制冷原理與裝置制冷劑與載冷劑

制冷原理與裝置制冷劑與載冷劑第一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)制冷劑概述一、制冷劑的發(fā)展、應(yīng)用與選用原則乙醚是最早使用的制冷劑。它易燃、易爆，標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度(沸點(diǎn))為34.5℃。查爾斯·泰勒(CharlesTellier)采用二甲基乙醚作制冷劑，其沸點(diǎn)為-23.6℃，蒸發(fā)壓力也比乙醚高得多。1866年，威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷劑。1870年，卡特·林德(CartLinde)對(duì)使用NH3作制冷劑作出了貢獻(xiàn)，從此大型制冷機(jī)中廣泛采用NH3為制冷劑。1874年，拉烏爾·皮克特(RaulPictel)采用SO2作制冷劑。SO2和CO2在歷史上曾經(jīng)是比較重要的制冷劑。SO2沸點(diǎn)為-10℃，毒性大，它作為重要的制冷劑曾有60年之久的歷史，后逐漸被淘汰。CO2的特點(diǎn)是在使用溫度范圍內(nèi)壓力特別高(例如，常溫下冷凝壓力高達(dá)8MPa。1929~1930年間湯姆斯·米杰里(ThomesMidgley)首先提出將氟利昂作為制冷劑用。第二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五1974年美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的莫利納（M.J.Molina)和羅蘭(F.S.Rowland)教授首指出鹵代烴中的氯原子會(huì)破壞大氣臭氧層。1995年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了這兩位教授以表彰他們?cè)诖髿饣瘜W(xué)特別是臭氧的形成和分解研究方面作出的杰出貢獻(xiàn)。1987年聯(lián)合國(guó)環(huán)保組織在加拿大的蒙特利爾市召開會(huì)議，36個(gè)國(guó)家和10個(gè)國(guó)際組織共同簽署了《關(guān)于消耗大氣臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，國(guó)際上正式規(guī)定了逐步削減CFCs生產(chǎn)與消費(fèi)的日程表。第三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五1992年我國(guó)政府正式宣布加入修訂后的《蒙特利爾議定書》。1993年批準(zhǔn)了《中國(guó)消耗大氣臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國(guó)家方案》。(1)對(duì)CFCs，包括R1l、R12、Rl13、R1l4、Rl15等氯氟烴物質(zhì)：1)對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家，規(guī)定從1996年1月1日起完全停止生產(chǎn)與消費(fèi)。2)對(duì)發(fā)展中國(guó)家(CFCs人均消耗量小于0．3kg)，最后停用的日期是2010年。(2)對(duì)HCFCs，包括R22、Rl42b、Rl23等：1)對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家，從1996年起凍結(jié)生產(chǎn)量，2004年開始削減，至2020年完全停用。2)對(duì)發(fā)展中國(guó)家，從2016年開始凍結(jié)生產(chǎn)量，2040年完全停用。第四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五對(duì)制冷劑的要求:

1、臨界溫度高，在常溫下能液化。2、適用的飽和壓力，冷凝壓力不宜過高，蒸發(fā)壓力最好不低于大氣壓力。3、汽化潛熱大，以減少系統(tǒng)中的制冷劑循環(huán)量。4、氣體比容要小，以減少壓縮機(jī)的幾何尺寸。5、導(dǎo)熱系數(shù)大，以提高換熱器的傳熱系數(shù)。6、絕熱指數(shù)小，以減少壓縮機(jī)功耗和降低排氣溫度。7、粘度、密度小，以減小流動(dòng)阻力。8、液體比熱小，以減小節(jié)流損失。9、循環(huán)的熱力學(xué)完善度盡可能大。10、化學(xué)穩(wěn)定性好，不與金屬發(fā)生作用，不與潤(rùn)滑油起化學(xué)反應(yīng)，高溫下不分解。11、不燃燒，不爆炸，無毒，對(duì)人體無害。12、對(duì)大氣環(huán)境沒有破壞作用（臭氧層、溫室）13、便宜易得。第五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五二、制冷劑的命名

1.無機(jī)化合物:無機(jī)化合物的簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定為R7（）。括號(hào)代表一組數(shù)字，這組數(shù)字是該無機(jī)物分子量的整數(shù)部分。例如：分子量的整數(shù)部分分別為17,18,44符號(hào)表示為:R717,R718,R7442.氟利昂及烷烴類:烷烴類化合物的分子通式為鹵代烴的分子通式為,它們的簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定為

R(m-1)(n+1)(x)B(z)

，每個(gè)括號(hào)是一個(gè)數(shù)字，該數(shù)字?jǐn)?shù)值為零時(shí)省去寫,如：二氟二氯甲烷（R12)、四氟乙烷(R134a)、

二氟一氯甲烷（R22)、一氟三氯甲烷(R11)等。

第六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五3.非共沸制冷劑的簡(jiǎn)寫符號(hào)為R4()，如：R400,R401,等。4.共沸制冷劑的簡(jiǎn)寫符號(hào)為R5(),如：R500,R501,等。5.環(huán)烷烴、鏈烯烴以及它們的鹵代物其簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定：環(huán)烷烴及環(huán)烷烴的鹵代物用字母“RC‘’開頭，鏈烯烴及鏈烯烴的鹵代物用字母“R1”開頭，其后的數(shù)字排寫規(guī)則與氟利昂及烷烴類符號(hào)表示中的數(shù)字排寫規(guī)則相同。6.有機(jī)氧化物、脂肪族胺，他們用R6開頭，其后的數(shù)字是任選的。例如，乙醚為R610，甲酸甲酯為R611，甲胺為R630，乙胺為R631。第七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)制冷劑的熱物性參數(shù)及其計(jì)算方法制冷劑的常用熱力學(xué)性質(zhì)包括壓力、溫度、比體積、比內(nèi)能、比焓、比熵、比熱容、聲速等，它們都是狀態(tài)參數(shù)，彼此之間存在一定的函數(shù)關(guān)系。制冷劑的熱力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系是通過實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定出來的，表2-3給出了一些制冷劑最基本的熱力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)。導(dǎo)出熱力學(xué)量則是通過熱力學(xué)關(guān)系式計(jì)算得到的。它們常被表示成兩種形式：一種是熱力學(xué)性質(zhì)圖和表，另一種是參數(shù)關(guān)系方程式。一、參數(shù)關(guān)系方程式第十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五1.壓縮性系數(shù)Z壓縮性系數(shù)Z為無量綱量，它是溫度和壓力的函數(shù)?？捎脤?shí)驗(yàn)測(cè)定，也可用狀態(tài)方程計(jì)算。

式中，R為摩爾氣體常數(shù)，也稱通用氣體常數(shù)或理想氣體常數(shù)，它與氣體的種類無關(guān)，2.飽和蒸氣壓常用的蒸氣壓經(jīng)驗(yàn)公式:式中，是對(duì)比壓力，是對(duì)比溫度，(是實(shí)際氣體無因次的重要基本對(duì)比狀態(tài)參數(shù)。其值分別等于氣體所處實(shí)際狀態(tài)下的絕對(duì)溫度、壓力與其臨界溫度、壓力的比值。）是擬合所得到的常數(shù)，表2-5給出了部分制冷劑的常數(shù)值。第十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五3.氣化熱4.比熱容5.液體的密度

式中，是臨界密度，是正常沸點(diǎn)時(shí)的密度，是臨界壓縮因子，是對(duì)比溫度，是正常沸點(diǎn)對(duì)比溫度。第十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用在選用制冷劑時(shí)，除了要考慮熱力性質(zhì)外，還須要考慮制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)，如毒性、燃燒性、爆炸性、與金屬材料的作用、與潤(rùn)滑油的作用、與大氣環(huán)境的“友好性”等因素。一、安全性安全性對(duì)操作人員是非常重要的，尤其是在制冷機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，制冷劑的毒性、燃燒性和爆炸性都是評(píng)價(jià)制冷劑安全程度的性質(zhì)，各國(guó)都規(guī)定了最低安全程度的標(biāo)準(zhǔn)，如ANSI／ASHRAEl5—1992等。1．毒性毒性通常是根據(jù)對(duì)動(dòng)物的試驗(yàn)和對(duì)人的影響的資料來確定的。TLVs(ThresholdLimitValues)指標(biāo)作為毒性標(biāo)準(zhǔn)，

美國(guó)杜邦公司用AEL（AllowableExposureLimit)作為毒性標(biāo)準(zhǔn)。如這些指標(biāo)的數(shù)值為1000或1000以上，則可認(rèn)為這種制冷劑是無毒的。第十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五2．燃燒性和爆炸性各種制冷劑的燃燒性和爆炸性差別很大。易燃的制冷劑在空氣中的含量達(dá)到一定范圍時(shí)，遇明火就會(huì)產(chǎn)生爆炸。

第十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五3．安全分類以前對(duì)制冷劑的安全性分別以毒性和可燃性作出規(guī)定，最近國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS05149—93和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASHRAE34--92對(duì)制冷劑的安全分類作了較大的調(diào)整，將毒性與可燃性合在一起，規(guī)定了6個(gè)安全等級(jí)，

第十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第二十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五二、熱穩(wěn)定性在溫度較高又有油、鋼鐵、銅存在時(shí),長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)發(fā)生變質(zhì)甚至熱解。例如：氨：當(dāng)溫度超過250℃時(shí)分解成氮和氫。丙烷：當(dāng)含有氧氣時(shí)，在460℃時(shí)開始分解，660℃時(shí)分解43％，830℃時(shí)完全分解。

R12：在與鐵、銅等金屬接觸時(shí)，在410-430℃時(shí)分解，并生成氫、氟和極毒的光氣。

R22：在與鐵相接觸時(shí)550℃開始分解。第二十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五

三、對(duì)材料的作用碳?xì)浠衔镏评鋭?duì)金屬無腐蝕作用。鹵素化合物制冷劑在正常情況下與大多數(shù)常用金屬材料不起作用。但在某種情況下，一些材料將會(huì)和制冷劑發(fā)生作用，例如水解作用、分解作用等。制冷劑與金屬材料接觸時(shí)發(fā)生分解作用強(qiáng)弱程度的次序(從弱到強(qiáng))是:鉻鎳鐵耐熱合金、不銹鋼、鎳、紫銅、鋁、青銅、鋅、銀(分解作用最大)。含鎂量超過約2％的鎂鋅鋁合金不能用在鹵素化合物制冷劑的制冷機(jī)中，因?yàn)槿粲形⒘克执嬖跁r(shí)就會(huì)引起腐蝕。有水分存在時(shí)，氟利昂水解成酸性物質(zhì)，對(duì)金屬有腐蝕作用。第二十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五氟利昂與潤(rùn)滑油的混合物能夠水解銅。當(dāng)制冷劑在系統(tǒng)中與銅或銅合金部件接觸時(shí)，銅便溶解到混合物中，當(dāng)和鋼或鑄鐵部件接觸時(shí)，銅離子又會(huì)析出沉浸在鋼鐵部件上，形成一層銅膜，這就是所謂的“鍍銅”現(xiàn)象。這對(duì)制冷機(jī)的運(yùn)行極為不利，因此，制冷系統(tǒng)中應(yīng)盡量避免有水分存在。氨制冷機(jī)中不適合用黃銅、紫銅和其他銅合金，因?yàn)橛兴謺r(shí)要引起腐蝕。但磷青銅與氨不起作用。某些非金屬材料，如一般的橡膠、塑料等，與氟利昂制冷劑會(huì)起作用。橡膠與氟利昂相接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生溶解；而對(duì)塑料等高分子化合物則會(huì)起“膨潤(rùn)”作用(變軟、膨脹和起泡)，在制冷系統(tǒng)中要選用特殊的橡膠或塑料。第二十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五四、對(duì)潤(rùn)滑油的互溶性在大多數(shù)制冷機(jī)里，工質(zhì)與潤(rùn)滑油相互接觸是不可避免的。各種工質(zhì)與潤(rùn)滑油之間的溶解程度不同。有的完全互溶，有的幾乎不溶解，而有的是部分溶解。若制冷工質(zhì)與油不相溶解，可以從冷凝器或貯液器中將油分離出來，避免將油帶人蒸發(fā)器中，降低傳熱效果。制冷工質(zhì)與油溶解會(huì)使?jié)櫥妥兿。绊憹?rùn)滑作用，且油會(huì)被帶入蒸發(fā)器中，影響到傳熱效果。第二十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五

五、對(duì)水的溶解性不同制冷劑溶解水的能力不同。氨可以溶解比它本身大許多倍的水，生成的溶液冰點(diǎn)比水的冰點(diǎn)低。因此在運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷系統(tǒng)中不會(huì)引起結(jié)冰而堵塞管道通路，但會(huì)對(duì)金屬材料引起腐蝕。氟利昂很難與水溶解，烴類制冷劑也難于溶解于水。當(dāng)溫度降到0℃以下時(shí)，水就會(huì)結(jié)成冰，堵塞節(jié)流閥或毛細(xì)管的通道，形成“冰堵”，致使制冷機(jī)不能正常工作。

水溶解制冷劑后會(huì)發(fā)生水解作用，生成酸性產(chǎn)物，腐蝕金屬材料。氟利昂制冷系統(tǒng)中不允許有游離的水存在。第二十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五六、泄漏性制冷機(jī)工作時(shí)不允許有制冷劑向系統(tǒng)外泄漏。氨有強(qiáng)烈的臭氣，人們依靠嗅覺就容易判別是否有泄漏。由于氨極易溶于水，因此不能用肥皂水檢漏。通常用酚酞試劑和試紙檢漏，如有泄漏，試劑或試紙會(huì)變成紅色；氟利昂是無色無臭的物質(zhì)，泄漏時(shí)不易發(fā)覺。檢漏的方法有鹵素噴燈和電子檢漏儀兩種。鹵素噴燈是通過燃燒酒精去加熱一塊紫銅，空氣被吸人噴燈，當(dāng)空氣內(nèi)含有氟利昂時(shí)氣流與紫銅接觸就會(huì)發(fā)生分解，并使燃燒的火焰變成黃綠色(當(dāng)泄漏量小時(shí))或紫色(當(dāng)泄漏量大時(shí))。用電子檢漏儀檢漏是一種較精密的方法。儀器中有一對(duì)鉑電極，空氣由風(fēng)機(jī)吸人并流過電極，當(dāng)含有氟利昂時(shí)電極之間的導(dǎo)電率會(huì)發(fā)生變化，通過電流計(jì)可以反映出來。第二十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五七、制冷劑與大氣環(huán)境氟利昂類制冷劑中，凡分子內(nèi)含有氯或溴原子的制冷劑對(duì)大氣臭氧層有潛在的消耗能力。為描述對(duì)臭氧的消耗特征及其強(qiáng)度分布，通常使用ODP值。ODP值(OzoneDepletionPotential)表示對(duì)大氣臭氧層消耗的潛能值，以Rll(CFCll)作為基準(zhǔn)值，其值規(guī)定為1.0。這類制冷劑不僅要破壞大氣臭氧層，還具有全球變暖潛能(GlobalWarmingPotential，簡(jiǎn)稱GWP)。具有全球變暖效應(yīng)的氣體稱為溫室氣體。人們?cè)x用R11(CFC-11)作為基準(zhǔn)，其值為1.0，符號(hào)為HGWP。也曾用二氧化碳作為基準(zhǔn)，規(guī)定二氧化碳的值為1.0，其符號(hào)為GWP。第二十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第二十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第二十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五總等效溫室效應(yīng)TEWl(TotalEquivalentWarmingImpact，)TEWI包括兩部分：第一部分是直接溫室效(DirectWarmingImpact)，它是指溫室氣體的排放、泄漏以及系統(tǒng)維修或報(bào)廢時(shí)進(jìn)入大氣后對(duì)大氣溫室效應(yīng)的影響，可以表示為溫室氣體的GWP值與排放總和的乘積；第二部分是間接溫室效應(yīng)(IndirectWarmingImpact)，它是指使用這些溫室氣體(主要是制冷劑)的裝置因耗能(主要指電能和燃燒化石燃料)引起的二氧化碳排放所帶來的溫室效應(yīng)。

第三十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)常用制冷劑

一、無機(jī)物R717(氨)

氨是應(yīng)用較廣的中溫制冷劑。沸點(diǎn)-33.3℃，凝固點(diǎn)-77.9℃。氨具有較好的熱力學(xué)性質(zhì)和熱物理性質(zhì)，在常溫和普通低溫范圍內(nèi)壓力比較適中。單位容積制冷量大，粘性小，流動(dòng)阻力小，傳熱性能好。氨對(duì)人體有較大的毒性（容積濃度達(dá)到0.5％-0.6％時(shí)）、一定的可燃性（11％-14％可點(diǎn)燃、16％-25％可爆炸）、強(qiáng)烈的刺激性臭味。氨能以任意比例與水相互溶解。氨在礦物油中的溶解度很小。氨對(duì)鋼鐵不起腐蝕作用，但當(dāng)含有水分時(shí)將要腐蝕鋅、銅、青銅及其他銅合金，但不腐蝕磷青銅。第三十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五二、氟利昂1．R134a

（四氟乙烷，）作為R12的替代制冷劑而提出，它的許多特性與R12很接近。R134a的毒性非常低，在空氣中不可燃，安全類別為A1，是很安全的制冷劑。與R12相比，R134a具有優(yōu)良的遷移性質(zhì)，其液體及氣體的熱導(dǎo)率顯著高于R12。研究表明在蒸發(fā)器和冷凝器中，R134a的傳熱系數(shù)比R12分別要高35%~40%

和25%~35%。

R134a與礦物油不相溶，但在溫度較高時(shí)能完全溶解于多元烷基醇類和多元醇酯類合成潤(rùn)滑油；在溫度較低時(shí)，只能溶解于POE合成潤(rùn)滑油。

R134a的化學(xué)穩(wěn)定性很好，然而由于它的溶水性比R12要強(qiáng)的多，這對(duì)制冷系統(tǒng)很不利。即使少量水分存在，在潤(rùn)滑油等的一起作用下，將會(huì)產(chǎn)生酸、co或?qū)?duì)金屬產(chǎn)生腐蝕作用，或產(chǎn)生“鍍銅”現(xiàn)象。因此，

R134a對(duì)系統(tǒng)的干燥和清潔性要求更高。而且，不能用與R12相同的干燥劑，必須用與R134a相容的干燥劑，如XH-7或XH-9型分子篩。第三十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五R134a對(duì)鋼、鐵、銅、鋁等金屬均未發(fā)現(xiàn)有相互化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，僅對(duì)鋅有輕微的作用。對(duì)塑料無顯著影響，除了對(duì)聚苯乙烯稍有影響外，其他的大多可用。和塑料相比，合成橡膠受R134a的影響略大，特別是氟橡膠。與其他HFC類制冷劑一樣，

R134a分子中不存在氯原子，不能用傳統(tǒng)電子檢漏儀檢漏，而應(yīng)該用專門適合于R134a的檢漏儀檢漏。

2．R22（二氟一氯甲烷，）也是較常用的中溫制冷劑，在相同的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下，R22比R12的壓力要高65%左右。R22的沸點(diǎn)為凝固點(diǎn)。它在常溫下的冷凝壓力和單位容積制冷量與氨差不多，比R12要大，壓縮終溫介于氨和R12之間，能制取的最低蒸發(fā)溫度為。R22無色，無味，不燃燒，不爆炸，毒性比R12略大，但仍然是安全的制冷劑，安全分類為A1。它的傳熱性能與R12差不多，流動(dòng)性比R12好；溶水性比R12稍大，但仍然屬于不溶于水的物質(zhì)。對(duì)R22，含水量仍然限制在0.01%以內(nèi)。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)裝設(shè)干燥器。

R22化學(xué)性質(zhì)不如R12穩(wěn)定，它對(duì)有機(jī)物的膨潤(rùn)作用更強(qiáng)，密封材料可采用氯乙醇橡膠。第三十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五

R22能夠部分地與礦物油相互溶解，而且其溶解度隨著礦物油的種類及溫度而變。礦物油在R22制冷系統(tǒng)各部分中產(chǎn)生不同的影響。在冷凝器中，礦物油將溶解于液體中，不易在傳熱表面形成油膜而影響傳熱。在貯液器中，R22液體與油形成基本上是均勻的溶液而不會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象。因而不可能從貯液器中將油分離出來。礦物油與R22一同進(jìn)入到蒸發(fā)器后，對(duì)于滿液式蒸發(fā)器來說，隨著R22的不斷蒸發(fā)，礦物油在其中越積越多，使蒸發(fā)溫度提高，傳熱系數(shù)降低。因此，在氟利昂制冷機(jī)中，一般采用蛇管式蒸發(fā)器（或管內(nèi)蒸發(fā)的殼管式蒸發(fā)器），而且液體從上面供入，蒸氣從下邊引出，使礦物油與蒸氣一同返回壓縮機(jī)中。在壓縮機(jī)的曲軸箱里，油中會(huì)溶解R22。機(jī)器停用時(shí)，曲軸箱內(nèi)壓力升高，油中的R22溶解量增多。當(dāng)壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，曲軸箱內(nèi)的壓力降低到蒸發(fā)壓力，油中的R22會(huì)大量蒸發(fā)出來，使油起泡，這將影響油泵的工作。所以較大容量的R22制冷機(jī)在起動(dòng)前需先對(duì)曲軸箱內(nèi)的油加熱，讓R22先蒸發(fā)掉。R22對(duì)金屬與非金屬的作用與R12相似，其泄漏特性也與R12相似。

R22屬于HCFC類制冷劑，將要被限制和禁止使用。第三十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五三、碳?xì)浠衔颮600a常用的碳?xì)浠衔镏评鋭镽600a（異丁烷）R600a的沸點(diǎn)為，凝固點(diǎn)，曾在1920~1930年作為小型制冷裝置的制冷劑，后由于可燃性等原因，被氟利昂制冷劑取代了。在CFCs制冷劑會(huì)破壞大氣臭氧層的問題出來后，作為自然制冷劑的R600a又重新得到重視。盡管R134a在許多方面表現(xiàn)出作為R12替代制冷劑的優(yōu)越性，但它仍有較高的GWP值，因此，許多人提倡在制冷溫度較低場(chǎng)合（如電冰箱）用R600a作為的永久替代物。R600a的臨界壓力比R12低、臨界溫度及臨界比體積均比R12高，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)高于R12約

，飽和蒸氣壓比R12低。在一般情況下R600a的壓比要高于R12，且容積制冷量要小于R12。為了使制冷系統(tǒng)能達(dá)到與R12相近的制冷能力，應(yīng)選用排氣量較大的制冷壓縮機(jī)。但它的排氣溫度比R12低，后者對(duì)壓縮機(jī)工作更有利。兩者的粘性相差不大。R600a的毒性非常低，但在空氣中可燃，因此安全類別為A3，在使用R600a

的場(chǎng)合要注意防火防爆。當(dāng)制冷溫度較低（低于）時(shí)，制冷系統(tǒng)的低壓側(cè)處于負(fù)壓狀態(tài)，外界空氣有可能要泄漏進(jìn)去。因此，使用R600a作制冷劑的系統(tǒng)，其電器絕緣要求較一般系統(tǒng)要高，以免產(chǎn)生電火花引起爆炸。第三十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五R600a與礦物油能很好互溶，不需價(jià)格昂貴的合成潤(rùn)滑油。除可燃外，R600a與其他物質(zhì)的化學(xué)相溶性很好，而與水的溶解性很差，這對(duì)制冷系統(tǒng)很有利。但為了防止“冰堵”現(xiàn)象，制冷劑允許含水量較低，對(duì)除水要求相對(duì)較高。此外，R600a的檢漏不能用傳統(tǒng)的檢漏儀檢漏，而應(yīng)該用專門適合于R600a的檢漏儀檢漏。第三十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五四、混合制冷劑(一)共沸混合制冷劑R5()的特點(diǎn)：1．在一定的蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)時(shí)，具有幾乎不變的蒸發(fā)溫度，而且蒸發(fā)溫度一般比組成它的單組分的蒸發(fā)溫度低。2．在一定的蒸發(fā)溫度下，共沸制冷劑的單位容積制冷量比組成它的單一制冷劑的容積制冷量要大。3．共沸制冷劑的化學(xué)穩(wěn)定性較組成它的單一制冷劑好。4．在全封閉和半封閉壓縮機(jī)中，采用共沸制冷劑可使電動(dòng)機(jī)得到更好的冷卻，電動(dòng)機(jī)

繞組溫升減小。

第三十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第三十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五(二)非共沸混合制冷劑R4()的特點(diǎn)：非共沸混合制冷劑沒有共沸點(diǎn)。在定壓下蒸發(fā)或凝結(jié)時(shí)，氣相和液相的成分不同，溫度也在不斷變化。泡點(diǎn)：在一定的壓力下，當(dāng)溶液加熱時(shí)，首先到達(dá)飽和液體點(diǎn)A的狀態(tài)，

此時(shí)所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)稱為泡點(diǎn)，其溫度稱為泡點(diǎn)溫度。露點(diǎn)：繼續(xù)加熱到點(diǎn)C時(shí)，全部蒸發(fā)完，成為飽和蒸氣的狀態(tài)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)稱為露點(diǎn)，其溫度稱為露點(diǎn)溫度。溫度滑移(Temperatureglide)：泡點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度的溫差稱為溫度滑移。

在露點(diǎn)時(shí)，若再加熱即成為過熱蒸氣。第三十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五

A--泡點(diǎn)

C--露點(diǎn)第四十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五由此可以看出：非共沸混合制冷劑在定壓相變時(shí)其溫度要發(fā)生變化，定壓蒸發(fā)時(shí)溫度從泡點(diǎn)溫度變化到露點(diǎn)溫度，定壓凝結(jié)則相反。非共沸混合制冷劑的這一特性被廣泛用在變溫?zé)嵩吹臏夭钇ヅ鋱?chǎng)合，實(shí)現(xiàn)近似的洛倫茲循環(huán)，以達(dá)到節(jié)能的目的。與其他混合物一樣，混合制冷劑具有各純質(zhì)制冷劑性質(zhì)近似和平均的性質(zhì)。我們可以利用混合制冷劑的這一特性，實(shí)現(xiàn)各純質(zhì)制冷劑的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。第四十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第四十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五(三)常用混合制冷劑的特性：1、共沸制冷劑R502:R502的沸點(diǎn)為-45.4℃，是性能良好的中溫制冷劑，可代替R22用于獲得低溫。排氣溫度比使用R22時(shí)低10—25℃2、共沸制冷劑R507:R507是一種新的制冷劑，是作為R502的替代物提出來的。其ODP值為零。它的沸點(diǎn)為-46.7℃，與R502的沸點(diǎn)非常接近。相同工況下，制冷系數(shù)比R502略低，容積制冷量比R502略高，壓縮機(jī)排氣溫度比R502略低，冷凝壓力比R502略高，壓比略高于R502。它不溶于礦物油，但能溶于聚酯類潤(rùn)滑油。凡是用R502的場(chǎng)合，都可以R507來替代。第四十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五3．非共沸混合制冷劑R407C:

R407C是一種三元非共沸制冷劑，是R22的替代物而提出的。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，泡點(diǎn)溫度為-43.4℃，露點(diǎn)溫度為-36.1℃。容積制冷量以及制冷系數(shù)比R22略低(約5％)。只需更換潤(rùn)滑油和制冷劑，不需要更換制冷壓縮機(jī)。低溫工況下(蒸發(fā)溫度低于－30℃)，雖然其制冷系數(shù)比R22低得不多，但它的容積制冷量比R22要低得多（約20%)，這一點(diǎn)在使用時(shí)要特別注意。此外，由于R407c的泡露點(diǎn)溫差較大，在使用時(shí)最好將熱交換器作成逆流形式，以充分發(fā)揮非共沸混合制冷劑的優(yōu)勢(shì)。

第四十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五4．非共沸混合制冷劑

R410AR410A是一種兩元混合制冷劑，它的泡露點(diǎn)溫差僅0.2℃，可稱之為近共沸混合制冷劑。是R22的替代物。在一定的溫度下它的飽和蒸氣壓比R22和R407C均要高一些，但它的其他性能比R407C要優(yōu)越。它具有與共沸混合制冷劑類似的優(yōu)點(diǎn)，它的容積制冷量在低溫工況時(shí)比R22還要高約60％，制冷系數(shù)也比R22高約5％；在空調(diào)工況時(shí)，容積制冷量和制冷系數(shù)均與R22差不多。與407C相比較，尤其是在低溫工況，使用R410A的制冷系統(tǒng)具有更小的體積(容積制冷量大)，更高的能量利用率。但R410A不能直接用來替換R22的制冷系統(tǒng)，在使用R410A時(shí)要用專門的制冷壓縮機(jī)，而不能用R22的制冷壓縮機(jī)。第四十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)載冷劑一、載冷劑的作用及選用原則1、作用：在間接冷卻的制冷裝置中，通過載冷劑將被冷卻物體或空間中的熱量傳給制冷劑。

2、采用載冷劑的優(yōu)點(diǎn)：可使制冷系統(tǒng)集中在較小的場(chǎng)所，因而可以減小制冷機(jī)系統(tǒng)的容積及制冷劑的充灌量；且因載冷劑的熱容量大，被冷卻對(duì)象的溫度易于保持恒定。

3、缺點(diǎn)：系統(tǒng)比不用載冷劑時(shí)復(fù)雜，且增大了被冷卻物和制冷劑間的溫差，需要較低的制冷機(jī)蒸發(fā)溫度。第四十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期五4、載冷劑的選用原則：(1)、載冷劑在工作溫度下應(yīng)處于液體狀態(tài)，其凝固