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1、第三章制冷劑、載冷劑和潤滑油,基本要求,應(yīng)從熱力學(xué)、物理學(xué)、安全性等方面了解對(duì)制冷劑的要求目前常用的制冷劑主要有R717、R12、R22、R502等，應(yīng)熟悉這些制冷劑的主要性質(zhì)及使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)了解載冷劑和潤滑油的種類、使用場(chǎng)合及選擇方法,主要內(nèi)容,制冷劑的種類對(duì)制冷劑的要求常用制冷劑及性質(zhì)載冷劑貯冷劑潤滑油,第一節(jié) 制冷劑的種類,一、 無機(jī)化合物類制冷劑（一） 種類 水、二氧化碳、空氣、氨等（二）表示方法 一般符號(hào)R表示，R后的第一位數(shù)字是7，后兩位數(shù)是該無機(jī)化合物的分子量 如水為R718，二氧化碳為R744，氨為R717等等,制冷劑在直接制冷系統(tǒng)中，依靠自身的狀態(tài)變化來傳遞能量的物質(zhì),二

2、、氟里昂類制冷劑,（一）氟里昂類制冷劑指飽和碳?xì)浠衔锏柠u族衍生物的總稱（目前應(yīng)用的主要是甲烷和乙烷的衍生物）（二）表示方法 用符號(hào)R或F表示， R、F后的數(shù)字表示氟、氫、氯的原子的個(gè)數(shù),（三）性質(zhì) 隨分子中的氟、氫、氯的原子的個(gè)數(shù)不等而變化 氟原子的個(gè)數(shù)越多，毒性越小，化學(xué)穩(wěn)定性愈高；氫原子數(shù)越少，燃燒性和爆炸性越??；而氯原子數(shù)越多，蒸發(fā)溫度越高，對(duì)大氣的破壞性也越大（四）選擇 一般選擇蒸發(fā)溫度在-130+80，含氟原子較多，氯原子較少的化合物,三、共沸溶液制冷劑,（一）概念： 由兩種或兩種以上制冷劑按一定的比例混合而成的、在一定的蒸發(fā)壓力下有恒定的蒸發(fā)溫度，其氣相和液相的組成相同并保持不變

3、的工質(zhì)（二） 優(yōu)點(diǎn) 蒸發(fā)溫度比單一工質(zhì)低 在相同的工作條件下制冷量比單一工質(zhì)大 排氣溫度低 化學(xué)穩(wěn)定性比單一工質(zhì)好（三）常用種類：R502 、R500,四、 碳?xì)浠衔?如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和丙烯等，主要用于石油化工工業(yè)，優(yōu)點(diǎn)是易得，價(jià)低，凝固溫度低等，但安全性差，易燃易爆,制冷劑按蒸發(fā)溫度的高低、冷凝壓力的大小等分類,第二節(jié) 對(duì)制冷劑的要求,一 、 熱力學(xué)性質(zhì)方面的要求（一）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下： 蒸發(fā)溫度要低，一般不高于-10；蒸發(fā)壓力應(yīng)高于或接近大氣壓（二）在工作溫度范圍內(nèi)，冷凝壓力不宜過高：一般不超過（11.7614.7）105Pa（三）單位容積制冷量要qv大（離心式或小型壓縮機(jī)例外），單位

4、質(zhì)量制冷量q0要大（四）臨界溫度要高：使其在常溫或普通低溫下易液化（五）凝固點(diǎn)要低：以便取得較低的蒸發(fā)溫度,二、 物理化學(xué)性質(zhì)方面的要求,（一）粘度和密度要?。簻p少流動(dòng)阻力（二）有較強(qiáng)的換熱性能（三）有一定的吸水性：避免“冰塞“發(fā)生 （四）化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性要好：在工作范圍內(nèi)，不然不爆，高溫下不分解，不腐蝕制冷機(jī)材料，對(duì)密封材料的溶解、膨脹作用小，不與潤滑油起化學(xué)反應(yīng) （五）無毒、無臭、對(duì)環(huán)境無污染,部分制冷劑液體的粘度,制冷劑飽和蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù),制冷劑飽和液體的導(dǎo)熱系數(shù),制冷劑與潤滑油的溶解曲線,三、 經(jīng)濟(jì)性方面的要求,價(jià)格低廉，容易獲得,完全符合以上要求的制冷劑不可能存在，在實(shí)際選用時(shí)，

5、應(yīng)將需要和可能的原則結(jié)合起來，如大中型冷庫，一般采用價(jià)廉和便于補(bǔ)給的制冷劑，如R717、R22等；對(duì)于設(shè)在人口密集場(chǎng)所的制冷裝置（小型冷庫、冰箱、空調(diào)等），要考慮安全性，一般選用R12、R22等,第三節(jié) 常用制冷劑及性質(zhì),一、氨（NH3）代號(hào)R717（一）熱力學(xué)性質(zhì) 標(biāo)態(tài)下蒸發(fā)溫度為-33.4，蒸發(fā)壓力大于1個(gè)大氣壓，冷凝壓力不超過15 105Pa，臨界溫度高，汽化潛熱大，單位容積制冷量大（2166kJ/m3），導(dǎo)熱系數(shù)大，但壓縮終溫高；適用于-6510之間的制冷,（二）物理化學(xué)方面的性質(zhì)1.粘度密度小，流動(dòng)阻力小2.氨與潤滑油不相溶 使系統(tǒng)中存在油膜，影響傳熱，積存在系統(tǒng)中的潤滑油應(yīng)定期排出

6、3.氨與水以任意比互溶 可避免“冰塞“（但氨含水使蒸發(fā)溫度升高、潤滑油潤滑效果下降并對(duì)銅和銅合金（磷青銅外）有腐蝕作用，含水率0.2%）,4.安全性差 氨無色，有毒、有刺激性，當(dāng)空氣中的氨濃度達(dá)到一定量時(shí)引起人中毒、易燃易爆等，規(guī)定20mg/m35.氨價(jià)廉易得6.易檢漏 可用肥皂水檢漏，也可用試紙檢漏，石蕊試紙由紅變藍(lán)，而酚酞試紙變?yōu)槊倒寮t,二、R12（CF2Cl2）,（一）熱力學(xué)性質(zhì) 標(biāo)態(tài)下蒸發(fā)溫度為-29.8，蒸發(fā)壓力接近1個(gè)大氣壓，冷凝壓力不超過12 105Pa，臨界溫度高，單位質(zhì)量制冷量、單位容積制冷量小，導(dǎo)熱系數(shù)大，壓縮終溫低,（二）物理化學(xué)方面的性質(zhì)安全性好 無色、無毒、無臭，不燃

7、不爆，但與明火接觸或溫度高于400以上時(shí)，分解出有毒的光氣，在有R12處嚴(yán)禁明火2.可與潤滑油以任意比互溶 潤滑油變稀影響潤滑效果，使制冷劑蒸發(fā)溫度升高、傳熱系數(shù)下降，系統(tǒng)無須設(shè)集油器，但制冷劑應(yīng)有足夠高的流動(dòng)速度,3.不溶于水，易產(chǎn)生“冰塞“ 含水時(shí)引起金屬腐蝕，要求含水率0.0025%，充灌前要干燥處理并在系統(tǒng)中安裝干燥過濾器4.能溶解多種有機(jī)物 系統(tǒng)不能使用一般的橡皮墊圈（片），應(yīng)用氯丁二烯人造橡膠或丁腈橡膠5.比重大，流動(dòng)阻力大6.易泄漏且不易發(fā)現(xiàn) 檢漏用鹵素?zé)?使用時(shí)若鹵素?zé)艋鹧鏋樗{(lán)色或紅色為正常，若火焰顏色呈藍(lán)綠色，則該處有制冷劑泄漏，顏色越深，泄漏量越多,三、R22（CHF2Cl

8、）,（一）熱力學(xué)性質(zhì) 標(biāo)態(tài)下蒸發(fā)溫度為-40.8，蒸發(fā)壓力接近1個(gè)大氣壓，冷凝壓力不超過15.68 105Pa，臨界溫度高，單位容積制冷量與R717相近，比R12大60%，但壓縮終溫較高；一般用于-60以上的制冷。廣泛用于空調(diào)系統(tǒng),（二） 物理化學(xué)方面的性質(zhì)1. 無色、無味，不燃不爆，毒性比R12略高2. 可與潤滑油有限互溶 對(duì)潤滑油的潤滑效果有一定的影響，在制冷系統(tǒng)的低溫側(cè)，R22與潤滑油有分層現(xiàn)象；系統(tǒng)無須設(shè)集油器，但制冷劑應(yīng)有足夠高的流動(dòng)速度3. 水溶性比R12大，易產(chǎn)生“冰塞“ 要求含水率0.0025%，充灌前要干燥處理并在系統(tǒng)中安裝干燥過濾器4. 易泄漏并不易發(fā)現(xiàn)：檢漏方法與R12同

9、,四、 R13（CF3Cl）,（一）熱力學(xué)性質(zhì) 1. 蒸發(fā)溫度為-81.52. 凝固溫度為-1803. 常溫下壓力較高4. 臨界溫度低（二）物理化學(xué)性質(zhì)1. 不燃不爆，毒性比R12小，不溶于潤滑油，水溶性與R12相同2. 適用于-120-80的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)，作為低溫級(jí)的制冷劑,五、 共沸溶液制冷劑R502,（一） 組成： 48.8%的R22（-40.8）+51.2%的R115（-38）的質(zhì)量比混合而成（二）蒸發(fā)溫度 -45.6，單位容積制冷量比R22大（5%30%），排氣溫度比R22低（1025）；與R22共用潤滑油（三） 不燃燒，無毒，無腐蝕性，比R22有更好的熱力學(xué)性能；適于-40-45

10、的封閉式制冷機(jī)組中（四）價(jià)格較貴,六、 非共沸混合工質(zhì),不存在固定的沸點(diǎn)，在等壓條件下蒸發(fā)或冷凝時(shí)，氣相與液相組分不同且不斷變化,（一）非共沸混合工質(zhì)的優(yōu)點(diǎn) 1. 因其在蒸發(fā)和冷凝過程中相變溫度是變化的，有可能較好地適應(yīng)變溫?zé)嵩匆詼p少傳熱溫差，提高循環(huán)的熱力完善度 2. 有可能增大壓縮機(jī)的制冷量 3. 可降低壓縮比，使單級(jí)壓縮制冷能得到較低的蒸發(fā)溫度（二）常用的非共沸混合工質(zhì)R12/R22、R12/R13、R22/R13、R22/R114、R22/R152a、 R11/R12等等,七、 環(huán)境污染與CFC替代,（一） CFCS （鹵代烴中的氯氟烷烴類物質(zhì)）制冷劑的命名CFC類 指全鹵化的氯氟化烴

11、類物質(zhì)，即不含氫原子的CFCS制冷劑，對(duì)臭氧層的破壞能力和溫室效應(yīng)都很強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，在大氣中的壽命在數(shù)十年到數(shù)百年；（R11、R12）HCFC類 指含氫的氯氟化烴類物質(zhì)，對(duì)臭氧層的破壞能力和溫室效應(yīng)比CFC類弱，化學(xué)穩(wěn)定性也比CFC類差，在大氣中的壽命在十幾年的到數(shù)十年，但長期使用仍有嚴(yán)重后果（如R22）3. HFC類 指含氫不含氯的氟化烴類物質(zhì)，對(duì)臭氧層不產(chǎn)生破壞作用，溫室效應(yīng)也很弱，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在大氣中的壽命在數(shù)年到數(shù)十年；如R134a,（二） CFC替代,1. 替代原因1） 對(duì)臭氧層破壞造成臭氧空洞,2） 溫室效應(yīng)（即全球氣候變暖）造成溫室效應(yīng)的原因：（1）二氧化碳散發(fā)、森林的采伐（

12、占64%）（2）碳?xì)浠衔镌斐桑ㄕ?9%）（3）制冷劑造成（占11%) (4) 氧化氮引起（占6%）,（三） CFC破壞臭氧層是全球性的環(huán)境污染問題，引起國際社會(huì)的共同關(guān)注,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃暑（UNEF）多次召開國際會(huì)議1985年3月通過關(guān)于保持臭氧層的維也納公約1987年30多個(gè)國家外長簽署關(guān)于消耗臭氧物質(zhì)蒙特利爾議定書，即對(duì)R11、R12、R113、R114、R115等進(jìn)行限制1989年5月通過保護(hù)臭氧層的赫爾辛基宣言1990年6月通過蒙特利爾議定書修正案,（四） CFC替代,指用相對(duì)安全的制冷劑替代危害性大的制冷劑1 . 使用氫氯氟碳類（HCFCs）制冷劑替代CFC類制冷劑作為短期解決途徑

13、 如R22可使用一定的年限 2. 使用氫氟碳類（HFCs）制冷劑替代CFC類制冷劑作為長期解決途徑 如用R134a或R152a替代R12，用R123替代R11，用R410a或R32替代R22,（五） 制冷劑的發(fā)展趨勢(shì),使用天然的制冷劑空氣（R729）水蒸氣（R718）烴類二氧化碳（R744）氨（R717）,八、制冷劑的檢漏和存放,（一） 檢漏 對(duì)有刺激性氣味的制冷劑（氨）依靠人的嗅覺檢漏利用肥皂水尋找漏氨部位（產(chǎn)生氣泡）或用酚酞試紙（有漏氨處試紙變紅）,對(duì)無任何氣味的制冷劑用肥皂水檢漏用鹵素?zé)簦ɑ鹧骖伾兙G）用電子檢漏儀（靈敏度極高）觀察接縫處是否有潤滑油滲漏,（二） 制冷劑的存放注意事項(xiàng)1.

14、鋼瓶必須經(jīng)過耐壓試驗(yàn)并定期檢查2.不同的制冷劑應(yīng)采用固定的專用鋼瓶，并在鋼瓶上標(biāo)明所存放的制冷劑的名稱3.儲(chǔ)存制冷劑的鋼瓶不得露天安放或爆曬在陽光下，安放地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離熱源,第四節(jié) 載冷劑,一、載冷劑（冷媒）在間接制冷系統(tǒng)中用來傳遞冷量的中間介質(zhì),二、 對(duì)載冷劑的要求,冰點(diǎn)要低，揮發(fā)性要小。在使用溫度范圍內(nèi)，不凝固、不汽化（冰點(diǎn)應(yīng)低于使用溫度48；沸點(diǎn)應(yīng)高于系統(tǒng)可能達(dá)到的最高溫度）比熱要大?？蓽p少冷媒的循環(huán)量，從而減少泵的功耗密度小、粘度小。減小流動(dòng)阻力導(dǎo)熱系數(shù)大。減少換熱器的面積不腐蝕設(shè)備，無毒、無臭、無刺激性，化學(xué)穩(wěn)定性好 價(jià)廉易得,三、常用的載冷劑,（一）水1. 優(yōu)點(diǎn) 價(jià)廉易得、無毒無味、不

15、燃不爆、性質(zhì)穩(wěn)定、比熱大、密度??；廣泛用于0以上的空調(diào)工況2. 缺點(diǎn) 不能得到低的制冷溫度,（二） 無機(jī)鹽水溶液（CaCl2和NaCl水溶液） 鹽水的性質(zhì)與鹽水中鹽的濃度有關(guān)1. 優(yōu)點(diǎn) 可獲得較低的制冷溫度。如當(dāng)NaCl水溶液的共晶濃度為23.1%（質(zhì)量濃度）時(shí)其共晶溫度為-21.2； 又如CaCl2水溶液的共晶濃度為29.9%（質(zhì)量濃度）時(shí)其共晶溫度為-552. 缺點(diǎn) 濃度大密度大阻力大；濃度大比熱小流量增加功耗增加；對(duì)設(shè)備的腐蝕性大且隨濃度的增加、含氧量增加和pH值的下降而增大,3. 降低鹽水溶液腐蝕作用的方法1）保證鹽水溶液應(yīng)呈堿性（pH=8.5）2）減少鹽水與空氣的接觸（采用密閉的鹽水

16、循環(huán)系統(tǒng)）3）添加防腐劑（重鉻酸鈉和氫氧化鈉） 對(duì)NaCl鹽水溶液1立方米鹽水中加重鉻酸鈉3.2kg和氫氧化鈉0.896kg對(duì)CaCl2鹽水溶液每立方米鹽水中加重鉻酸鈉1.6kg和氫氧化鈉0.489kg,（三） 有機(jī)物載冷劑 1. 甲醇水溶液 有燃燒性，使用時(shí)注意防火 2. 乙二醇水溶液 無色、無味、不燃燒，略帶毒性但無危害 有機(jī)物載冷劑主要用于不允許使用腐蝕性載冷劑的場(chǎng)合,第五節(jié) 貯冷劑,在制冷系統(tǒng)中用于暫時(shí)貯存冷量的物質(zhì),作用： 制冷機(jī)工作時(shí)用于貯存冷量，而制冷機(jī)停機(jī)時(shí)可融化吸熱以維持被冷物體的低溫 可節(jié)省能量 可減少被冷物體的溫度波動(dòng) 當(dāng)系統(tǒng)冷負(fù)荷突然增加時(shí)可用來彌補(bǔ)制冷機(jī)制冷量的不足 一般采用共晶冰作為貯冷劑,第六節(jié) 潤滑油（冷凍機(jī)油）,一、 潤滑油的作用 1. 起潤滑作用 減少機(jī)器摩擦，延長壽命 2. 降溫 潤滑油的循環(huán)可帶走壓縮機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的大量熱量，可提高壓縮機(jī)的工作效率和可靠性3. 起密封作用 在各軸封及壓縮機(jī)汽缸與活塞間起密封作用，減少制冷劑的泄漏 4. 用作能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力,二、 冷凍機(jī)油的主要理化指標(biāo),（一） 粘度 過大或過小均會(huì)引起汽缸溫度的升高，造成排氣溫