制冷劑載冷劑和潤滑油

1、第1節(jié) 制冷劑制冷裝置中進行循環(huán)制冷的工作物質，又稱為“工質”。本小節(jié)主要內容：本小節(jié)主要內容：一、對制冷劑的基本要求 （一）熱力學性質 （二）物理化學性質 （三）環(huán)境友好性能 （四）其他二、制冷劑的安全標準與分類命名三、常用制冷劑的基本熱力性能（一）熱力學性質（1 1）制冷效率高）制冷效率高（2 2）壓力適中）壓力適中 低溫下的飽和壓力接近大氣壓；低溫下的飽和壓力接近大氣壓； 常溫下冷凝壓力不應過高，不超過常溫下冷凝壓力不應過高，不超過2MPa2MPa。（3 3）單位容積制冷能力大）單位容積制冷能力大 qv 越大，產生一定冷量時，所需制冷劑的體積循環(huán)量越小。越大，產生一定冷量時，所需制冷劑的

2、體積循環(huán)量越小。例外：例外：小型容積型壓縮機或離心式壓縮機小型容積型壓縮機或離心式壓縮機，尺寸過小會帶來，尺寸過小會帶來制造困難，制造困難，希望希望qv 小一些小一些。 （4 4）臨界溫度高）臨界溫度高（二）物理化學性質（1）與潤滑油的互溶性 有限溶于潤滑油：氨 無限溶于潤滑油：（2）導熱系數、放熱系數高 可減小換熱設備的尺寸（3）密度、黏度小 可減小流動阻力、減小制冷劑管道口徑。（4）與金屬、橡膠等材料的相容性好（三）環(huán)境友好性能制冷劑的環(huán)境友好性能的參數： 消耗臭氧層潛值（Ozone Depletion Potential, ODP） 全球變暖潛值（Global Warming Poten

3、tial, GWP） 大氣壽命（排放到大氣層的制冷劑被分解一半時所需要的時間，Atmospheric Life）綜合考慮制冷劑的ODP、GWP和大氣壽命，當其排放到大氣層后對環(huán)境的影響符合國際認可條件時，則認為是環(huán)境友好制冷劑。（三）環(huán)境友好性能（續(xù)1）全面反映制冷劑對全球變暖影響的指標：變暖影響總當量TEWI（Total Equivalent Warming Impact）：綜合考慮了制冷劑對全球變暖的直接效應DE和制冷機消耗能源而排放的CO2對全球變暖的間接效應IE（四）其它制冷劑應無毒，不燃燒，不爆炸，而且，易購價廉。二、安全標準與分類命名（一）安全性分類1.單組分制冷劑毒性按急性和慢性

4、允許暴露量將制冷劑的毒性危害分為A、B、C三類（對于單組分制冷劑）制冷劑的毒性危害程度分類 表 2-2 分類方法 分類 LC50(4-hr) TLV-TW A 備 注 A 類 0.1%（V/V） 0.04%（V/V） B 類 0.1%（V/V） 0.04%（V/V） C 類 0.1%（V/V） 0.1 kg/m3，且燃燒產生熱量小于 19000kJ/kg者，即有燃燒性 3 類 在101kPa、21和相對濕度為50%條件下，制冷劑LFL0.1 kg/m3，且燃燒產生熱量大于等于19000kJ/kg 者為有很高的燃燒性，即有爆炸性 2.混合物制冷劑的安全分類 自學。（二）分類命名兩種命名方式：1.

5、采用技術性前綴符號“R”（refrigeration）主要應用于技術出版物、設備銘牌、樣本以及使用維護說明書中；2.非技術性前綴符號（即成分標識前綴符號）體現制冷劑化學成分的符號，如含有碳、氟、氯、氫，則分別用C、F、Cl、H表示，如R22用HCFC-22表示，主要應用在有關臭氧層保護與制冷劑替代的非技術性、科普讀物以及有關宣傳類出版物中。制冷劑的命名規(guī)則：（1）對于甲烷、乙烷等飽和碳氫化合物及其鹵族衍生物（即氟里昂）zyxnm22該類制冷劑編號為該類制冷劑編號為“RB”。第一位數字為第一位數字為m-1，此值為，此值為0時則省略不寫；時則省略不寫；第二位數字為第二位數字為n1；第三為數字為第三

6、為數字為x；第四位數字為第四位數字為z，如為零，則與字母，如為零，則與字母“B”一同省略。一同省略。其原子數之間有下列關系其原子數之間有下列關系其其化學分子式為：化學分子式為：CmHnFxClyBrz制冷劑的命名規(guī)則：（續(xù)）(2)已商業(yè)化的非共沸混合物：R4XX(3)已商業(yè)化的共沸混合物：R5XX(4)各種有機化合物：R6XX(5)各種無機化合物：R7XX 后兩位數字為該無機化合物的分子量。(6)對非飽和碳氫化合物：RXXXX三、制冷劑的基本熱力性質制冷劑在標準大氣壓（即101.32 kPa壓力）下的飽和溫度，稱為沸點。根據沸點的高低，可將制冷劑分為： 高溫制冷劑：沸點大于0 中溫制冷劑：沸點

7、大于-60、低于0 低溫制冷劑：沸點低于-60空氣調節(jié)用制冷機中采用中溫、高溫制冷劑。（一）氟利昂 共性 “冰塞”現象 “鍍銅”現象 幾種常見的氟利昂 1. R22 2. R123 3. R134a（二）無機化合物1. R718 蒸發(fā)溫度必須高于0。2. R717 主要用于陸上食品冷藏庫制冷系統、鹽水制冰系統等。3. R744 汽車空調、復疊式制冷的低溫級等（三）混合溶液二元溶液的相平衡圖：二元溶液的相平衡圖：二元溶液的特性：二元溶液的特性：1.給定壓力下，二元溶液的沸給定壓力下，二元溶液的沸騰溫度介于兩個組分蒸發(fā)溫度騰溫度介于兩個組分蒸發(fā)溫度之間。之間。二元溶液的特性：二元溶液的特性：2.

8、給定壓力下，給定壓力下，蒸發(fā)過程的蒸蒸發(fā)過程的蒸發(fā)溫度發(fā)溫度或冷凝過程的冷凝溫度并或冷凝過程的冷凝溫度并非定值。非定值。泡點泡點：某組分比下某組分比下溶液開始溶液開始蒸發(fā)蒸發(fā)的溫度的溫度，點，點1； 露點露點：某某組分比下組分比下溶液溶液開始冷凝開始冷凝的溫度，的溫度，點點2；溫度滑移溫度滑移(temperature glide)： 露點和泡點之差露點和泡點之差。二元溶液的特性：二元溶液的特性：3. 給定壓力下，濕蒸氣區(qū)中給定壓力下，濕蒸氣區(qū)中兩相組分濃度不同，但溶液兩相組分濃度不同，但溶液的總質量和平均濃度不變。的總質量和平均濃度不變。 沸點低的組分，其蒸氣分壓沸點低的組分，其蒸氣分壓力高，

9、氣相濃度也高。力高，氣相濃度也高。非共沸混合溶液：非共沸混合溶液：在等壓下在等壓下不存在單一蒸發(fā)溫度的混合溶液不存在單一蒸發(fā)溫度的混合溶液。泄漏后再充注時需加以注意！泄漏后再充注時需加以注意！近共沸混合制冷劑近共沸混合制冷劑(Near Zeotropic Mixture Refrigerant)：當非共沸混合溶液的飽和液線與干飽和蒸氣線非常接近時，其定壓相變時的溫度滑移很小(通常認為泡、露點溫度差小于1)，可視為近似等溫過程，將這類混合溶液叫做近共沸混近共沸混合制冷劑合制冷劑。近共沸混合制冷劑近共沸混合制冷劑在在泄漏后再充注時，泄漏后再充注時，只要注意液相充注，其只要注意液相充注，其成分的微小

10、變化對制冷機組性能的影響不大。成分的微小變化對制冷機組性能的影響不大。共沸混合溶液：在某段濃度范圍溶液的蒸發(fā)溫度低于或在某段濃度范圍溶液的蒸發(fā)溫度低于或高于兩個純組分的蒸發(fā)溫度，具有最低沸點或最高沸點高于兩個純組分的蒸發(fā)溫度，具有最低沸點或最高沸點的濃度時，在給定壓力下其蒸發(fā)溫度或冷凝溫度為定值的濃度時，在給定壓力下其蒸發(fā)溫度或冷凝溫度為定值的的混合溶液，可以像純組分一樣使用?；旌先芤?，可以像純組分一樣使用。常用的混合溶液制冷劑1. R407C 由23%的R32、25%的R125和52%的R134a構成。 R22的替代制冷劑，用于房間空調器、單元式空調器及小型冷水機組中。2. R410A 由5

11、0%的R32 和50%的R125組成。 具有良好的傳熱特性和流動特性，制冷效率高，是房間空調器、多聯式空調機組等小型空調裝置中的替代制冷劑。（四）不完全鹵化氟醚化合物主要有：甲醚(C2H6O)、甲乙醚(C3H8O)、乙醚(C4H10O)的不完全鹵化物。1. HFE143m：可替代R12和R134a，熱力性能接近R12。ODP=0，GWP=7502. HFE245mc：替代R114，用于高溫熱泵， ODP=0，GWP=6223. HFE347mcc，HFE347mmy：替代R11 熱力性能不及R11，但ODP=0。制冷劑的貯存 裝存專用的鋼瓶中，鋼瓶定期進行耐壓試驗； 裝存不同制冷劑的鋼瓶不可調

12、換使用； 存有制冷劑的鋼瓶不可暴曬或置于高溫處； 鋼瓶表面標有裝存制冷劑的名稱； 鋼瓶表面顏色標示： 氨黃色； 氟利昂銀灰色第2節(jié) 潤滑油一、使用目的1. 減少摩擦；2. 帶走摩擦熱；3. 減少泄漏；4. 降低噪聲；5. 為壓縮機的卸載裝置提供壓力。二、潤滑油的種類1. 天然礦物油(Mineral Oil, MO)礦物油的應用范圍 表 2-6 國標品種 ISO 品種 主要組成 工作溫度 制冷劑 典型應用 L-DRA/A 氨氨 開啟式。 普通冷凍機 L-DRA/B L-DRA L 深度精制礦物油 （環(huán)烷基、石蠟基或白油） 合成烴油 高于 40 氨、 CFCS、 HCFCS及其為主混合物 半封閉。

13、 普通冷凍機；冷凍、冷藏設備；空調設備 L-DRB/A 深度精制礦物油 合成烴油 L-DRB/B L-DRB 合成烴油 低于 40 CFCS、HCFCS 及其為主混合物 全封閉。 冷凍、冷藏設備；電冰箱 2. 人工合成油人工合成油常具有較強的極性，能溶解在極性較強的制冷劑中。常用的合成油： 1. 聚烯烴乙二醇油(PAG) 2. 烷基苯油(AB) 3. 聚酯類油(POE) 4. 聚醚類油(PVE)幾類主要制冷潤滑油的適用性 表 2-7 項目 MO PAG AB POE PVE 適用壓縮機 往復式、旋轉式、渦旋式、螺桿式、離心式 往復式、斜盤式、渦旋式、螺桿式、離心式 往復式、旋轉式 往復式、旋轉

14、式、渦旋式、螺桿式、離心式 往復式、旋轉式、 渦旋式、 螺桿式、離心式 使用制冷劑 CFCs、 HCFCs、 氨、HCs HFC-134a、HCs、氨 CFCs、HCFCs、氨、HFC-407C HCFCs及其混合物 HCFCs及其混合物 典型應用例 家用空調、 電冰箱、冷凍冷藏設備、中央空調冷水機組、汽車空調 汽車空調、 家用空調、電冰箱 空調設備、 冷凍冷藏設備 冷凍冷藏設備、 空調器 汽車空調、 家用空調、 中央空調冷水機組 選擇潤滑油時選擇潤滑油時更多考慮的是制冷劑更多考慮的是制冷劑，其次是其次是壓縮機的型式壓縮機的型式和和運行工況運行工況。潤滑油（冷凍機油）的特性指標：1. 黏度2.

15、 濁點：當溫度降低到某一數值時，油中開始析出石蠟，使?jié)櫥妥儨啙釙r的溫度。3. 凝固點4. 閃點：被加熱時，器蒸氣與火焰接觸發(fā)生明火時的溫度。閃點必須比壓縮機的排氣溫度高出1530.5. 化學穩(wěn)定性和抗氧化性6. 水分和機械雜質7. 絕緣性能三、潤滑油的選擇應考慮潤滑油的低溫性能和與制冷劑的互溶特性。應考慮潤滑油的低溫性能和與制冷劑的互溶特性。1. 低溫性能低溫性能（1）黏度）黏度 N15、N22、N32、N46、N68五個黏度等級。五個黏度等級。 （2）流動性）流動性 潤滑油的凝固點要比蒸發(fā)溫度低潤滑油的凝固點要比蒸發(fā)溫度低510.2.與制冷劑的互溶性與制冷劑的互溶性第3節(jié) 載冷劑空調工程、

16、工業(yè)生產和科學試驗中，采用制冷裝置間接冷卻被冷卻物，或者將制冷裝置產生的冷量遠距離輸送時，需要一種中間物質，在蒸發(fā)器內被冷卻降溫，然后再用它冷卻被冷卻物，這種中間物質稱為載冷劑。一、對載冷劑的要求 物理化學性質要求, 6個方面：(1)(6)。二、常用載冷劑（1）水：載冷溫度高于0時；（2）鹽水溶液：載冷溫度低于0時，如NaCl、CaCl2溶液。（3）有機化合物的水溶液：乙二醇、丙三醇等。三、鹽水溶液的特性選擇鹽水溶液時應注意：溶液濃度越大，密度越大、流動阻力也越大，但比熱減小，輸送相同冷量時，需增加流量；只要保證蒸發(fā)器中鹽水溶液不凍結，凝固溫度不必選擇過低， 敞開式蒸發(fā)器：比蒸發(fā)溫度低45 封

17、閉式蒸發(fā)器：比蒸發(fā)溫度低810 濃度不應大于合晶點濃度。鹽水溶液系統運轉時應注意： 應定期測量鹽水的濃度，并維持其設計濃度 鹽水不斷從空氣中吸收水分，會降低鹽水的濃度，使其凝固溫度升。 鹽水對金屬材料有較強的腐蝕性 （1）最好采用封閉式鹽水系統 減少其與空氣的接觸，以降低其對金屬的腐蝕。 （2）可在鹽水中加入緩蝕劑 將其PH值調整到7.58.5，減緩對金屬的腐蝕。乙烯乙二醇水溶液 無色、無味液體，揮發(fā)性低，腐蝕性低，易與水混合，略有毒，但無害。 用于工業(yè)制冷、冰蓄冷空調系統中。 其水溶液對金屬有腐蝕性，使用時需加入添加劑（防腐劑、穩(wěn)定劑）； 使用濃度：以凝固溫度比蒸發(fā)溫度低56來確定溶液濃度。思考題1. 什么是制冷劑？對制冷劑有什么要求？選擇制冷劑時應考慮哪些因素？2. 制冷劑的安全性是如何規(guī)定的？3. “環(huán)保制冷劑就是無氟制冷劑”的說法正確嗎？請簡述其原因；如何評價制冷劑的環(huán)境友好性能？4. 請說明各類制冷劑的命名方法。5. 何謂高溫制冷劑、中溫制冷劑和低溫制冷劑？請對本章的表2-4(b)中所示制冷劑進行分類。6. 為何空氣源熱泵的壓縮機需要設置油加熱器？并分析提出油加熱器的控制策略。7. 什么是載冷劑？對載冷劑有何要求？選擇載冷劑時應考慮哪些因素和注意事項？練習題1. 將R22和R134a制冷劑分別放置在兩個完全相同的鋼瓶中，如何利用最簡單的方