《城市轨道交通车辆空调》 课件 2.3 制冷剂1.pptx

第2章城轨车辆空调基础知识城轨车辆空调

湿空气2.1城轨车辆客室内空气参数的确定2.2制冷剂2.3CONTENTS目录润滑油2.4

制冷剂2.3

2.3制冷剂制冷剂通过自身热力状态的循环变化完成与外界热量的转换和传递，实现制冷目的。制冷装置的运行效率、可靠性及经济性很大程度上取决于制冷剂的选择是否恰当。“在最为普遍的蒸气压缩式制冷机中，制冷剂在低压状态下从低温热源中吸收热量并气化，被压缩成高压气体后再向高温热源排出热量并冷凝，从而完成热量的转移。因此，只有在工作温度范围内能够完成气化和凝结相变过程的物质才有可能作为制冷剂在蒸气压缩式制冷机中使用。

2.3制冷剂制冷剂行业最早选用乙醚、氨、二氧化碳等物质，此类制冷剂的使用存在明显局限性。20世纪30年代研发出的氟利昂取代第一代制冷剂，在制冷行业广泛应用。但随着科学研究的发展以及生态环境变化，人们发现氟利昂是造成臭氧层空洞的主要原因之一，1897年联合国制定相应规定逐步淘汰氟利昂在制冷剂领域的应用，至此，第二代制冷剂也即将淡出历史舞台。为了寻找更加合适的制冷剂，新型制冷剂不断被人们研发出来，从第一代制冷剂到如今新型制冷剂的发展大致分为四个阶段，如表1所示：

2.3制冷剂1977年南极上空出现臭氧空洞，经过科学家深入研究认定大量使用CFCs制冷剂是造成臭氧层空洞的主要因素。1987年联合国颁布《蒙特利尔议定书》，通过对诱发臭氧层空洞的CFCs进行淘汰，达到防止臭氧层被继续破坏的目标。至今，世界上主要使用的制冷剂包括氢氯氟烃、氢氟烃、无机化合物和碳氢这几种类制冷剂，如表2所示：

2.3制冷剂为了应战全球气候变化，近年来世界各国正加紧推动以二氟一氯甲烷(R22)制冷剂为代表的HCFCs代替过程，制冷剂正在发生重大变革[7]。联合国签订的《蒙特利尔议定书》对氢氯氟烃的消费生产进行限定，经过后续修改完善，对其使用范围增加了限制，对R22的用量进行极大的消减[2]，以R22为代表的HCFCs将逐步被淘汰。以上背景使得开发安全高效、ODP值为0，GWP值较低的第四代绿色环保制冷剂成为当前的紧迫任务。

2.3.1制冷剂的作用蒸气压缩式制冷循环中的制冷剂在低温低压下气化，从被冷却物体中吸收热量；然后制冷剂又在高温高压下凝结，把热量释放到环境介质（如空气、冷却水等）中去。制冷剂在制冷系统中如此反复循环通过自身热力状态的变化与外界进行能量交换从而把被冷却物体的热量释放到环境介质中实现被冷却物体的冷却。制冷系统中充注的制冷剂不同，其制冷效率也有很大的区别，因此制冷剂在制冷系统中起着极其重要的作用。

2.3.2对制冷剂的要求从理论上讲从理论上讲凡是能在蒸发器中吸收被冷却介质的热量而汽化，并在冷凝器中放出热量而液化的物质都可以作为制冷剂，但作为空调制冷系统必须要考虑所选用的制冷剂能使整个空调制冷系统安全、可高、高效和经济地工作，因此对制冷剂是有一定要求的。

(2)制冷剂在高温高压下化学性质稳定，不会发生分解，不与装置部件发生化学反应；安全性高，无刺激性、无毒、不可燃。2.3.2对制冷剂的要求标准沸点较低，比热容较小；临界温度高于冷凝温度；冷凝压力不要太高绝热指数低，单位容积制冷量和单位质量制冷量较大等。对制冷剂的性质要求一般包括以下几点：(1)热力学性质优良，以便在制冷循环过程中获得较高的制冷效率，主要包括以下几点：(3)具有优良的热物理性质，如：传热系数高，密度和粘度小。(4)电绝缘性良好，与润滑油互溶性良好；易获取，价格低廉。(5)臭氧消耗潜值(ODP）为0，全球变暖潜值(GWP)小，以保护大气臭氧层及全球气候环境。

2.3.2对制冷剂的要求表1-1第四代制冷剂候选物

2.3.2对制冷剂的要求表1-1给出了部分第四代候选替代制冷剂的情况。虽然它们在环保性质和臭氧层保护等方面具有很好的表现，但热力性质和安全性等相对于CFCs和HCFCs则不尽人意。因此，目前第四代绿色环保制冷剂的归属还未有定论。“”

2.3.3制冷剂的分类及表示方法可以当作制冷剂的物质有很多，有几十种，但目前工业上常用的不过十余种。1.制冷剂的分类/Theclassificationoftherefrigerant按照它们的组成主要有：无机化合物制冷剂、氟利昂制冷剂、碳氢化合物制冷剂、混合制冷剂按照它们在标准大气压力条件下沸腾温度的高低，一般可将其分为三大类：高温制冷剂、中温制冷剂和低温制冷剂。

2.3.3制冷剂的分类及表示方法低温制冷剂中温制冷剂高温制冷剂冷凝压力大于2Mpa，正常汽化温度低于70℃，主要有R13、R14和R503等，适用于低温制冷装置及复叠式制冷的低温部分。（冷凝温度是指冷凝器内制冷剂蒸汽