第2讲制冷剂载冷剂冷冻机油及压焓图.docVIP

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。 ●制冷剂的分类 分 类 举 例 说 明 无机化合物制冷剂 氨R717、水R718等。 这类制冷工质是人类采用最早的制冷剂，有些已被淘汰，但氨和水仍为当前重要的制冷工质。如“氨”是氨吸收式制冷系统中的制冷剂；“水”是溴化锂吸收式制冷系统中的制冷剂。 卤碳化合物（氟利昂）制冷剂 R12、R22、R13、R134a、R600a等。 这类制冷工质都是甲烷、乙烷和丙烷的衍生物，是是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素被卤族元素氟、氯、演取代后衍生物的总称。它们又分为：①氯氟烃（CFC）由氯、氟、碳元素构成，如R12等；②氢氯氟烃（HCFC）由氢、氯、氟、碳元素构成，如R22等；③氢氟烃（HFC）由氢、氟、碳元素构成，如R134a等。这类制冷剂是目前制冷设备（电冰箱、空调器等）中使用的主要制冷工质。 *值得一提的是：近几年来，在电视、广播和报刊上出现的“禁用氟利昂”，并不是指禁用所有的氟制冷剂，而是指“禁用含氯的氟制冷剂”。 由于CFC类物质对大气中臭氧和地球高空的臭氧层有严重的破坏作用，会导致地球表面的紫外线辐射强度增加，破坏人体免疫系统，还会导致大气温度升高，加剧温室效应。因此，减少和禁止CFC类物质的使用和生产，已成为国际社会环保的紧迫任务。同时，根据《蒙特利尔议定书》规定发达国家在2030年停止用过渡性物质HCFC。 碳氢化合物制冷剂 甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）等。 这类制冷工质有烷烃类和链烃类之分，它们主要用于石油化工工业。 共沸溶液制冷剂 R500、R501、R502等。 这类制冷工质是由两种或两种以上的氟利昂按一定比例混合而成的。它们的性质与单一的氟利昂一样，在固定压力下，蒸发时保持一定的蒸发温度，而且其气相和液相有相同的组成。也就是说，蒸发和冷凝过程中其组成成分保持不变，犹如单一的制冷剂。 此外，按蒸发温度和冷凝压力分类有：①高温低压制冷剂；②中温中压制冷剂；③低温高压制冷剂。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。 ●常用制冷剂及其性质 制冷剂名称 代号 特 性 氨（NH3） R717 是目前广泛采用的制冷剂之一。其正常蒸发温度t0为-33.4℃，使用范围是+5℃～-70℃，当冷却水温度高达30℃时，冷凝器中的工作压力一般不超过15kg/cm2，压力比较适中。 氨的临界温度较高（tkr=132℃），气化潜热大，在正常大气压力下为1371.177kJ/kg，单位容积制冷量大，故氨的压缩机尺寸可以较小。 氨对钢铁基本不腐蚀，但当其含有水份时，对铜和铜合金（磷青铜例外），有腐蚀作用。氨具有强烈的刺激性臭味，对人体有一定毒性，氨具有可燃性，与空气混合后易爆炸。 氨在润滑油中的溶解度很小，因此在氨制冷装置的管路及换热器表面会形成油膜，影响传热效果。 氨能以任何比例与水相互溶解，所以不会在调节阀中形成“冰塞”。 氨制造容易，价格低廉，便于购买，所以广泛用于蒸发温度-65℃以上大型、中型活塞式、螺杆式制冷压缩机中。 氟利昂12（CCI2F2） R12 是一种无色、无味、无臭、无毒的物质，容积浓度在10%时，人没有感觉，浓度达到20%时开始有感觉，浓度过大时（容积浓度超过80%），对人有窒息危险。 氟利昂12不含氢原子，不会燃烧，亦不会爆炸。在温度达到400℃以上，且与明火接触才能分解有毒的光气。 水在氟利昂12中的溶解度很小，其溶解度随温度的高低而变化。温度越低，水的溶解度越小，容易结冰堵塞管道，形成“冰塞”。为防止“冰塞”，规定氟利昂12产品的含水量不得大于0.0025%。 氟利昂12极易溶解于油，使润滑油性能降低。另外，它的渗透能力强，且无味无臭，渗透时不易发现，因此对制冷系统的密封要求很严。 氟利昂12应用较早且甚广泛，用于中小型活塞式、螺杆式压缩机及离心式压缩机。 氟利昂22（CHCIF2） R22 是具有无色无臭、不燃烧、不爆炸特性，毒性比R12稍大，水在R22液体中溶解度比在R12中大，对电绝缘材料的腐蚀性也比R12大。 氟利昂22能部分地与润滑油相互溶解。 氟利昂22对金属的作用及泄漏特性与R12相同。在常温下，R22的饱和蒸汽压力与氨很接近，单位容积的制冷量也差不多，但在较低的温度下，R22的饱和蒸汽压力及单位容积制冷量都比较高，故R22较氨更适用于低温。在相同温度时，R22的饱和蒸汽压力比R12约大60%，因此，在较低温