冷熱源工程劉映輝建筑工程學院第2章制冷劑及載冷劑本章主要內容2.1制冷劑2.2CFCs的使用與替代2.3載冷劑2.1制冷劑2.1.1作用：在制冷裝置中能夠循環變化，并發揮其冷卻作用。2.1.2對制冷劑的要求：1、熱力學的性質（1）蒸發壓力和冷凝壓力適中

A）蒸發壓力不低于大氣壓力（希望制冷劑是在大氣壓力下沸點較低的物質）

B）常溫下制冷劑的冷凝壓力也不應過高，一般不要超過12~15barC）冷凝和蒸發壓力之比不要過大（增壓比較小）4（2）單位容積制冷能力要大：單位容積制冷能力越大，就可以減小壓縮機的尺寸（3）臨界溫度要高，凝固溫度要低（4）絕熱指數要低一些：絕熱指數越小，壓縮機排氣溫度越低，增壓比小5（3）密度、粘度要小（4）不燃燒、不爆炸、無腐蝕、高溫下不分解3、其它:

無害、無毒、無刺激性、溫室效應小、不破壞大氣臭氧層、材料易得、價格便宜2、物理化學的性質（1）在潤滑油中的可溶性（2）導熱系數、放熱系數要高61）破壞臭氧潛能值（臭氧衰減指數ODP）：表示物質對大氣臭氧層的破壞程度。以Ｒ１１的值作為基準值．應越小越好，ODP=0則對大氣臭氧層無害。2）溫室效應潛能值（溫室效應指數GWP）：表示物質造成溫室效應的影響程度。以二氧化碳的值作為基準值．應越小越好，GWP=0則不會造成大氣變暖82.1.3安全標準與分類命名:(一)安全性分類：分為六級，每級分為A、B兩級。表2.39(二)制冷劑的種類1、鹵代烴（氟利昂族）：是飽和碳氫化合物（）的鹵族衍生物的總稱（）則：2m+2=n+x+y+zR(m-1)(n+1)xBzEg：CHF2Cl

102、多元混合液非共沸溶液——在固定壓力下蒸發或冷凝時，其蒸發溫度或冷凝溫度以及各組分的濃度不能保持恒定。

R4()()

獲得命名的先后順序號共沸溶液——在固定壓力下蒸發或冷凝時，其蒸發溫度或冷凝溫度恒定不變，而且它的氣相和液相具有相同的組分。

R5()()

獲得命名的先后順序號113、有機化合物：R6如丁烷為R6004、無機化合物：氨（R717）、水（R718）、二氧化碳（R744）5.烷烴類：R（m-1）（n+1）。正丁烷和異丁烷例外。2.1.4常用制冷劑1、氨:氨除了毒性大些以外，是一種很好的制冷劑。（1）最大的優點是單位容積制冷能力較大，蒸發壓力和冷凝壓力適中；粘性小，密度小，流動阻力小，傳熱性能好；（2）吸水性強，吸水后對銅和銅合金有腐蝕作用，但不會產生冰塞；（3）幾乎不溶于潤滑油（需定期放油）（4）價廉，極易購得，是我國生產企業最廣泛采用的中溫制冷劑（5）最大的缺點是有毒，且具可燃性，有爆炸危險。絕熱指數高，排氣溫度高，需降溫。適用：大中型工業制冷裝置（-65℃以上）和大中型冷庫132、氟利昂大多數氟利昂本身無毒、無臭、不燃、與空氣混合遇火也不爆炸，適用于公共建筑或實驗室的空調制冷裝置。氟利昂中不含水分時，對金屬無腐蝕作用。絕熱指數小、排氣溫度低。氟利昂的放熱系數低，價格較高。

密度大、粘性大、流動阻力大；極易滲漏又不易被發現，而且它的吸水性較差，為了避免發生“冰塞”現象，系統中應裝干燥器。有水分存在時，對金屬有腐蝕。含氟原子的氟利昂與明火接觸能分解出劇毒的光氣COCl2。14適用：范圍廣常用的制冷劑R12、R22、R11、R502等在通常的制冷溫度下，會和潤滑油互溶，會降低潤滑油的粘度，在相同的蒸發壓力下，蒸發溫度將升高，使制冷量減少。在換熱器表面不會形成油膜，且潤滑良好。

CFCs、HCFCs、HFCs沸點-29.8℃，凝固點-158℃。無色，有較弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。系統里應嚴格限制含水量，一般規定不得超過0.001%。

常用溫度范圍內能與礦物性潤滑油以任意比互溶。

不腐蝕一般金屬但能腐蝕鎂及含鎂量超過2%鋁鎂合金。

(1)R12（二氟二氯甲烷CF2Cl2）毒性非常低，不可燃，安全。與礦物潤滑油不相溶。化學穩定性很好，溶水性比R12強得多，對系統干燥和清潔性要求更高，用與R12不同的干燥劑。

(2)R134a（四氟乙烷CH2FCF3）沸點23.8℃，凝固點-111℃。

毒性比R12更小，安全。水在R11中的溶解能力與R12相接近。對金屬及礦物潤滑油的作用關系也與R12大致相似。

(3)R11（一氟三氯甲烷CFCl3）沸點-40.8℃，凝固點-160℃。毒性比R12略大，無色無味，不燃不爆，安全。

部分與礦物潤滑油互溶。溶水性稍大于R12，系統內應裝設干燥器。(4)R22（二氟一氯甲烷CHF2Cl）3.混合制冷工質由兩種或兩種以上的純制冷工質以一定的比例混合而成。共沸混合制冷工質（與單一制冷劑比，單位容積制冷量大，化學穩定性好，對電動機有更好的冷卻效果）非共沸混合制冷工質（無共沸點，定壓相變時，溫度變化，用于變溫熱源的溫差匹配場合，實現近似的洛倫茲循環）2.2CFCs的使用與替代一、臭氧層的破壞

1、問題的提出：

1974年，美加州大學科學家在Nature雜志發表論文，提出鹵代烴中的cl原子會破壞大氣O3層。（獲1995年諾貝爾化學獎）

后果：O3層的破壞，增加太陽對地面紫外線輻射強度

人的免疫系統受到破壞，抵抗力下降皮膚癌、白內障等農作物、魚類減產樹木壞死、塑料制品老化加速城市光化學煙霧發生幾率提高2.2CFCs的使用與替代2、保護措施及發展過程

蒙特利爾議定書及其修正案1985年：《維也納公約》，二十多國家簽署1987年:《蒙特利爾議定書》，主要發達國家成員1990年：《倫敦修正案》1993年：《哥本哈根修正案》，第一次對HCFC類提出限制CFC類:發達國家1996年;發展中國家2010年。我國已于2007年7月1日停止使用HCFC類：發達國家2030年；發展中國家2040年2.2CFCs的使用與替代1997年：《蒙特利爾修正案》，將HCFC類的禁用時間提前10年；1999年：《北京修正案》這些修正案對議定書所列的種類、消耗量基準和禁用時間做了進一步調整和限制。2.2CFCs的使用與替代二、溫室效應及京都議定書

CFCs、HCFCs及HFCs的排放會加劇地球的溫室效應帶來的危害:氣溫上升、海平面上升、土地沙漠化加速、厄爾尼諾現象1997年10月，聯合國氣候變化框架公約締約國第三次會議在日本東京召開，通過了《京都議定書》:將CO2、HFCS等6種氣體定為受管制的溫室氣體，并限制其排放總量,但無禁用期。我國2002年9月加入，并承擔相應國際義務。2.2CFCs的使用與替代替代方案

制冷用途原制冷劑制冷劑替代物家用和樓宇空調系統R22R407c、R410a大型離心式冷水機組螺桿式冷水機組R11R22R123R134aR134a低溫冷凍冷藏機組和冷庫R12R502或R22NH3R134aR407c、R410aNH3冰箱、冷柜、汽車空調R12R134a、R600a2.2CFCs的使用與替代替代選擇時考慮的主要問題：熱力性質（相近）、兼容性、ODP、GWP值（小）替代過程中的注意事項：

壓縮機尺寸、密封性能、干燥劑、制冷劑量2.3載冷劑載冷劑是指在間接制冷系統中用來傳遞冷量的中間介質。2.3載冷劑一、基本要求5.來源廣泛，價低易得。工作