：标准蒸发温度t s＞0℃，冷凝压力Pc≤0.2～0.3MPa。
常用的高温制冷剂有R123等。
2）中温（中压）制冷剂：0℃＞t s＞-60℃, 0.3MPa＜Pc＜2.0MPa。
常用的中温制冷剂有氨、R12、R22、R134a、丙烷等。
3）低温（高压）制冷剂：t s≤-60℃。
制冷剂、载冷剂和冷冻机油
六、 冷冻机油
3.凝固点 润滑油在试验条件下，冷却到停止流动的温度，称为凝固点。用 于制冷压缩机的润滑油，凝固点应越低越好。一般凝固点应低于-40℃。当 润滑油与制冷剂互相溶解时，凝固点将会降低。
4.闪点 润滑油(在开口盛油器内)加热到它的蒸汽与火焰接触时，发生闪火 的最低温度称为闪点。制冷压缩机所用的润滑油其闪点应比最高排气温度 高15-30℃，以免引起润滑油的燃烧与结焦。通常对氨、R12和R22用的润 滑油，其闪点应在160-170℃以上。
４.单位容积制冷量ｑv要大。这样在制冷量一定时，可以减少制冷剂的循环量，缩小压缩机 的尺寸。
５.导热系数要高，粘度和密度要小。以提高各换热器的传热系数，降低其在系统中的流动 阻力损失。
６.绝热指数ｋ要小。由绝热过程中参数间关系式可知，在初温和压缩比相同的情况下， K↑→T2↑。可见，ｋ小可降低排气温度。
R134a不含氯原子，标准蒸发温度约为－26.5℃，凝固温度约为－160℃，在
常温下冷凝压力0.771Mpa。 它不宜采用合成泡沸石作为干燥剂。 R134a对普通橡胶有更强的易膨胀湿润特性，所以密封材料宜采用氢化丁晴
橡胶、氯化橡胶。另外R134a本身无润滑性能，因此对润滑油有更高的要求。
四、制冷剂的命名规则
-50
-60
固体
0 10 20 30 40 50％
氯化钠盐水：共晶点-21.2℃、共晶浓度22.4％ 盐水的凝固点与浓度的关系
氯化钙盐水：共晶点-55℃、共晶浓度29.9％
五、载冷剂
在共晶点的左侧，如果盐水的浓度不变 ，而温度降低，当低于该浓度所对应的 凝固点时，则有冰从盐水中析出，所以 共晶点左面的曲线称为析冰线。
活塞式制冷压缩机中。 ３.高压低温制冷 冷凝压力Pk≥20Kg/cm2（绝对），T0≤－70℃。 如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，这类制冷剂适
冷库制冷剂以及载冷剂
冷库制冷剂以及载冷剂
根据对国内外大中型冷库制冷剂使用情况的调研，分析了大中型冷库制冷剂的现状。
根据国际上最新的文献，评论了冷库制冷剂应用的发展新动向。
结果表明：在国内外大中型冷库中，目前采用氨制冷剂是主流，今后氨仍然将是主要制冷剂。
在蒸发温度-35℃以上，压缩式制冷采用氨制冷剂是最节能的。
采用氨制冷剂的关键问题是安全问题。
在制冷剂的发展动向中，CO2系统成为新一代制冷剂关注的重点，CO2/ NH3复叠式制冷系统具有较大的发展潜力。
在间接制冷系统中，采用氨水替代乙二醇作为载冷剂，可以使系统能耗明显降低。
1)在国内外大中型冷库中，目前采用氨制冷剂是主流，今后氨仍然将是主要制冷剂。
采用氨制冷剂关键是安全问题，应该采取足够的防护措施，保证操作人员安全和公共安全。
2)我国冷藏企业中，尤其是中小企业，许多未配备针对氨制冷剂的防护设备，缺乏有关制冷系统故障的应急处理预案。
冷库安全问题必须引起企业和管理部门的高度重视。
3)根据国外专家的评估，在蒸发温度-35℃以上，压缩式制冷采用氨制冷剂是最节能的。
蒸发温度在-35℃以下，采用CO2与氨复叠式制冷，不仅可以降低初次投资、提高效率，而且大大减少了系统的充氨量、提高了食品冷加工企业的安全系数。
4)在间接制冷系统中，采用氨水替代乙二醇作为载冷剂，由于其黏度较小可以使系统能耗明显降低。
该流程已经在法国得到一定的推广应用。
制冷剂和载冷剂之间有什么区别？
制冷剂和载冷剂之间有什么区别？
在制冷职业，有这么两大类物质制冷剂和载冷剂，有一些关于这领域不是很了解的人很容易就会弄混，把其作同一种物质去看待，那么制冷系统中制冷剂指的是载冷剂吗？其实这是不对的，制冷剂和载冷剂是有显着的差异的，接下来我为大家详细的介绍一下，到底如何区分制冷剂和载冷剂。
制冷剂，又称制冷工质，在南方一些地区俗称雪种，是一种在制冷系统中不断循环并经过其自身的状况变化以实现制冷的作业物质。
制冷机中完成热力循环的工质。
它在低温下汲取被冷却物体的热量，然后在较高温度下搬运给冷却水或空气。
在蒸气压缩式制冷机中，运用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂，如氟利昂（饱满碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物），共沸混合工质（由两种氟利昂按一定份额混合而成的共沸溶液）、碳氢化合物（丙烷、乙烯等）、氨等；在气体压缩式制冷机中，运用气体制冷剂，如空气、氢气、氦气等，这些气体在制冷循环中一直为气态；在吸收式制冷机中，运用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质，如氨和水、溴化锂（分子式：LiBr。
白色立方晶系结晶或粒状粉末，极易溶于水）和水等；蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂。
制冷剂的首要技术指标有饱满蒸气压强、比热、粘度、导热系数、表面张力等。
但是作为载冷剂其自身的作用以及参数都和制冷剂有着显着的差别，经过上述的描述咱们开始关于制冷剂有了些了解，针关于载冷剂，其实浅显来讲载冷剂不能够制作冷量，它的作用只在于作为一个载体，将冷量进行传递。
说白了，载冷剂就是用来制作冷量的，而载冷剂是用来传递冷量的，所以制冷系统中制冷剂指的是载冷剂这一说法是不正确的。
所以大家不要混淆。
冰河冷媒应用于制冷行业，彻底解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。
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• 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。
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。
• 由于氟里昂对臭氧层的破坏，科学家甚至在地球两极的上空发现 臭氧空洞。
氟里昂的替代
• 1990年蒙特利尔协议规定，到本世纪末世 界各国要停止氟里昂的生产和排放。现在 各国都在寻找氟里昂的替代产品，这些产 品因符合环保要求而被称作"绿色制冷剂"。 要找到既符合环保要求又具有实际使用性 能的替代产品是一件很困难的事情，目前 可 能 的 产 品 有 R407c、R134a、R152a、 R410a等 。
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。
氟里昂的功绩
• 氟里昂的应用比氨晚60余年，但它一问 世就以其无毒无臭、不燃不爆、稳定性 好、对设备有良好的润滑作用而成为制 冷工业的明星，CFC-12更是广泛用于冰 箱生产中，其他如CFC-11、HCFC-22、 HCFC-113、HCFC-114也都有广泛应用。
新型制冷剂的开发
• 目前，科研人员发展了各种替代技术，
• 磁制冷和吸附制冷。
•
磁制冷又叫“顺磁盐绝热制冷”。顺磁盐在励磁和退磁
过程中会吸热或放热，利用这种性质发展的制冷技术具有制
冷效率高、成本低、结构简单等优点，最诱人之处在于它不
污染环境，因此很有发展前景。比如以硝酸镁铈为制冷剂的
磁制冷机降温可接近OK。
三制冷剂与载冷剂
制冷剂与载冷剂
制冷剂的要求
• 热力学的要求 • 对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制
冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和 减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机， 单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机 亦范要围求，制 并冷 避剂 免小qv要尺小寸，叶以轮扩制大造离之心困式难压。缩机的使用
• 常用的氟里昂制冷剂有R12、R22、R502及R134a，由于 其他型号的制冷剂现在已经停用或禁用。在此不做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、陆冷藏运输 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。
• 吸附制冷是利用吸附-脱附时吸热或放热的性质制冷，常用 的制冷剂体系包括金属氢化物-氢、沸石分子筛-H2O、活性 炭-氮气、氧化镨（氧化铈）-氧化体系等。
• 新的制冷技术充分考虑到制冷剂和环境的可容性以及可持续 发展的要求，被形象地称为“绿色制冷”，是今后制冷技术 发展的一大趋势。
载冷剂（一）
（一）对载冷剂的要求： 1、在使用温度范围内呈液态（凝固点要 低），挥发性小。； 2、无毒、对人体无刺激性； 3、粘度小、相对密度小，传热性能好（载 冷剂的粘度小，管路的阻力小；导热系数高， 换热设备的传热性能好，可减少传热面积）；
载冷剂（一）
（一）对载冷剂的要求： 4、对金属的腐蚀性小； 5、不易燃烧，无爆炸危险； 6、比热容大（载冷剂的比热容大，传递一定量的 制冷量所需要的循环量就小，管路的管径和泵的尺寸都 小，节省管材和泵的耗功量） 7、化学稳定性好（不分解，无活性，不会使其它 物质变色和变质）； 8、价格低廉，易于获得）。
氟里昂的过失
• 氟里昂有其致命的缺点，它是一种“温室效应气体”，温室 效应值比二氧化碳大1700倍，更危险的是它会破坏大气层中的臭 氧。
• CFCs（氟氯烃）在紫外线的作用下放出氯原子，氯原子与臭氧 发生自由基链反应，从而影响臭氧分子对紫外线的吸收，使过量 的紫外线到达地球表面，
• CFCs的化学性质非常稳定，排放的CFCs可以稳定地到达平流层 并在其中停留40-150年，对臭氧层造成长久的破坏。
• 氨的蒸气无色，有强烈的刺激臭味。氨对人体有较大的毒性， 当氨液飞溅到皮肤上时会引起冻伤。当空气中氨蒸气的容积 达到0.5-0.6%时可引起爆炸。故机房内空气中氨的浓度不得 超过0.02mg/L。
• 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
• 制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界 温度的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内 能否液化。
• 凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低 制冷剂的适用范围愈大。
氨（R717）的特性
• 纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜 合金（磷青铜除外），故在氨制冷系统中对管道及阀件均不 采用铜和铜合金。