制冷原理及設(shè)備2

2024/3/12制冷原理及設(shè)備2一、制冷劑的發(fā)展CO2、NH3、SO2鹵代烴（氟里昂Freon）是鏈狀飽和碳?xì)浠衔锏姆?、氯、溴衍生物的總稱。可以分為三類：

全鹵代烴，分子中只含有氯、氟、碳原子，稱為氯氟烴，簡稱CFCs；如R11，R12，R13等；

氫氯氟烴，分子中除氯、氟、碳原子外，還有氫原子，簡稱HCFCs，如R22；

氫氟烴，分子中沒有氯原子，而有氫、氟、碳原子，簡稱HFCs，如R134a。二甲基乙醚（蒸發(fā)壓力有所提高）乙醚（易燃、易爆、制取低溫時蒸發(fā)壓力低于大氣壓）《蒙特利爾議定書》聯(lián)合國環(huán)保組織1987年在加拿大蒙特利爾市召開會議，36個國家和10個國際組織共同簽署了《關(guān)于消耗大氣臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，我國1992年正式宣布加入修訂后的《蒙特利爾議定書》對于CFCs：發(fā)達(dá)國家，從1996年1月1日起完全停止生產(chǎn)和消費(fèi)；發(fā)展中國家，最后停用日期是2010年；對于HCFCs：發(fā)達(dá)國家，從1996年起凍結(jié)生產(chǎn)量，2004年開始削減，2020年完全停用；發(fā)展中國家，從2016年開始凍結(jié)生產(chǎn)量，2040年完全停用。以上時間表可能還會提前。制冷劑的替代R22（HCFCs）R407C（HFC32/HFC125/HFC134a）R410A（HFC32/HFC125）R12（CFCs）R134a（HFCs）R600a車用R22CO2制冷劑性質(zhì)方面的要求：熱力學(xué)性質(zhì)方面：在工作溫度范圍內(nèi)有合適的壓力和壓比；單位制冷量q0和單位容積制冷量qv比較大；比功w和單位容積壓縮功wv小，循環(huán)效率高；

等熵壓縮終了溫度t2不太高；制冷劑性質(zhì)方面的要求：遷移性質(zhì)方面：粘度、密度盡量?。粺釋?dǎo)率大；物理化學(xué)性質(zhì)方面：無毒、不燃燒、不爆炸、使用安全；化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好；

對大氣環(huán)境沒有破壞作用；其它方面：原料來源廣、制造工藝簡單、價格便宜；二、制冷劑命名無機(jī)物鹵代烴碳?xì)浠衔锃h(huán)烷烴、鏈烯烴的鹵代物二、制冷劑命名

國際上統(tǒng)一規(guī)定用字母“R”和它后面的一組數(shù)字或字母作為制冷劑的簡寫符號。無機(jī)化合物：簡寫符號規(guī)定為R7（），括號代表一組數(shù)字，是該無機(jī)物分子量的整數(shù)部分；例如R717，R744等二、制冷劑命名鹵代烴和其他烷烴類：烷烴類化合物的分子通式為CmH2m+2；鹵代烴的分子通式為CmHnFxClyBrz（n+x+y+z=2m+2），則簡寫符號規(guī)定為R(m-1)(n+1)(x)B(z)，每個括號是一個數(shù)字，該數(shù)字為零時省去不寫。比較特殊的是R600和R600a。二、制冷劑命名非共沸混合制冷劑：簡寫符號為R4（）；共沸混合制冷劑：簡寫符號為R5（）；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；有機(jī)氧化物、脂肪族胺：用R6開頭，其后的數(shù)字是任選的。三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用安全性1.毒性美國工業(yè)與環(huán)境衛(wèi)生專家大會用TLVs（ThresholdLimitValues）指標(biāo)作為毒性指標(biāo)；美國杜邦公司用AEL（AllowableExposureLimit）作為毒性指標(biāo)。上述兩個指標(biāo)數(shù)量非常接近，如果這些指標(biāo)的數(shù)值不小于1000，則認(rèn)為這種制冷劑是無毒的。注意：雖然有些氟里昂制冷劑的毒性較低，但是在高溫或是火焰作用下會分解出極毒的光氣（二氯化碳酰，又稱碳酰氯），使用時要特別注意！三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用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)到一定的范圍時，遇明火就會產(chǎn)生爆炸。因此應(yīng)盡量避免使用，萬一必須要使用，要有防火防爆安全措施。三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用3.安全分類國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5149—93和美國標(biāo)準(zhǔn)ANSI／ASHRAE34-92對制冷劑的安全分類作了較大的調(diào)整，將毒性和可燃性合在一起，規(guī)定了六個安全等級。(AmericanSocietyofHeatingRefrigeratingandAirconditioningEngineers

)三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用熱穩(wěn)定性

通常情況下，制冷劑因受熱而發(fā)生化學(xué)分解的溫度大大高于其工作溫度，因此正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下制冷劑不會發(fā)生裂解。但在溫度較高，又有油、鋼鐵、銅存在長時間使用時會發(fā)生變質(zhì)甚至熱解。三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用對材料的作用

碳?xì)浠衔镏评鋭饘贌o腐蝕作用；

鹵素化合物制冷劑與金屬的作用；“鍍銅”現(xiàn)象；氨制冷機(jī)中對銅的特殊要求(磷青銅)；

橡膠、塑料的溶解和膨潤(變軟、膨脹和起泡)作用。三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用對水的溶解性

冰堵；

形成的水合物對金屬材料有腐蝕作用；三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用泄漏性制冷機(jī)工作時不允許有制冷劑向系統(tǒng)外泄漏，因此系統(tǒng)的運(yùn)行需要經(jīng)常在設(shè)備、管道的結(jié)合面處檢查有無制冷劑泄漏。氨：依靠嗅覺；不能用肥皂水檢漏；可以用酚酞試劑或試紙檢漏。氟里昂：用肥皂水檢漏；鹵素噴燈；電子檢漏儀。

三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用制冷劑與大氣環(huán)境ODP（OzoneDepletionPotential）大氣臭氧層消耗的潛能值；以R11為基準(zhǔn)值，人為地規(guī)定其值為1.0（或1000）；GWP（GlobalWarmingPotential）全球變暖潛能；以R11為基準(zhǔn)值，人為地規(guī)定其值為1.0（或1000）；三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用四、常用制冷劑無機(jī)物氟里昂碳?xì)浠衔锘旌现评鋭㏑7171、無色有味可燃可爆，毒性大，對金屬無腐蝕；2、高溫能分解；3、與水互溶；4、與潤滑油互溶性差；5、適用于工業(yè)制冷。R221、無色無味不燃不爆，毒性小，對金屬無腐蝕；2、ODP0.05；GWP0.35；3、在水中溶解度??；4、極性分子，有膨潤作用，密封采用耐氟材料；5、高溫與潤滑油互溶；6、適用于空調(diào)、工業(yè)制冷、聚四氟乙烯的原料、氣體滅火劑1121中間體。R134a1、無色無味不燃不爆，毒性小，對金屬無腐蝕；2、ODP0.0；GWP0.25；3、在水中溶解度??；4、極性分子，有膨潤作用，密封采用耐氟材料；5、使用合成潤滑油；6、適用于冰箱、冷柜、冷水機(jī)組、聚合物發(fā)泡、氣霧劑（醫(yī)用）。溫度滑移（Temperatureglide）近共沸制冷劑（Nearazeotropicmixturerefrigerant）非共沸混合制冷劑五、載冷劑在間接冷卻的制冷裝置中，被冷卻物質(zhì)或空間中的熱量是通過一種中間介質(zhì)傳給制冷劑。這種中間介質(zhì)在制冷工程中稱為載冷劑或第二制冷劑。優(yōu)點(diǎn)：減小制冷機(jī)的充灌量；載冷劑熱容大，易于保持恒溫；缺點(diǎn)：系統(tǒng)更加復(fù)雜；增大了被冷卻對象與制冷劑間的溫差，需要較低的蒸發(fā)溫度。五、載冷劑在工作溫度下處于液態(tài);比熱容要大;密度小;粘度小;化學(xué)穩(wěn)定性好;不腐蝕管道和設(shè)備;不燃、不爆炸、無毒、對人體無害；價格低廉，便于獲得。五、載冷劑水鹽水有機(jī)化合物及其水溶液氯化鈣、氯化鈉對金屬材料有腐蝕作用，在使用時一般加入緩蝕劑，調(diào)整溶液的pH值至7.0～8.5，緩蝕劑一般采用重鉻酸鈉（Na2Cr2O7.2H2O）鹽水有機(jī)載冷劑主要有乙二醇、丙二醇、丙三醇的水溶液等，其中乙二醇的水溶液使用的最為廣泛。不凍液：由乙二醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％），乙醇（20％），水（40％）組成的三元溶液。冰點(diǎn)：－64℃，密度：1000kg／m3，比熱容：3.14kJ／（kg.K），沸點(diǎn)：98℃六、潤滑油潤滑油的功效對潤滑油的要求分類與特性功效保證壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對壓縮機(jī)的各運(yùn)動部件起潤滑和冷卻作用；在摩擦面形成油膜，降低摩擦功和帶走摩擦熱；防止運(yùn)動部件由于發(fā)熱而卡死；對于開啟式壓縮機(jī)，還可以起到密閉作用；形成油膜，防止生銹；

帶走雜質(zhì)和油污，清潔潤滑面。要求在運(yùn)行狀態(tài)下，潤滑油要有適當(dāng)?shù)恼扯龋荒厅c(diǎn)要低，低溫時要有良好的流動性；不含水分、不凝性氣體和石蠟；與制冷劑有良好的兼容性，本身有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；絕緣、耐電壓要求；價格低廉，容易獲得。分類和特性天然礦物油：具有較小的極性，適用于極性較小或沒有極性的制冷劑如R600a、R12；人工合成油：一般具有較強(qiáng)的極性，適用于極性較大的制冷劑如R134a、R717。選擇潤滑油的選擇主要取決于制冷劑的種類、壓縮機(jī)的形式和運(yùn)轉(zhuǎn)工況（蒸發(fā)溫度、冷凝溫度）等，一般使用制冷機(jī)制造廠推薦的牌號。從傳熱的角度出發(fā)，應(yīng)選用與制冷劑互溶性好的潤滑油。吸水性粘度多元醇酯：PolyolEster(POE)聚二醇：PolyalkyleneGlyco