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第十一讲 工 质 制冷系统的血液 本章需要解决的问题 1、制冷剂在制冷系统中的作用？ 2、制冷剂选择的原则有哪些？ 热力学性质、物理性质（包括溶油性）、安全性、价格 3、制冷剂的安全性分类与命名方法？ 4、主要制冷剂的基本热力性质？ 氟利昂（包括CH化合物）、无机物、混合溶液，等 5、载冷剂的作用、种类？ 6、如何根据实际工作条件选择载冷剂？ 7、目前制冷系统中的制冷剂、载冷剂主要为何？替代分案为何？ 本章参考文献 彦启森：氯氟烃(CFCs)与空调制冷，《暖通空调》，1993年第4期 ASHRAE Handbook 2005, Fundamentals, Charpter 18~20 Jams M. Calm, et al: Trade-offs in Refrigerant selections: Past, present and future, ASHRAE/NIST refrigerants conference, Oct. 1997 中华人民共和国国家标准: 制冷剂编号表示方法和安全性分类（GB7778-2001）,2001. 一、对制冷剂(Refrigerant)的要求 (一)制冷效率 hR＝ εth/ εcarnot 标志着不同制冷剂节流损失和过热损失的大小 有传热温差 ，希望hR越大越好。 一、对制冷剂(Refrigerant)的要求 (二) 热力性质(1) 蒸发压力和冷凝压力 防泄漏要求：标准蒸发温度（1大气压下，工质的饱和温度）较低 强度要求：标准冷凝压力（常温下，工质的饱和压力）不宜过高 节能要求：压缩比小， 一般4～7之间 单位容积制冷能力 单位容积制冷量越大越好 对大中型设备要求高，小型设备要求较低 制冷剂的饱和压力 一、对制冷剂的要求 (二) 热力性质(2) 制冷剂临界温度高 凝固温度低 绝热指数小(压缩机排气温度低) p2/p1=(v1 /v2)k 一、对制冷剂的要求 (三) 物理化学性质 制冷剂的溶油特性 有限溶油：氨，工质、油分层，需要油分离器 无限溶油：氟利昂，常采用回热循环 溶油性随温度的关系 一、对制冷剂的要求 (三) 物理化学性质 制冷剂的溶油特性 制冷剂的饱和压力与含油量的关系（例：R12） 一、对制冷剂的要求 (三) 物理化学性质 导热系数、对流换热系数高 密度、粘度小 不腐蚀金属和橡胶 高温下不分解 不燃、不爆 一、对制冷剂的要求 (四) 其它性质 毒性(toxicity)、可燃性(flammability) ?图 毒 性：分为低毒性A、高毒性B两类； 可燃性：分为高度可燃性3、低度可燃性2、无火焰传播1 环保，对环境无害 ODP或RODP（Relative Ozone Depletion Potential） GWP（Greenhouse warming Potential） 价廉，易于获得 毒性和可燃性分级 二、 制冷剂的种类与命名 (一)制冷剂的种类 无机化合物：氨、水、二氧化碳 卤代烃：氟利昂 多元混合溶液 共沸溶液(如：R502) 近共沸溶液（如：R410a） 非共沸溶液（如：R407c） 其他烃类：乙烯、丙烯、环烃 二、制冷剂的种类与命名 (二) 制冷剂的命名 制冷剂名称：R??? ′ 氟利昂: CmHnFxClyBrz?R(m-1) (n+1) x Bz 无机化合物： R7(分子量) 共沸溶液：R5 (无特殊意义) ′′ 非共沸溶液：R4 (无特殊意义) ′′ 乙烯、丙烯： R1(m-1) (n+1) x′′ 有机化合物： R6 (无特殊意义) ′′ 二、 制冷剂的种类与命名 (三) 氟利昂 问题： 什么是氟利昂？ 氟利昂破坏臭氧层吗？ 氟利昂都要被禁止使用吗？ “无氟” 是目标吗? 1.氟利昂的组成?卤族元素 2. 氟利昂破坏臭氧层的机理 CFC和HCFC对臭氧的破坏能力 CFC，氯氟烃 性能稳定，可进入平流层 只要受紫外线照射方分解出Cl离子 对臭氧层破坏作用较大 HCFC，氢氯氟烃 相对不稳定，到达平流层前已经分解 对臭氧层破坏作用较小 3. ODP与GWP lODP: Ozone Depletion Potentiality 许可条件：ODP 0.1 lGWP: Global Warming Potentiality 越小越好（欧洲要求小于150，而R22的GWP值约1900） 变暖影响总当量TEWI（Total Equivalent Warming Impact） TEWI=DE+IE DE表示直接效应，IE表示间接效应 3. ODP与GWP 4.关于蒙特利尔协议书 1974年提出问题：加利福尼亚大学诺朗德教授 1985年制定《保护臭氧层维也纳公约》 1992.11哥本哈根签署《蒙特利尔协议书》 199