蒸汽壓縮式制冷第三章本章內容3.1可逆制冷循環3.2單級蒸氣壓縮理論制冷循環3.3單級蒸氣壓縮實際制冷循環3.4制冷劑3.5采用混合制冷劑的單級蒸氣壓縮式制冷循環3.6多級蒸氣壓縮制冷循環3.7復疊式制冷循環3.8CO2超臨界制冷循環3.1可逆制冷循環（理想制冷循環）

制冷循環：是利用逆向熱力循環的能量轉換系統，通過一定的能量補償，從低溫熱源吸收熱量，向高溫熱匯排放熱量。熱源（heatsource）：流出熱量的對象，制冷劑從中吸熱。熱匯（heatsink）：流入熱量的對象，制冷劑向其排熱。制冷循環的熱力學本質：

用能量補償的方式把熱量從低溫熱源轉移到高溫熱匯。3.1.1蒸氣壓縮制冷的熱力學原理制冷循環可達到的效果制冷——制冷機制冷與制熱——熱泵3.1.1蒸氣壓縮制冷的熱力學原理1制冷機與熱泵QH=Q0+W性能系數(COP，CoefficientOfPerformance)：

COP=收益能量/補償能量

2性能系數和熱力完善度性能系數和熱力完善度（或循環效率）是評價制冷循環的經濟性指標。3.1.1蒸氣壓縮制冷的熱力學原理無量綱量制冷系數QH=Q0+WCOPH=COPR+1制熱系數3.1.1蒸氣壓縮制冷的熱力學原理COPR的數值可能大于1、小于1或等于1。COPH的數值恒大于1熱力完善度η

：表示一個制冷循環與相同工作溫度下可逆循環的接近程度。η越大，說明循環性能越好，熱力學不可逆損失越小；反之，η越小，則說明循環中熱力學不可逆損失越大。

3.1.1蒸氣壓縮制冷的熱力學原理無量綱量EER（EnergyEfficiencyRatio）：能效比或能源利用系數.

涵義上與COP是一致的。

由于計算時采用不同單位，因此所得數值也不相同。例如：

制冷量輸入功率

kcal/hWEER=0.86

WWEER=1

BTU/hWEER=3.41

來源：《采暖通風與空氣調節術語標準》GB50158-92

制冷量（BTU/h）EER＝總輸入電功率（w）3.1.1蒸氣壓縮制冷的熱力學原理有量綱量COP或EER是指在標準工況下運行的能源利用系數，實際上制冷機大都是在非標準工況下運行，因此美國能源部1977年提出了SEER（SeasonalEnergyEfficiencyRatio季節能效比）。SEER比EER更合理。3.1.1蒸氣壓縮制冷的熱力學原理SEER--季節能效比空調季節的總制冷量SEER＝空調季節消耗的總能量

蒸發溫度

標準制冷量-15

不指出運行條件的制冷量是沒有任何意義的。1USRT(美國冷噸)＝3.517kw1冷噸是指1噸0℃的飽和水經過24小時冷凍到0℃的冰所需要的冷量3.1.1蒸氣壓縮制冷的熱力學原理空調工況制冷量5室內干/濕球溫度：27/19,室外干/濕球溫度：35/24逆向1234TSQHQ0高溫熱源（恒溫熱匯）

低溫熱源（恒溫熱源）逆Carnot循環從高溫熱源吸取熱量實現對外做功：熱機循環將熱量從低溫熱源中取出，并排放到高溫熱源：制冷循環3.1.2逆卡諾制冷循環

Carnot循環T1234SQQ低溫熱源高溫熱源低溫低壓汽液混合物可逆制冷循環—逆卡諾循環的組成：兩個等溫過程（而且無傳熱溫差）兩個等熵過程（無摩擦）逆卡諾循環逆卡諾循環工作示意圖Q0QHTLTH34膨脹機壓縮機12蒸發器冷凝器3.1.2逆卡諾制冷循環2314Q0THTLS3S1STW工作在兩相區的制冷循環，其等壓過程也是等溫過程。We高溫高壓蒸汽高溫高壓液體低溫低壓蒸汽5壓縮機：壓縮并輸送制冷劑蒸氣維持蒸發器低壓和冷凝器高壓冷凝器輸出熱量的設備，從蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機消耗的功轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走。膨脹機使制冷劑等熵膨脹，并輸出膨脹功。蒸發器輸出冷量的設備，制冷劑在蒸發器中吸收被冷卻物體的熱量，從而達到制取冷量的目的;制冷系統各部件的功能3.1.2逆卡諾制冷循環1—2等熵壓縮：溫度從TL↗TH2—3等溫放熱：溫度保持TH,向高溫熱源放熱QH3—4等熵膨脹：溫度從TH↘TL4—1等溫吸熱：溫度保持TL,從低溫熱源吸收熱量Q03.1.2逆卡諾制冷循環逆卡諾循環的熱力計算吸熱量：Q0＝TL（S1－S4）＝TLΔS排熱量：QH＝TH（S2－S3）＝THΔS凈輸入功：W＝

WC-We

＝

QH－Q0＝(TH-TL)ΔS制冷系數：3.1.2逆卡諾制冷循環WC--壓縮功We--膨脹功3.1.2逆卡諾制冷循環逆卡諾循環COPc與熱源熱匯溫度之間關系3.1.2逆卡諾制冷循環TL、TH對COP的影響程度

3.1.2逆卡諾制冷循環()2LLTTTTHHCOPc-=??()2LKTTTTHLCOPc-=??TLCOPc???THCOPc??QHQL>

COPC

=

f(TH,TL),與制冷劑無關

用膨脹機完成等熵膨脹過程

兩個等溫、兩個等熵過程

COPC=COPmax逆卡諾循環的特點3.1.2逆卡諾制冷循環

濕壓縮→1.降低了吸氣量；2.液態制冷劑影響潤滑，液擊。

逆Carnot循環很難實現●蒸發器（4-1），冷凝器（2-3）→要求無溫差傳熱，則需要換熱面積無窮大，循環周期無限長；●壓縮機（1-2）→要求無摩擦運動,等熵壓縮；●膨脹機（3-4）→可逆等熵膨脹的高精度膨脹機難以加工。3.1.2逆卡諾制冷循環

性能系數COP和熱力完善度η都是反映制冷循環經濟性的指標。但二者的含義不同，COP反映制冷循環中收益能與補償能在數量上的比值。不涉及二者的能量品位。COP的數值可能大于1、小于1或等于1。COP的大小，對于實際制冷機來說，與工作溫度、制冷劑性質和制冷機各組成部件的效率有關；對于理想（可逆）制冷機來說，只與熱源溫度有關。所以用COP值的大小來比較兩臺實際制冷機的循環經濟性時，必須是同類制冷機，并以相同熱源條件為前提才具有可比性。而η則反映制冷循環臻于熱力學完善（可逆循環）的程度。用η作評價指標，使任意兩臺制冷機在循環的熱力學經濟性方面具有可比性，無論它們是否同類機。制冷系數COP與熱力完善度η的區別3.1.2逆卡諾制冷循環熱源、熱匯是變溫的制冷劑吸、放過程也是變溫的循環構成：等熵壓縮1-2變溫放熱2-3等熵膨脹3-4變溫吸熱4-13.1.3勞倫茨循環可逆勞倫茨制冷循環

吸-放熱過程中制冷劑與熱源或熱匯之間無傳熱溫差可逆勞化茨循環的熱力計算：單位質量的放熱量：單位質量的吸熱量：T0m、Tm——吸放熱過程的平均當量溫度單位質量輸入功：w=q-q0

性能系數：

3.1.3勞倫茨循環可逆勞倫茨制冷循環

3.1.3勞倫茨循環1.可逆勞侖茲循環的制冷系數等于一個以放熱平均溫度Tm和吸熱平均溫度T0m為高、低溫熱源溫度的等效逆卡諾循環的制冷系數；2.其制冷系數取決于被冷卻物體和冷卻劑的溫度狀況，而與制冷劑性質無關。算例某蒸汽壓縮制冷過程，制冷劑在２5０K吸收熱量Q0，在３00K放出熱量QH，壓縮和膨脹過程是絕熱的，向制冷機輸入的凈功為W

，判斷下列情況是：

A.可逆的B.不可逆的C.不可能的（1）Q0=2000kJW

=400kJ（2）Q0=1000kJQH=1500kJ（3）W=100kJQH=700kJ該制冷過程是可逆的，選A

（1）

解：W

+Q0

=QHQ0

W3.1.2逆卡諾制冷循環COP=250=5300-250=COPCCOP=COPCCOP<COPC,該制冷過程是不可逆的，選BCOP>COPC

,該制冷過程是不可能的，選C

（2）Q0=1000kJQH=1500kJ

（3）W=100kJQH=700kJ

Q0QH－Q0QH－W

WQ0WQ0

WCOP=COP=3.1.2逆卡諾制冷循環3.2單級蒸汽壓縮式制冷的理論循環組成：

壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發器

用膨脹閥代替膨脹機單級蒸氣壓縮式制冷系統3.2.1特點及工作過程qk膨脹閥Tk壓縮機冷凝器q0T0蒸發器1.飽和液體或兩相混合物膨脹

系數小，可做功有限；2.膨脹機結構復雜，加工難；3.膨脹機價格貴。膨脹閥的作用：使制冷劑節流降壓；調節進入蒸發器的制冷劑流量。兩個傳熱過程均為等壓過程；用膨脹閥代替膨脹機，理論循環不是等熵膨脹過程；蒸氣壓縮為干壓縮，而不是在濕蒸氣區內進行（濕壓縮）。3.2.1特點及工作過程理論循環與理想循環（逆卡諾循環）的區別：1234TS

逆Carnot循環六條等值線

二條飽和線

三個狀態區

一個臨界點3.2.2制冷劑的狀態圖1.壓-焓圖hxx=0TvSlgPx=1hpC（Criticalpoint）相界線0由于單位質量制冷劑循環的各個過程中功與熱量的變化均可以用焓的變化來計算，因此，壓-焓圖在制冷熱力計算中被廣泛應用。壓焓圖的構成

六條等值線

：等壓線、等溫線、等比焓線、等熵線、等容線、等干度線二條飽和線：飽和蒸氣線、飽和液體線三個狀態區：過冷液體區、濕蒸氣區、過熱蒸氣區一個臨界點：臨界壓力和臨界溫度3.2.2制冷劑的狀態圖3.2.2制冷劑的狀態圖確定狀態參數表示熱力過程分析能量變化wcq0qk2'4321hlgP理論制冷循環的壓焓圖pkp03.2.2制冷劑的狀態圖壓焓圖的作用理論制冷循環狀態點的確定1點：Po等壓線與x=1干飽和蒸氣線交點2點:Pk等壓線與s1等熵線交點3點：Pk等壓線與x=0飽和液體線交點4點：Po等壓線與h3等焓線交點3.2.2制冷劑的狀態圖2.溫—熵圖3.2.2制冷劑的狀態圖STCpvTsx=0x=10熱匯和熱源的溫度恒定，且制冷劑在相變過程中與熱源或熱匯之間沒有傳熱溫差（蒸發溫度為熱源溫度、冷凝溫度為熱匯溫度）；制冷劑在蒸發器出口為飽和蒸汽、冷凝器出口為飽和液體；制冷劑除了在壓縮機和膨脹閥處發生壓力變化外，整個循環的其它流動過程沒有壓力損失；除換熱器外，制冷劑在整個循環的其他流動過程中與外界無熱交換；壓縮過程為等熵過程；節流過程為絕熱節流過程。1.理論循環的假定3.2.3理論循環3.2.3理論循環2.理論循環在狀態圖上的描述兩個等壓過程一個等熵壓縮過程一個絕熱節流（非等熵膨脹）過程3.2.3理論循環2.理論循環在狀態圖上的描述點1代表制冷劑進入壓縮機的狀態，它是對應于蒸發溫度(壓力)下的飽和蒸氣。點1位于p0等壓線(或T0等溫線)與飽和蒸氣線(等干度線x=1)的交點上。

點2表示經壓縮機壓縮后排出的制冷劑狀態，也是制冷劑在冷凝器入口處的狀態。過程線1-2表示制冷劑氣體在壓縮機中的等熵壓縮過程，有s1=s2。所以點2位于等熵線s1與等壓線pk的交點上。大多數制冷劑飽和蒸氣經等熵壓縮后成為過熱蒸氣，點2為過熱蒸氣狀態。3.2.3理論循環2.理論循環在狀態圖上的描述點3表示制冷劑在冷凝器出口處的狀態，也是制冷劑節流前的狀態。點3為飽和液體狀態。冷凝器中的過程2-2’-3是定壓過程，過程2-2’表示過熱蒸氣定壓冷卻到飽和蒸氣的過程；過程2’-3表示從飽和蒸氣定壓冷凝到飽和

液體的過程。點2’位于等壓線pk與等干度線x=1的交點上；點3位于等壓線

pk與等干度線x=0的交點上。3.2.3理論循環2.理論循環在狀態圖上的描述點4表示節流后的制冷劑狀態，也是制冷劑在蒸發器入口處的狀態。點4為低壓兩相狀態。3-4為節流過程，因為節流過程是絕熱的，所以h3=h4；節流后壓力達到蒸發壓力，點4位于p0等壓線與h3等焓線的交點上。3.2.3理論循環2.理論循環在狀態圖上的描述過程4-1表示發生在蒸發器中的定壓蒸發過程。至此，完成一個理論循環過程。開口系統穩定流動熱力學第一定律：3.2.3理論循環3.理論循環的性能指標q—單位質量換熱量Wt—技術功Wu—有用功單位質量制冷量q0：1kg制冷劑在蒸發器內從低溫熱源吸收的熱量。單位kJ/kg。

q0＝h1－h4單位容積制冷量qzv：壓縮機每吸入1m3制冷劑蒸氣（按吸氣狀態計），在蒸發器中所產生的制冷量。單位kJ/m3。

qzv＝q0/v1＝（h1－h4）/v1單位壓縮功w：壓縮機每壓縮輸送1kg制冷劑所消耗的功。單位kJ/kg。

w＝h2－h1容積比功wv

：壓縮機每壓縮輸送1m3制冷劑所消耗的功（以壓縮機吸氣狀態計）。單位kJ/m3。

wv

＝w/v13.2.3理論循環3.理論循環的性能指標

r＝h1－h5氣化潛熱單位冷凝負荷qk

：1kg制冷劑在冷凝器中向高溫熱匯放出的熱量。單位kJ/kg。

qk＝h2－h3壓縮比π

：壓縮機排氣壓力與吸氣壓力之比,無量綱。

π

＝p2/

p1＝

pk/

p0排氣溫度T2：制冷劑氣體壓縮終了的溫度。性能系數COP

COP=q0/

w熱力完善度η

η=COP

/COPc3.2.3理論循環3.理論循環的性能指標3.2.3理論循環理論循環的制冷機性能指標注意：–

–

壓焓圖上的制冷劑的質量是1kg；–

–

實際制冷系統關心的是，一定制冷劑流量(kg/s)下，能夠制取的制冷量（kW）。制冷劑的質量流量(kg/s):qm=qvh/v1

制冷量(kw):Φ0=q0qm=qvhqzv壓縮機功率(kw):P=qmw壓縮機的理論性能系數:COP=Φ0/P3.2.3理論循環理論循環的制冷機性能指標已知條件：壓縮機的理論輸氣量qvh（

m3/s）用膨脹閥節流存在節流損失；非相變傳熱部分存在傳熱溫差；存在過熱損失。3.2.3理論循環4.理論制冷循環是不可逆循環理論制冷循環的循環特性取決于：熱源（匯）的溫度制冷劑的性質可逆循環：1-1'-3-4'-1理論循環：1-2-2'

-3-4-14'1'節流損失

節流損失：由于用節流閥代替膨脹機，不可逆過程使制冷系數↘，降低程度稱為節流損失。

節流閥不僅損失了膨脹功，而且將節流過程中的摩擦損失轉化為熱能，使一部分液體氣化（閃發蒸氣），損失了部分制冷量。也就是說，采用膨脹閥后，所損失的功量都變成了熱量，被制冷劑吸收，因而減少了制冷量。影響節流損失因素隨Tk－T0的增加而加大與制冷劑的物理性質有關:飽和液線越平緩（比熱越大），以及潛熱越小，或者冷凝壓力越接近臨界壓力，則節流損失越大。3.2.3理論循環節流損失

3.2.3理論循環4'5Δq0h3-h4=面積3453（膨脹功）h4'-h4=Δq0∵h3=h4'∴膨脹功=Δq0過熱損失

表示采用干壓縮后，制冷系數下降的程度。理論制冷循環中，蒸氣的壓縮過程采用干壓縮代替濕壓縮原因：防止液擊方法：1.氣液分離器2.膨脹閥控制壓縮機吸氣過熱度

影響過熱損失的因素與制冷劑性質有關，制冷劑的節流損失大則過熱損失小壓縮比越大，過熱損失越大。3.2.3理論循環過熱損失

3.2.3理論循環4'1'

(1)是實際循環的基準和參照，用于分析研究實際循環的各種不完善因素和應做出的改進。理論循環最大限度地排除了系統本身的不完善度，是在上述假設條件下性能最好的熱力循環。

(2)用于評價制冷劑。理論循環的熱力性能僅與TK、T0和制冷劑有關。相同TK、T0條件下，通過對不同制冷劑的理論循環特性進行比較，可以評價它們在熱力性質方面的適宜程度。3.2.3理論循環理論制冷循環的作用和意義3.2.3理論循環理論制冷循環的作用和意義3.3單級蒸汽壓縮式制冷的實際循環3.3.1實際制冷循環實際循環存在的影響因素循環外部條件：循環內部條件：流動阻力及散熱損失：制冷劑在系統中循環流動，經過設備的連接管道(包括管件、閥門等)、熱交換器管道時均存在流動阻力，造成壓力損失，并且通過管道與外界存在熱交換。非等熵壓縮：制冷劑被壓縮時，存在摩擦與熱交換等不可逆損失，壓縮過程并非等熵過程，而是熵值增加的多變過程。制冷劑的狀態：制冷劑流出蒸發器和進入壓縮機的狀態未必恰好是飽和蒸氣，往往有一定的過熱；制冷劑在膨脹閥前的狀態也未必恰好是飽和液體。低溫熱源和高溫熱匯均為有限源(匯)，它們是有限流量的空氣、水或其他流體。冷卻流體流過冷凝器時吸收制冷劑的排熱，其溫度要升高；被冷卻流體流過蒸發器時其溫度要降低；它們與制冷劑發生熱交換時，存在傳熱溫差。3.3.1實際制冷循環實際制冷循環的狀態圖由于相變傳熱存在傳熱溫差，所以制冷劑的蒸發過程線位于理論循環的蒸發過程線下方；制冷劑的冷凝過程線位于理論循環的冷凝過程線上方。實際循環的工作過程蒸發過程：4—0—1a吸氣過程：1a—1b—1：過熱，壓降壓縮過程：1-2，吸熱壓縮（熵增），放熱壓縮（熵減）排氣過程：2—2a冷卻凝結過程：2a—3：過冷節流過程：3—4：絕熱3.3.1實際制冷循環高壓液體過冷的影響壓縮機吸氣過熱的影響管道壓力損失和熱交換的影響壓縮機與壓縮過程不可逆的影響相變傳熱不可逆的影響其他影響因素3.3.2實際因素對循環的影響過冷（subcooling）：

制冷劑在冷凝器中液化后、進入節流機構之前，將飽和液態制冷劑再降溫成為過冷液體的做法。過冷可以減少節流損失。過冷液體：制冷劑液體的溫度若低于相同壓力下的飽和溫度，則稱為過冷液體。過冷溫度(temperatureofsubcooling)：制冷劑節流前被降溫到低于飽和溫度的過冷液體的溫度。過冷度(degreeofsubcooling)：飽和溫度與其過冷液體溫度之差。過冷循環：具有過冷的循環稱為過冷循環。基本概念3.3.2實際因素對循環的影響1.過冷的影響過冷循環3.3.2實際因素對循環的影響1.過冷的影響3

過冷器qk膨脹閥Tk3'4'2壓縮機1冷凝器q0T0蒸發器p0pklgp0214hS3'b'b04'231q0T’kT’0Tωc過冷度44'33'循環特性指標理論循環過冷循環過冷的影響單位質量制冷量q0h1-h4h1-h4’↗單位容積制冷量qzv(h1-h4)/v1(h1-h4’)/v1↗比功wh2-h1h2-h1不變性能系數COP(h1-h4)/(h2-h1)(h1-h4’)/(h2-h1)↗3.3.2實際因素對循環的影響過冷循環與理論循環特性比較結論：過冷減少了節流損失，提高了COP相同的過冷度下，制冷量和性能系數提高的比例取決于制冷劑的比熱和汽化潛熱。液體比熱容越大和汽化潛熱越小的制冷劑，過冷的相對收益越大。蒸發溫度越低，采用過冷循環越有利于提高系統的性能。3.3.2實際因素對循環的影響1.過冷的影響過冷狀態點3'比焓的確定：

過冷液體的比容不易測量或計算（1）利用冷凝器直接過冷3.3.2實際因素對循環的影響實現過冷的方法逆流套管式水冷凝器最易獲得過冷。翅片管式風冷凝器，通過管程的合理布置也可以獲得過冷。殼管式水冷凝器：殼體下部兼作高壓貯液器使用，并布置有冷卻水管，使冷卻水自下而上流過，也可以在冷凝器中得到過冷液體。設計、選型時，適當增大冷凝器面積，可以得到1~5℃的過冷度。(2)利用過冷器獲得過冷3.3.2實際因素對循環的影響實現過冷的方法在冷凝器與膨脹閥之間增設一臺熱交換器--過冷器，使來自冷凝器的制冷劑液體在過冷器中進一步被冷卻。冷凝器用常溫水冷卻，過冷器則用溫度更低的深井水冷卻。用常溫冷卻水，使它先流過過冷器，再流過冷凝器。用過冷器獲得的過冷度一般也不大。3

過冷器qk膨脹閥Tk3'4'2壓縮機1冷凝器q0T0蒸發器(3)用氣-液熱交換器獲得過冷3.3.2實際因素對循環的影響實現過冷的方法采用制冷劑自身回熱的辦法，可以得到很大的過冷度。回熱循環冷凝后的高壓制冷劑液體與蒸發后的低溫制冷劑蒸氣進行熱交換，實現液體過冷、蒸氣過熱的制冷循環。回熱器14'qk膨脹閥Tk33'2'壓縮機1'冷凝器q0T0蒸發器蒸氣回熱循環2.壓縮機吸氣過熱的影響什么是吸氣過熱？

制冷劑在蒸發器中氣化后，繼續吸熱升溫，使壓縮機吸氣溫度高于其飽和溫度的現象。為什么制冷系統要吸氣過熱？（1）保證壓縮機吸氣是干蒸氣，避免濕壓縮；

（2）防止吸氣溫度過低導致壓縮機外壁結霜、潤滑油變粘。過熱溫度（temperatureofsuperheat）

：相同壓力下，過熱制冷劑蒸氣的溫度。過熱度（degreeofsuperheat）

：過熱蒸氣的溫度和相同壓力下飽和蒸氣溫度的差值。吸氣過熱循環：具有吸氣過熱的循環稱為吸氣過熱循環。基本概念3.3.2實際因素對循環的影響理論循環：1-2-3-4-1吸氣過熱循環：1'-2'-2-3-4-1-1'3.3.2實際因素對循環的影響2.壓縮機吸氣過熱的影響2'1'S31

4TkT0T過熱度2吸氣過熱循環lgPhPkP012'41'

3t0tk20吸入過熱蒸氣對制冷量和制冷系數的影響取決于蒸氣過熱時吸收的熱量是否產生有用的制冷效果以及過熱度的大小。

由蒸發器出來的低溫制冷劑蒸氣，在通過吸氣管道進入壓縮機之前，從周圍環境中吸取熱量而過熱，但它并沒有對被冷卻物質產生任何制冷效應，這種過熱稱為“無用”過熱。由于循環的單位質量制冷量是相等的，但蒸氣比容的增加使單位容積制冷量減少，對給定壓縮機而言它將導致循環制冷量的降低。

3.3.2實際因素對循環的影響（1）無用過熱（有害過熱）循環特性指標理論循環無用過熱循環無用過熱影響單位質量制冷量q0h1-h4h1-h4不變單位容積制冷量qzv(h1-h4)/v1(h1-h4)

/v1'

↘比功wh2-h1h2’-h1’↗性能系數COP(h1-h4)/(h2-h1)(h1-h4)/(h2’-h1’)↘壓縮機排氣溫度↗3.3.2實際因素對循環的影響無用過熱循環與理論循環的比較結論：無用過熱增加了過熱損失，降低了cop，降低了制冷量3.3.2實際因素對循環的影響為減小“有害過熱”，制冷機的吸氣管道應該外敷隔熱層，防止環境對吸氣管道加熱。

如果吸入蒸氣的過熱產生在蒸發器本身的后部，或者產生在安裝于被冷卻室內的吸氣管道上，或者產生在兩者皆有的情況下，那么，由于過熱而吸收的熱量來自被冷卻空間，因而產生了有用的制冷效果，這種過熱為“有用”過熱。

3.3.2實際因素對循環的影響（2）有用過熱循環特性指標理論循環有用過熱循環有用過熱影響單位質量制冷量q0h1-h4h1’-h4↗單位容積制冷量qzv(h1-h4)/v1(h1’-h4)

/v1’不確定比功wh2-h1h2’-h1’↗性能系數COP(h1-h4)/(h2-h1)(h1’-h4)/(h2’-h1’)不確定壓縮機排氣溫度↗3.3.2實際因素對循環的影響有用過熱循環與理論循環的比較3.3.2實際因素對循環的影響過熱度對qzv和cop的影響qzv'/qzvcop'/copCO2C3H8R12R11R22NH3102030401.001.050.95Δtr℃過熱度對單位容積制冷量和性能系數的影響氨過熱對單位容積制冷量和COP是不利的，R22和R11的影響不明顯.氨過熱度控制在5℃內；氟利昂一般可采取較大的過

熱度,但過熱度不超過15℃丙烷R290此圖也適用于“蒸汽回熱循環”蒸氣回熱循環實現“有用過熱”3.3.2實際因素對循環的影響回熱器14'qk膨脹閥Tk33'2'壓縮機1'冷凝器q0T0蒸發器蒸氣回熱循環系統圖lgPhPkP012'41'

3203'4'aa'2'1'S3'b'

b04'231

4q0TkT0T過熱度0回熱器熱平衡：與理論循環相比較，回熱循環等價于沒有過冷的有用過熱循環。蒸氣回熱循環的熱力分析3.3.2實際因素對循環的影響單位質量制冷量：3.3.2實際因素對循環的影響蒸氣回熱循環的禁用與利用氨不宜采用回熱循環回熱使循環cop下降，而且氨的絕熱指數大，吸氣過熱會造成氨的排氣溫度過高，危害壓縮機的安全性和可靠性。氨的吸氣過熱度不超過5℃。蒸發溫度較高的制冷循環由于高壓液體與蒸發器回氣之間的溫度差異不太大，回氣溫度與環境溫度之間的溫差也不太大，吸氣管隔熱層處理得好就能控制有害過熱，所以一般不用回熱器。蒸發溫度低的制冷循環采用回熱循環保證了吸氣具有足夠大的過熱度，防止壓縮機吸氣溫度過低，而且高壓液體因回熱得到過冷。過冷是防止節流前的制冷劑液體中出現閃發蒸氣，保證節流元件穩定工作的有效措施。如丙烷R290，CO2等熵壓縮進入兩相區的制冷劑其熱力性質使得飽和蒸氣等熵壓縮后進入兩相區。具有這種性質的制冷劑必須采用回熱循環，讓吸氣過熱到足以保證壓縮過程在氣相區內完成，如乙烷的衍生物。利用禁用3.連接管道壓力損失及熱交換的影響3.3.2實際因素對循環的影響qk膨脹閥Tk壓縮機冷凝器q0T0蒸發器單級蒸氣壓縮式制冷系統吸氣管排氣管高壓液管低壓液管3.連接管道壓力損失及熱交換的影響3.3.2實際因素對循環的影響壓力損失降低吸氣壓力，吸氣比容增加，容積制冷量下降；壓縮比增大。熱交換

吸熱，為有害過熱（需保溫）吸氣管壓力損失提高了排氣壓力，增加了壓縮比熱交換

放熱，有利（不保溫）排氣管壓力損失

降低閥前壓力，使閥的流量減小，并出現閃發蒸氣。熱交換吸熱或放熱。放熱起到過冷的作用；吸熱將使液體汽化，造成膨脹閥的流量降低，蒸發器供液不足。氣泡使膨脹閥工作不穩定。高壓液管壓力損失

抬高膨脹閥出口壓力，使閥前后壓差變小，降低了制冷劑的流量。工程中盡量縮短低壓液管的長度，將膨脹閥緊靠蒸發器入口安裝，使其影響忽略不計。熱交換吸熱，制冷劑比焓增大，損失一部分制冷量。低壓液管吸氣管減少有害過熱（隔熱處理）；合理的流速，減少管件閥門等附件,以保證吸氣側壓降在允許的范圍。高壓液管液體汽化原因：液管過長；液管有轉彎、上升等。防止液體汽化方法液體有足夠的過冷度；隔熱處理防止液體受熱汽化。3.3.2實際因素對循環的影響關鍵管路4.壓縮機與壓縮過程不可逆的影響壓縮過程的損失3.3.2實際因素對循環的影響???íìˉˉ?tyü???íìˉ?-?COPQ0輸氣量容積損失耗功功率損失ωi-指示比功（指示功率）ωs-軸比功（軸功率）ωe-實際輸入電機比電功（電機功率）ω

-理論比功（理論功率）電機壓縮機ωiωsωeˉ3.3.2實際因素對循環的影響ωi-指示比功（指示功率）ωs-軸比功（軸功率）ωe-實際輸入電機比電功（電機功率）ω

-理論比功（理論功率）（2）機械效率（1）指示效率（3）電機效率（4）容積效率

(輸氣系數)ηk

-

軸效率ηel

-

電效率qvs

-

實際輸氣量qvh

-

理論輸氣量電機壓縮機ωiωsωe存在傳熱溫差：冷凝溫度＞熱匯溫度蒸發溫度＜熱源溫度循環壓力差增大壓力比增大比功增大單位質量制冷量減小單位容積制冷量減小性能系數降低壓縮機容積效下降3.3.2實際因素對循環的影響5.相變傳熱不可逆的影響潤滑油:與制冷劑互溶，改變了制冷劑的熱力性質；水分：使制冷劑發生水化反應，腐蝕系統材料，冰堵；不凝性氣體：使系統壓力升高，排氣溫度升高。3.3.2實際因素對循環的影響6.其他影響因素確定計算工況計算實際循環特性-簡化的實際循環計算制冷機性能計算換熱設備的負荷是制冷機設計計算的第一步，為確定“四大件”和其它部件的容量、規格、型號提供依據。3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算內容熱力計算目的

壓焓圖

求解工具

根據制冷溫度，冷卻介質溫度選擇制冷劑，規劃制冷系統流程；按流程圖在壓焓圖上畫出簡化的實際循環確定循環工況：蒸發溫度、冷凝溫度、傳熱溫差等；確定制冷量或壓縮機理論輸氣量；計算實際循環特性；計算制冷機性能及換熱設備的負荷；1.熱力計算方法與步驟3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算循環工況的確定溫度的確定:傳熱溫差的選取:水冷冷凝器：

風冷冷凝器：

冷卻液體的蒸發器：冷卻空氣的蒸發器:冷凝溫度：蒸發器出口溫度：蒸發溫度：冷凝器出口溫度：家用空調：過冷度：不小于6℃

過熱度：1~7℃

循環特性的計算3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算盡管圖3-9詳細地描述了實際循環，但熱力計算時采用簡化的實際循環圖，即：不考慮管道壓降，圖中也不反映壓縮機內部氣腔及氣閥的壓力損失。圖中的虛線1-2′表示假想的等熵壓縮過程，即從吸氣狀態開始經等熵壓縮將壓力提高到冷凝壓力。循環特性的計算3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算循環特性的計算3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算制冷機性能及各設備的負荷計算3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算制冷機性能及各設備的負荷計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題過冷3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題3.3.3單級蒸汽壓縮式制冷機的熱力計算熱力計算例題工況：制冷機工作循環狀況反應工況的參數蒸發溫度T0、冷凝溫度Tk、壓縮機吸氣溫度T1、冷凝液體溫度T3運行工況一旦確定，對于確定的制冷機，其性能（制冷量、功耗、COP）便確定；對于確定的制冷機，運行工況發生變化，則性能（制冷量、功耗、COP）會隨之發生變化；四個工況參數中，蒸發溫度T0、冷凝溫度Tk對性能的影響最大。制冷機工況的變化，通常指的就是蒸發溫度T0、冷凝溫度Tk的變化。3.3.4單級蒸汽壓縮式制冷機變工況特性冷凝溫度變化的影響當：循環：12341→12'3'4'1循環特性變化：制冷機性能變化：3.3.4單級蒸汽壓縮式制冷機變工況特性kktt￠-?ˉ--ˉ--?COPt2q0wtk,,,p???????íìˉ-?ˉˉ?t?yüˉˉ?=ˉˉ?-?-?COPP（=qmw）wqmqqqqtmvhvsk

不確定,)(0f0llpˉˉˉˉˉˉˉt0變化的影響：t0→t'0循環：12341→1'2'34'1'3.3.4單級蒸汽壓縮式制冷機變工況特性蒸發溫度變化的影響循環特性變化：???íì=-?-ˉˉ--?--ˉ?（不確定）/,,,,,110210vwwwvqqwTvtvzvp，COPˉˉˉˉˉˉˉ3.3.4單級蒸汽壓縮式制冷機變工況特性蒸發溫度變化的影響求導，令，得wv取極值的條件：假設：制冷劑蒸氣為理想氣體，壓縮過程為等熵壓縮。蒸發溫度降低—制冷量下降吸氣比容增大、壓力比增大、容積效率下降、循環質量流量減少，制冷量下降壓縮機功率（P=λqvhwv）理想壓縮機功率—同容積比功實際壓縮機功率—基本與容積比功類似制冷機性能系數—總是下降3.3.4單級蒸汽壓縮式制冷機變工況特性制冷機整機性能隨蒸發溫度的變化：蒸發溫度變化的影響蒸發溫度降低使得制冷機性能惡化，且蒸發溫度影響大于冷凝溫度影響低蒸發溫度的制冷裝置必須防止啟動時或高負荷時電機超載運行。3.3.4單級蒸汽壓縮式制冷機變工況特性工況變化時的注意事項3.4蒸汽壓縮式制冷中的制冷劑制冷劑（Refrigerant）：制冷系統中循環流動的工作介質，又稱制冷工質、冷媒，是制冷系統的血液。作用：它在系統的各個部件間循環流動以實現能量的轉換和傳遞，達到制冷機向高溫熱源放熱、從低溫熱源吸熱實現制冷的目的。制冷劑的定義和作用3.4蒸汽壓縮式制冷中的制冷劑1.制冷劑發展歷史從1830年到1930年，這一階段的制冷劑主要是自然界中容易獲得或制取的物質，如乙醚、NH3、SO2、CO2、H2O等。但這些制冷劑最后都因為其毒性或可燃性，以及制冷設備龐大、效率較低等缺點，在后來出現氟利昂制冷劑后，于20世紀50年代退出了常規制冷系統。這一階段用了約100年的時間。1834年美國人珀金斯發明世界上第一臺制冷機，采用的制冷劑為乙醚(CH3OCH3)。1866年二氧化碳(CO2)被用作制冷劑。1872年波義耳發明以氨(NH3)為制冷劑的壓縮機。1876年使用二氧化硫(SO2)為制冷劑。1878年一氯甲烷(CH3Cl)開始使用。1922年第一臺離心式壓縮機使用了二氯乙烷異構體（R1130）第1階段從1930年到1990年，主要采用CFCs和HCFCs制冷劑，使用了約60年。1931年美國杜邦公司合成出了R12，以后很快出現了R11、R22等稱為氟利昂的一系列鹵代烴化合物，因其優良的熱力學特性，無毒，不燃燒，極其穩定等性質，很快成為制冷劑的主角，被大量生產和使用，如家用冰箱、汽車空調、小型冷庫都用R12、R22等。20世紀50年代開始使用共沸制冷劑。20世紀60年代開始使用非共沸制冷劑。1.制冷劑發展歷史第2階段第2階段常用制冷劑開發年份表制冷劑年份制冷劑年份R121931R221936R111932R131945R1141933R141955R1131934R50219611.制冷劑發展歷史從1990年至今，進入了以HFCs（氫氟烴）和自然工質為主的替代制冷劑時期。目前正在使用的這類制冷劑有三大類：

1.HFCs2.回歸第一階段的自然工質如NH3、CO2、H2O、碳氫類等3.HFCs和HCFCs混合制冷劑1.制冷劑發展歷史第3階段第3階段常用制冷劑1.制冷劑發展歷史1.制冷劑發展歷史制冷劑發展的路線圖

自然工質

氟利昂

2312.制冷劑的分類ASHRAE標準34《制冷劑命名和安全分類》列出了100多種制冷劑，但其中許多并不在常規商業HVACR中使用。根據制冷劑的分子結構可將制冷劑分為無機化合物、氟利昂和碳氫化合物；無機化合物：氨、水、二氧化碳等氟利昂：飽和鹵代烴碳氫化合物：烷烴類、烯烴類根據制冷劑的組分可分為單一制冷劑和混合制冷劑；根據制冷劑的標準沸點可將制冷劑分為高溫(低壓)、中溫(中壓)、低溫(高壓)制冷劑；根據制冷劑的來源可分為天然制冷劑和人工合成制冷劑；ASHRAE：AmericanSocietyofHeatingRefrigeratingandAir-conditioningEngineersHVACR：Heating，VentilationandAir-conditioning，Refrigeration2.制冷劑的分類制冷劑在標準大氣壓(101.32kPa)下的沸騰溫度稱為標準蒸發溫度或標準沸點，用ts

表示。制冷劑的標準蒸發溫度大體上可以反映用其制冷能夠達到的低溫范圍。ts越低的制冷劑,能夠達到的制冷溫度越低。所以，習慣上往往依據ts的高低，將制冷劑分為高溫、中溫、低溫制冷劑。由于各種物質的飽和蒸汽壓力曲線的形狀大體相似,在某一相同的工作溫度下,標準蒸發溫度高的制冷劑的壓力低；標準蒸發溫度低的制冷劑的壓力高，即高溫工質又屬于低壓工質；低溫工質又屬于高壓工質。2.制冷劑的分類標準沸點(1)無機化合物R717R744R718R7XX無機化合物的分子量編號氨二氧化碳水舉例3.制冷劑的命名飽和鹵代烴：CmHnFxClyBrz，其原子數m、n、x、y、z之間的關系式為：

n+x+y+z=2m+2命名：R（m-1）（n+1）（x）（z），m-1為0則省略。Freon是不含Br的飽和鹵代烴，其編碼原則同上，用3位數組成代碼：R（m-1）（n+1）（x）個位數表示分子中氟原子的個數；

十位數表示分子中氫原子的個數加1；

百位數表示分子中碳原子的個數減1，如果為0則省略。例如：CF2Cl2為R12，C2H2F4為R134，CHClF2為R22，CCl4為R10環狀衍生物的編號的規則與此相同，只在字母R后加一個字母C，如八氟環丁烷C4F8為RC318。同分異構體都具有相同的編號,但最對稱的一種用編號后面不帶任何字母來表示，而隨著同分異構變得愈來愈不對稱，附加小寫字母a、b、c等。如CH2FCH2F，編號為R152；它的同分異構體分子式為CHF2CH3，編號為R152a。（2）氟利昂3.制冷劑的命名飽和碳氫化合物制冷劑中甲烷、乙烷、丙烷的編號方法與鹵代烴相同。（3）碳氫化合物-烷烴類編號與飽和鹵代烴編號方法相同R50R170舉例甲烷(CH4)乙烷(C2H6)烷烴類但是，丁烷（C4H10）的編號特殊，正丁烷的編號為R600，異丁烷的編號為R600a。3.制冷劑的命名丙烷(C3H8)R290非飽和碳氫化合物制冷劑主要有乙烯、丙烯等烯烴，其編號規則中，字母R后面的第一數字定為1，后面的數字編制與鹵代烴相同。（4）碳氫化合物-烯烴類非飽和鹵代烴的編號方法與此相同R1150R1270R1+飽和鹵代烴編號方法編號舉例乙烯(C2H4)丙烯(C3H6)烯烴類3.制冷劑的命名近年來，常根據制冷劑的化學組成表示制冷劑的種類。不含氫的鹵代烴稱為氯氟烴，簡稱CFC；主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于對臭氧層的破壞作用最大，被《蒙特利爾議定書》列為一類受控物質，在《蒙特利爾議定書》中被限定2010年淘汰。我國提前到2007年淘汰。例：

R12→CFC12含氫的鹵代烴稱為氫氯氟烴，簡稱HCFC；主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧層破壞系數僅僅是R11的百分之幾，因此，目前HCFC類制冷劑被視為CFC類制冷劑的最重要的過渡性替代物。在《蒙特利爾議定書》中被限定2040年淘汰。例：

R22→

HCFC22

不含氯的鹵代烴稱為氫氟烴，簡稱HFC；主要包括R134a、R125、R32、R407C、R410A、R152等，臭氧層破壞系數為0，但是氣候變暖潛能值GWP很高。在《蒙特利爾議定書》沒有規定其使用期限，在《聯合國氣候變化框架公約-京都議定書》中定性為溫室氣體。例：R134a→

HFC134a碳氫化合物，簡稱HC.例：R170→

HC1703.制冷劑的命名（5）共沸制冷劑[zeotropicMixtureRefrigerant]=R152a/R12(26.2/73.8)=R22/R115(48.8/51.2)質量百分比組成由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例混合而成，在氣化或液化過程中，蒸氣成分與溶液成分始終保持相同；在給定壓力下，發生相變時對應的溫度保持不變。編號R5XX舉例R500R502制冷劑的順序按其組分的標準沸點增高的次序來書寫。已經商品化的共沸混合物，依應用先后在500序號中順次地規定其識別編號。3.制冷劑的命名（6）非共沸制冷劑[AzeoropicMixtureRefrigerant]

組成由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例混合而成。在定壓下氣化或液化過程中，蒸氣成分與溶液成分不斷變化，對應的溫度也不斷變化。編號R4XX舉例R407AR404C制冷劑的順序按其組分的標準沸點增高的次序來書寫。已經商品化的非共沸混合物，依應用先后在400序號中順次地規定其識別編號。若混合制冷劑的組分相同，而比例不同，編號數字后接A、B、C等大寫字母加以區別。注意制冷劑符號后面字母的大小寫，小寫字母：同分異構體；大寫字母：配方不同。R32/R125/R134a(23:25:52)R125/R143a/R134a(44:52:4)3.制冷劑的命名1.制冷劑的熱力性質：我們期望制冷劑的冷凝壓力不太高；蒸發壓力在大氣壓以上或不要比大氣壓低得太多；壓力比適中（4-7之間）；排氣溫度不太高（即絕熱指數小）；單位容積制冷量大；循環的性能系數高；傳熱性好；流動性好。2.實用性：制冷劑的化學穩定性和熱穩定性好，在制冷循環過程中不分解，不變質，無腐蝕性，不與潤滑油起化學反應。無毒，無害。來源廣，價格便宜。3.環境可接受性：應滿足保護大氣臭氧層和減少溫室效應的環境保護要求，制冷劑的臭氧破壞指數必須為0，溫室效應指數應盡可能小。制冷劑的選用原則3.4蒸汽壓縮式制冷中的制冷劑熱力性質：p，t，v，h，s，cp，cv，k，a飽和蒸汽壓與溫度關系臨界溫度粘性、導熱性、比熱容環境影響指數臭氧衰減指數ODP溫室效應指數GWP、TEWI物理化學性質安全性、電絕緣性、熱穩定性及材料相容性、與潤滑油的互溶性、溶水性、滲透性3.4.2制冷劑的性質聲速1、熱力性質—飽和蒸汽壓與溫度關系3.4.2制冷劑的性質純物質的飽和蒸汽壓力是溫度的單值函數。飽和蒸汽壓力與溫度的關系決定給定工作溫度下制冷循環的高壓側壓力、低壓側壓力和壓力比。標準蒸發溫度低的壓力高低溫制冷劑—壓力高標準蒸發溫度高的壓力低高溫制冷劑—壓力低蒸發制冷循環應遠離臨界點。若冷凝溫度Tk超過制冷劑的臨界溫度，則無法凝結；若僅僅略低于臨界溫度，則雖然制冷劑蒸汽可以凝結，但節流損失大，循環的制冷系數大為降低。另外，對于絕大多數工質，其臨界溫度與標準蒸發溫度存在以下關系：

Ts/Tc＝0.6這說明：標準沸點低的低溫制冷劑的臨界溫度也低，高溫制冷劑的臨界溫度也高。不可能找到一種制冷劑，它既有較高的臨界溫度又有很低的標準沸點。故對于每一種制冷劑，其制冷的工作溫度范圍是有限的。3.4.2制冷劑的性質2、熱力性質—臨界溫度要求制冷劑的臨界溫度要高臨界溫度是制冷劑不可能加壓液化的最低溫度lgph

123451’tcc3、熱力性質—粘性、導熱性、比熱容3.4.2制冷劑的性質

制冷劑的這些性質對制冷機輔機（特別是熱交換設備）的設計有重要影響。粘性反映流體內部分子之間發生相對運動時的摩擦阻力。粘性的大小與流體種類、溫度、壓力有關。氣體的導熱系數一般很小，并隨溫度的升高而增大，在制冷技術常用的壓力范圍內，氣體的導熱系數實際上不隨壓力而變化。液體的導熱系數主要受溫度影響，受壓力影響很小。制冷劑氣體的比熱容會影響排氣溫度t2。相同吸氣溫度下,制冷劑等熵壓縮的壓縮溫度T2（排氣溫度）與其絕熱指數k和壓縮比有關，是實際制冷機中必須考慮的一個安全性指標。若制冷劑的壓縮終溫T2過高，會使其在高溫下分解、變質，并造成機器潤滑條件惡化、潤滑油結焦，甚至出現拉缸故障。制冷劑的比熱容越大或絕熱指數越小，則壓縮機的排氣溫度T2越低。重分子的T2低，輕分子的T2高。在氟里昂制冷劑中，乙烷的衍生物比甲烷的衍生物T2低。常用的中溫制冷劑R717和R22，其排氣溫度較高，需要在壓縮過程中采取冷卻措施，以降低T2；而R12，R502，R134a，R152a的T2較低，它們在全封閉式壓縮機中使用，要比用R22好得多。3.4.2制冷劑的性質4、熱力性質—排氣溫度是指壓縮機的活塞環或活塞與缸套的工作表面出現拉傷、拉毛、拉成溝槽的現象。制冷劑與環境熱門的環境議題

臭氧層消耗溫室效應3.4.2制冷劑的性質氯I溴含量

equivalentchlorine(ppbv/v)這些破壞大氣臭氧層、危害人類生存環境的物質稱為“消耗臭氧層物質”，簡稱ODS（OzoneDepletingSubstance）臭氧層消耗制冷劑與環境Climateforcing(sinceyear1765)聯合國環境保護署對溫室氣體排放的預測

制冷劑與環境15~60km制冷劑對臭氧層的破壞過程制冷劑與環境臭氧層消耗產生的危害skincanceraffectfishandotheroceanlifeeyedamagecropandforestsdamagesuppressbodyimmunesystem制冷劑與環境MapOfOzoneHole南極上空的臭氧總量在7月下旬開始減少，形成“臭氧空洞”，直到12月才逐漸恢復。制冷劑與環境常用制冷劑在大氣中的壽命制冷劑與環境臭氧層損耗的評價指標OzoneDepletionPotential－ODP表征制冷劑造成大氣臭氧分子損耗的潛在能力。ODP是以CFC-11作基準，并設定CFC-11的ODP值為1.0。ODP定義為單位質量制冷劑引起的臭氧損耗除以單位質量CFC-11引起的臭氧損耗。制冷劑與環境常用制冷劑的ODP值制冷劑與環境國際保護臭氧層行動1985年，<保護臭氧層的維也納公約>1987年，<關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書>1991年,<議定書>的<倫敦修正案>1992年,<議定書>的<哥本哈根修正案>1997年,<議定書>的<蒙特利爾修正案>1999年,<議定書>的<北京修正案>2003年,<議定書>的<哥本哈根修正案>“9.16為國際臭氧日”制冷劑與環境1974年加利福尼亞大學M.J.Molina和F.S.Rowland教授首先撰文指出鹵代烴中的氯原子破壞O3層—著名的CFC問題，1995年二位教授和荷蘭的P.Crutzen教授獲得諾貝爾化學獎，以表彰他們在大氣化學特別是O3的形成與分解研究方面作出的特殊貢獻。中國加入公約和議定書的時間1989年9月《保護臭氧層維也納公約》；1991年6月《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》倫敦修正案；2003年4月《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》哥本哈根修正案。制冷劑與環境CFCS和HCFCS制冷劑淘汰時間表發達國家淘汰時間表：CFCs:1996年，100%禁用；HCFCs：2004削減35％，2010年削減65％，2015年削減90％，2020年削減99.5％（0.5％僅用于現有設備的維修），

2030年全部淘汰。發展中國家淘汰時間表：CFCs:1999年7月1日凍結在1995－97年的平均水平上，2005年削減50％，2007年削減85％，2010

年全部淘汰；HCFCs：2016年起凍結在2015年的水平上，2040年全部淘汰。制冷劑與環境部分歐盟國家(EC)

HCFCs制冷劑的加速淘汰方案

制冷劑與環境蒙特利爾議定書和美國對HFCs的態度HFCs物質不影響臭氧層，其ODP=0。蒙特利爾議定書和美國環境保護屬（EPA）不限制HFCs物質的使用也無任何淘汰要求。這是最近幾年HFC族物質如R134a大量用作制冷劑的一個主要原因

。制冷劑與環境中國CFCs制冷劑淘汰時間表1、1999年7月1日將CFCs產品的生產和消費量凍結在1995-1997三年實際生產的平均水平之下；2、2005年1月1日控制到1995-1997三年平均水平的50%之下；3、2007年1月1日削減凍結水平的85%；4、2010年1月1日停止CFCs的生產和消費（必要用途生產除外）。ODS總體淘汰戰略生產、消費、替代品、政策四同步(CFCs大量的削減，導致市場價格飆升和非法生產、非法貿易、非法消費。)制冷劑與環境中國制冷空調業CFCs制冷劑淘汰時間表家電行業

1999年實現40%新生產冰箱、冷柜的替代；2003年完成70%新生產冰箱、冷柜的替代；2005年完成100%新生產冰箱、冷柜的替代；汽車空調行業

自2001年12月31日起禁止所有新空調車中使用CFC-12，并逐步削減在用車的CFC消費量。2009年后只允許使用回收的CFCs。工商制冷行業2003年停止CFC-11/12的新灌裝；2005年完成所有壓縮機的改造;2010年停止CFC-11/12維修補充的再灌裝。HCFCs：2040年全部淘汰制冷劑與環境GLOBALWARMING:FOCUSONTHEFUTURE溫室效應，也稱為全球氣候變暖效應，是HVACR工業面臨的第二個主要環境挑戰。

溫室效應制冷劑與環境英國報告指出:溫室效應危害堪比世界大戰（2006年10月30日）制冷劑與環境制冷劑與環境GlobalWarmingPotential-GWP是衡量制冷工質對氣候變暖影響的潛能值。以CO2對地球100年的影響作為基準，并將CO2的溫室效應潛能值定為1.0，其他物質的溫室效應相對于CO2的比值，用GWP或GWP100表示。溫室效應的評價方法制冷劑與環境常用制冷劑的GWP制冷劑與環境ODP&GWP的主要影響因素制冷劑與環境常用制冷劑的ODP與GWP對比制冷劑與環境是綜合反映一臺制冷機對全球變暖所造成影響的指標值。其計算方法如下:TEWI=m?l?GWP?n+E?β?n其中,GWP是以CO2為基準,m是系統中工質總質量(kg)，l為工質的年泄漏率(%)，n指系統運行年限(年)，E代表系統每年的能耗(kWh)，β體現每度電排放的CO2量(kg/kWh)。TEWI包括直接溫室效應和間接溫室效應。直接溫室效應指計算年限內泄漏的制冷劑相當于多少公斤CO2的積聚效果，后者體現制冷機消耗1kWh電相對于燃料燃燒所釋放的CO2量。間接溫室效應對各個國家而言是不同的，取決于該國火力發電占總發電量的比例以及火力發電的全廠熱效率。組成TEWI的兩部分都與系統有關，所以不可能單獨對某種制冷劑確定TEWI，因為泄漏率和制冷系統效率并不僅僅與制冷劑本身的性質有關。TEWI（TotalEquivalentWarmingImpact）制冷劑與環境在TEWI基礎上補充了制冷機和制冷劑生產及報廢過程中的能耗引起的間接溫室效應。LifeCycleClimatePerformance-LCCP制冷劑與環境LCCPandTEWI

制冷劑與環境TEWI（例：300冷噸的冷凍機及冷卻塔）結論：保護環境的最有效方法是提高能源利用效率制冷劑與環境《KyotoProtocol》《京都議定書》中包括了6種溫室氣體，即二氧化碳、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、HFCs、全氟碳(PFC)和六氟化硫(SF6)(GWP為23,900)。盡管CFCs和HCFCs是溫室氣體，但沒有包含進去，因為它們已被蒙特利爾議定書禁用。

《京都議定書》沒有要求停止使用溫室氣體，唯一要求是將它們的綜合排放量減少到規定的排放目標，這是京都議定書和蒙特利爾議定書的重要區別。

截至2009年有183個國家簽署《京都議定書》,超過全球排放量的61%）。美國和加拿大簽署后又退出。抑制全球變暖制冷劑與環境《京都議定書》于2005年開始生效。根據這份議定書，從2008年到2012年間，主要工業發達國家的溫室氣體排放量要在1990年的基礎上平均減少5.2%，其中歐盟將6種溫室氣體的排放量削減8%，美國削減7%，日本削減6%。發達國家從2005年開始承擔減排義務，而發展中國家則從2012年開始承擔減排義務。中國是CO2排放第一大國。《京都議定書》執行方式（1）聯合履行

“聯合履行”允許承擔減排義務的國家在成本較低的另一承擔減排義務國投資旨在減少二氧化碳排放的項目，并將因此減下來的減排額返還投資國，沖抵減排義務。只能在承擔減排義務的發達國家之間實施。

（2）清潔發展機制

”清潔發展機制”,即把”聯合履行”所限制的向發達國家的投資，擴展到發展中國家(很明顯，在發展中國家的投資成本低),以換取減排額度來沖抵本國應負的減排義務。

（3）排放貿易如果一國的實際排放量低于條約規定的標準，則其剩余的額度可以直接出售給完不成規定義務的國家，以沖抵后者的減排義務。國際排放貿易與聯合履行機制相似，只是前者省略了繁瑣的投資審查程序，表現為赤裸裸的金錢交易。制冷劑與環境安全性電絕緣性熱穩定性與材料的相容性與潤滑油互溶性溶水性滲透性3.4.2制冷劑的性質物理化學性質（1）安全性物理化學性質物理化學性質（1）安全性CCl4(R10)CH4(R50)CF4(R14)穩定性增大可燃性增大可燃性增大毒性中間大氯氟烴CFC氫氟烴HFC氫氯氟烴HCFCChlorine:氯Fluorine:氟Carbon:碳Hydrogen:氫在封閉式壓縮機中，電機的線圈與制冷劑直接接觸，要求制冷劑應具有良好的電絕緣性能。電擊穿強度(Kv/m)是表示制冷劑電絕緣性能的一個指標。雜質、水分和潤滑油的存在會使制冷劑的電絕緣強度下降。一些制冷劑氣體在壓力1×105Pa、溫度0℃時的電擊穿強度見下表。物理化學性質（2）電絕緣性物理化學性質（3）熱穩定性制冷劑的最高使用溫度不得超過其允許的限制值。

R717對鋼鐵無腐蝕作用，對銅、鋁或銅合金等有色金屬有腐蝕性。但如果氨中含水，則對銅及銅合金（除磷青銅外）有強烈的腐蝕作用。

鹵代烴類制冷劑對幾乎所有的金屬無腐蝕作用，只對鎂和含鎂超過2%的鎂鋁合金有腐蝕。鹵代烴類制冷劑在含水情況下會水解成酸性物質，對金屬有腐蝕作用。所以，含水的制冷劑和潤滑油的混合物能夠溶解銅。當制冷劑在系統中與銅或銅合金接觸時，銅便會溶解在制冷劑和潤滑油的混合物中，然后沉積在溫度較高的鋼鐵部件上，形成一層銅膜，這種現象稱為鍍銅現象。鍍銅現象在壓縮機的曲軸的軸承表面、吸、排氣閥等光潔表面特