1、第二章制冷劑載冷劑蓄冷劑和潤滑油第一頁，共23頁。n第一節 制冷劑的分類與性質n第二節 載冷劑和蓄冷劑n第三節 潤滑油第二頁，共23頁。第一節第一節 制冷劑的分類與性質制冷劑的分類與性質 制冷劑是制冷機中的工作介質，它在制冷機系統中循環流動，通過自身熱力狀態的變化與外界發生能量的交換，實現制冷。習慣上又稱制冷劑為制冷工質。一、制冷劑的種類與對制冷劑的要求一、制冷劑的種類與對制冷劑的要求 （一）制冷劑的種類 1無機物：氯(NH3)、二氧化碳(CO2)、水(H2O)等。 2氟利昂：二氟二氯甲烷(R12)、二氟一氯甲烷(R22)、四氟乙烷(R134a)、二氟乙烷(R152)、三氟二氯乙烷(R123)

2、等。 3碳氫化合物：甲烷(R50)、丙烷(R290)。此外，某些環烷烴的鹵代物、鏈烯烴的鹵代物也可作制冷劑使用，但使用范圍不廣泛。第三頁，共23頁。 （二）對制冷劑的要求 1熱力學性質的要求 (1)在標準蒸發溫度下的壓力應高于或接近大氣壓力，以免空氣進入系統。 (2)在工作溫度范圍內的制冷劑冷凝壓力不宜過高，阻免設備的強度要求提高，而且導致壓縮機功耗增加。 (3)制冷劑的單位容積制冷量要大，可減少制冷劑的循環量， 可縮小壓縮機的體積，但小型壓縮機和離心式制冷壓縮機例外。 (4)制冷劑臨界溫度要高些，即在常溫下能夠液化。同時其凝固溫度要低些，以獲得較低蒸發溫度。第四頁，共23頁。 2物理化學性質

3、的要求 (1)制冷劑粘度和密度要小，以減少系統中的流動阻力。 (2)制冷劑應有較強的換熱效率，并能提高其換熱效率。 (3)具有一定吸水性，以免系統形成冰塞。 (4)具有化學穩定性，在工作壓力、溫度范圍內不燃燒、不爆炸，高溫下不分解，小腐蝕金屬、非金屬，與潤滑油不起化學反應。 (5)對人的健康無害，無刺激作用。 (6)在半封閉和全封閉壓縮機中，電動機繞組與制冷劑和潤滑油接觸要求有很好的絕緣性能。 3經濟要求 ， 制冷劑易得到，而且價格要便宜。第五頁，共23頁。二、常用制冷劑二、常用制冷劑1.氨(NH3)氨的標準蒸發溫度為-33.4，凝固溫度為-77.7。氨有較好的熱力性質和物理性質。氨對人體有較

4、大毒性。氨在空氣中達到一定量時，可以點燃。氨易溶于水。氨在潤滑油中溶解度很小，不超過1%。氨對鋼鐵不起腐蝕作用，但當含水時，將對鋅、銅、青銅及其它銅合金腐蝕。氨的檢漏方法：通過氧的刺激臭味就可判斷系統的漏氨。在接頭和焊縫處涂以肥皂水，如有氣飽就可確定漏氨位置。還可以用化學法檢漏，如漏氨石蕊試紙由紅變監；酚酞試紙則變成玫瑰紅色。第六頁，共23頁。 2氟利昂 氟利昂是飽和碳氫化臺物氟、氯、溴衍生物的總稱。目前作為制冷工質的主要是甲烷和乙烷的衍生物。在這些衍生物中由氟、氯原子替代了原化合物中的氫原子，使化合物的性質大為不同。 在氟利昂中隨著氫原子被替代，其易燃、易爆性逐漸降低，安全性隨之增加。 氯原

5、子在氟利昂中越多，其毒性越大，化學性能差，遇明火或接觸高溫時會分解出劇毒的光氣(COC12)，安全性差，但它能很好地和傳統潤滑油互溶。第七頁，共23頁。 (1)氟利昂l2(CF2Cl2)R12的標準蒸發溫度為-29.8，凝固溫度為-155。與氨和R22相比，R12壓力較低，壓縮終溫較低，單位容積制冷量小，比氨約小40%。R12無色、無味、毒性小、不燃燒、不爆炸，在空氣中含量達20%時才有感覺，容積濃度超過30%時能使人窒息。R12與明火接觸或其溫度達400以上時，分解出對人體有害的氟化氫和氯化氫“及光氣。 R12在水中溶解度很小，在低溫狀態下（0Dc以下）很易產生冰堵現象，同時水能使氟利昂水解

6、產生酸（鹽酸和氟氫酸）對金屬起腐蝕作用（如鍍銅作用）。規定R12的含水量不得超過0.0025%，在系統中必須設置干燥器。第八頁，共23頁。 純Rl2對金屑沒有腐蝕作用，但能腐蝕鎂和含鎂超過2%的合金。R12對天然橡膠和塑料有膨潤作用，密封材料應采用耐腐蝕的丁晴橡膠。 R12對潤滑油有無限溶解度，應采用高粘度的潤滑油。在冷凝器中，因為R12與油互溶，在換熱面上不會產生油膜而影響侍熱；在貯液器中R12與油也不能分離，但在蒸發器中R12不斷蒸發，油將積存，使蒸發溫度升高，傳熱系數降低。由于油比R12輕，不能從底部放出。所以蒸發器多采用干式蛇管式，從上部供液，下部回汽，使油氣一起返回壓縮機。當有七升回

7、汽主管時，主管中蒸汽要保證有46ms的帶油速度。在曲軸箱或油槽中，由于壓縮機啟動，壓力突然下降，R12將帶出大量油滴外，并從潤滑袖中蒸發出來，油位下降，產生大量泡沫，對系統產生種種不利影響。第九頁，共23頁。 (2)氟利昂22 (CHF2Cl) R22標準蒸發溫度為40.8，凝固溫度為-160。 R22在常溫下的冷凝壓力和單位容積制冷量與氨差不多，在中等低溫下，R22的飽和壓力比R12高65%，單位容積制冷量比R12大得多，在中等低溫下比R12使用更廣泛。其物理、化學性質與R12接近化學穩定性不如R12，對有機物膨潤作用更強，它的滲透力也比R12強，因此要求系統有嚴格的密封措施。第十頁，共23

8、頁。 (3)氟利昂134a(C2H2F2) R134a的標準蒸發溫度為-26.5。 R134a與R12的比較： R134a “的各項指標總體上優于R12，從環保角度看，可以作為R12的長期替代物。 兩者熱力性能相似，但134a的單位容積制冷量比R12大8%左右。更換工質時需要考慮加大壓縮機容量。由于R134a制冷系數略低于R12，更換工質將引起能耗增加。 R134a易水解，因此應保證系統絕對干燥。 R134a與礦物油不相溶，應用酯類潤滑油更換工質時須沖洗系統，以確保礦物油的殘余量低于1%。它和材料有很好的相容性。 R134a的消耗臭氧潛能值為0，全球變暖潛能值GWP為0. 27可替代R12。第

9、十一頁，共23頁。 (4)氟利昂13 (CF3C1) R13是低溫制冷劑、無毒，在潤滑油中是不溶解的，因此在換熱器中會影響傳熱效果。水在R13液體中的溶解度，以及對金屬的作用和泄漏性與R12相似。它的優點是蒸汽比容小，臨界溫度低，一般用在-70110的低溫復疊式制冷機的低溫級中。第十二頁，共23頁。 (5)氟利昂R502R502是由質量成分48.5%的R22和51.2%的R115組成的共沸混合溶液，可以制取-18- 55的低溫。R502不燃，不爆、無毒，對金屬無作用，對橡膠或塑料的腐蝕性也小。它的標準蒸發溫度為-45.6。它的吸汽壓力比R22高，回汽特性好，壓縮后的終溫比R22低1025，具有

10、R12和R22的優點，有與R12相當的壓縮終溫，與22相當的制冷量，對橡膠、塑料腐蝕性小，適用于封閉式壓縮機。 第十三頁，共23頁。 3氟利昂制冷劑與環保 1982年觀察到在南極上空臭氧層破了個大空間，并且在逐步擴大。臭氧層每減少1%，有傷害的紫外線將增加2%以上，它不僅影響人類的健康、動植物的繁殖和生長，還增加了溫室效應等等。聯合同環境署召開一系列國際會議確認了各種氟利昂對臭氧層的破壞作用，提出了用CFCs代表含氯的氟化碳，它對臭氧層有最大的破壞作用，是禁用的制冷劑。用HCFCs表示含氳、氯的氟化碳，它大幅度地減弱對臭氧層的破壞作用，是替代CFCs的過渡性制冷劑。第十四頁，共23頁。用HFC

11、s表示含氫、無氯的氟化碳，它對臭氧層無破壞作用，可以作為替代制冷劑。目前，ODP0.05；GWP0.5的制冷劑被認為可以接受的制冷劑。確定了對發展中國家CFCs全面停產日期為2010年，對HCFCs全部停產日期為2040年。 替代工質的特點應足：ODP值和GWP值為環境標準所接受；性能是穩定的，并與被禁工質的性能接受，可以和原工質兼容；有可靠的安全性、無毒、不燃燒、在空氣中無爆炸的危險；能量消耗要茌規定范圍內。 第十五頁，共23頁。 第二節第二節 載冷劑和蓄冷劑載冷劑和蓄冷劑一、載冷劑一、載冷劑 載冷劑叉又稱冷媒，它是被用來將制冷系統所產生的冷量傳遞給破冷卻物體的媒介物質或中間物質。其優點是可

12、以減少泄漏，有利于對冷量的控制和分配，并可防止制冷劑對食品的污染。 （一）選擇載冷劑時的要求 1 冷劑應不燃燒、不爆炸、無毒、對人體無危害。 2化學穩定性好，在大氣條件下不分解、不氧化、不改變其物理性質、不腐蝕設備和管道。 3 在使用范圍內呈液態，其凝固點要低于制冷劑蒸發溫度，沸點越高越好。 4 密度小、粘度小、傳熱性要好，以減少循環流量和阻力，以及泵的功率。第十六頁，共23頁。 （二）常用載冷劑 根據不同的載冷溫度和載冷劑的凝固點，常用的載冷劑有水、無機水溶液或有機物。 1水 水是一個非常好的載冷劑，但由于其凝固點溫度是0，所以只能作為空調中67的冷水來使用。 2無機鹽水溶液無機鹽水溶液可用

13、作小于0的載冷劑。常用的鹽水是由氯化鈉、氯化鈣和氧化鎂配制成的溶液。 3有機鹽載冷劑 有機鹽載冷劑有甲醇（冰點為-97），乙醇(冰點為-117)。甲酵、乙醇易燃燒，在使用地應設置消防器具。第十七頁，共23頁。二、蓄冷劑二、蓄冷劑 蓄冷劑名稱很多如優態鹽、共晶鹽等等。它是以低溫或高溫形式將熱量蓄存，是節能的更高形式。蓄冷劑的蓄冷方式有顯熱和潛熱蓄冷兩種。在蓄冷技術中常用潛熱蓄冷。 在空調中使用的蓄冷劑應符合以下要求： 1無毒、不燃燒完全為無機物，不產生氣體，無腐蝕性。 2潛熱蓄冷量不衰減，潛熱越大越好。 3固、液態的比熱和傳導蘸力大，要求比容基本不變，以免盛裝容器受損。4不層化，否則將使融解潛熱

14、損失40%左右。 第十八頁，共23頁。 第三節第三節 潤滑油潤滑油潤滑油用于制冷壓縮機時稱為冷凍機油。一、潤滑油的功能一、潤滑油的功能1潤滑壓縮機的運動部件，改善運動部件的工作條件。2帶走摩擦熱、冷卻摩擦件和壓縮氣悻。3起密封作用，阻止制冷劑的泄漏。4沖洗、帶走摩擦表面上的摩屑和防銹。5對機器起到減震、消音作用。6利用油壓作為控制卸載機構的動力。第十九頁，共23頁。二、潤滑油的性質二、潤滑油的性質 1粘度 粘度是一項主要指標。粘度大會使摩擦功率增大，粘度小不能建立潤滑所需的油膜。在制冷壓縮機中應使用粘度隨溫度變化小的潤滑油。 2閃點 潤滑油被加熱到其蒸汽與明火接觸發生閃光的晟低溫度，稱為閑點。

15、閃點可引起油變質碳化、著火與爆炸。R12、R22、R717壓縮機潤滑油閃點應在160170以上。第二十頁，共23頁。 3凝固點 潤滑油凝固點應越低越好，一般應低于制冷劑最低溫度510。R12、R717壓縮機潤滑油凝固點應低于-30-40，對R22壓縮機則應低于-55。 4化學穩定性、抗氧化性 當潤滑油中含水或制冷劑時對鋼、鑄鐵、銅及合金等金屬腐蝕，因此不應含水。同時要求高溫下潤滑油與空氣、水、制冷劑、金屬、密封墊等接觸時不分解，不氧化反應等，以免在金屬面上結焦或油路、濾油器堵塞。潤滑油還應有良好的電絕緣性。第二十一頁，共23頁。三、潤滑油的選擇三、潤滑油的選擇 對R 717壓縮機采用13號油，對R12和R22壓縮機則可分別采用18號和25號油。離心式壓縮機可采用30號、40號、60號冷凍機油。對R134。的壓縮機應采用脂類