制冷專業基礎知識培訓資料

制冷就是人為地使某一范圍內的溫度低于范圍外的溫度。

制冷又分為熱電制冷、半導體制冷、磁制冷、核制冷等，

我們通常用的是液體氣化制冷，還有少量的氣體膨脹制冷。

與制冷相關的常用名詞有溫度、熱量、比熱、顯熱、潛熱、壓力，蒸發

與沸騰、導熱系數、對流換熱系數、傳熱系數、密度和比熱、濕度、蛤、

烯、制冷量,還有壓焰圖。

1、溫度又分為攝氏溫度°C、華氏溫度。F、熱力學溫度=開爾文溫度K。

其中開爾文溫度是以以絕對零度作為計算起點的溫度，即以零度的水的

溫度作為273.16。。

需要注意的是：理想氣體狀態方程PV=nRT在做溫度換算的時候，那

個用的溫度T為理想氣體的絕對溫度，并不是攝氏度。

絕對溫度，因為分子已經停止運動了，所以說現實中是不存在的。

2、熱量的內容就不說了，單位有兩個：一個是卡（cal）通常也叫卡路

里，這個另一個是焦耳（）

J,lcal=4.1868Jo

通常卡分為小卡（）和大卡（或者）,

calCalKcal1000cal=lCalo

3、比熱：比熱的定義，就是一克水溫度上升1℃所需要的熱量，定義

為4.1868J。

比熱是物質的固有屬性，就是說單位物質溫度上升，或者下降rc所吸

收或放出的熱量。

比熱是個變量，就是溫度不同，比熱的值也會發生微調，所以說在以后

的制冷量計算用比熱的時候，用的這個比熱值，只是一個大概的，不是

很準確，而焰差是比較準確的，所以說真正制冷計算的時候，用焰差來

計算制冷量準一些，用比熱計算的只是一個參考值。

4、顯熱：熱量變化溫度也發生變化，物態不變，不管是固體、液體，

物態還是那樣，只不過是溫度發生了變化。

最直觀的顯熱就是水加熱以后，溫度從常溫逐漸升到40、50……直到

100℃;

5、潛熱：熱量變化后溫度不變化，物態發生改變，比如由固體變為液

體，液體變為氣體；

最直觀的潛熱就是水燒開了以后，即使再加熱，只能還是100℃,不會

再高了。但是，水會有一部分由液態變成氣態；又或者是水溫度下降到

0℃以后，不論水如何被制冷，但是那個水溫仍然是0℃,只不過有一

部分水變成了冰，一直到全部水變成冰以后，溫度才會繼續下降，而此

后的熱量又屬于顯熱。

顯熱呢，就是溫度的升降還熱量的多少，通過溫度計可以量化

6、壓力內容就不談了，壓力的單位很亂，有大氣壓、mmHg、Pa、KPa、

水柱、bar.kgf/cm2(俗稱公斤)psi.

1標準大氣壓=760mmHg=1900px汞柱=1.01325x

10A5Pa=100KPa=10.336m水柱=lbar=l千克力/厘米2(俗稱公斤

kgf/cm2)=14.7磅/英寸2(psi),

大家自己上網仔細查一下壓力的單位之間的換算。

我要提出來一點，讓大家重視的就是這個壓力通常分為，表壓和絕壓：

表壓就是壓力表上能看得見的壓力，通常表示MPa(G)實際上，絕壓

或稱為真實壓，是以絕對零壓為起點計算的壓強，通常表示

MPa(A)o

絕對壓力MPa(A)=表壓MPa(G)+大氣壓O.IMPa

7、蒸發是在液體表面發生的氣化現象，是隨時隨地發生的，只要吸熱，

就蒸發，并且蒸發的同時還會降溫。

8、沸騰是在液體表面和內部同時發生的一種氣化現象，吸熱的同時，

溫度卻不變是恒溫的，這個點的同時也叫沸點。

沸騰相對應的是冷凝，冷凝就是發生氣體內部的一種液化現象，就是說

氣體液化凝結，這個過程是放熱，也是恒溫。

沸騰與壓力有關，當一個大氣壓就是lOlKPa的時候水是100℃沸騰，

當壓力是240KPa的時候，水是138℃沸騰，當壓力43KPa的時候，

即不到半個大氣壓的時候，水是845C沸騰。

冷凝過程就是發生在冷凝器內部的過程，實際上包括氣體冷卻+氣體冷

凝+液體冷卻，即最初是氣體冷卻，到了冷凝點以后才是冷凝，之后是

液體冷卻。

在制冷系統的蒸發器里面發生的過程，實際上是沸騰，并不是蒸發。

蒸發溫度與蒸發壓力是相對應的，當蒸發器負荷過大，吸入熱量過多，

導致蒸發量過大，蒸發量大于壓縮機吸入量的時候，蒸發壓力升高；

反之，蒸發器的負荷不大，但是壓縮機配比偏大，導致吸氣量偏大的時

候，吸氣量大于蒸發量時，蒸發壓力就隨之降低，整個蒸發溫度呢也隨

之下降。

9、導熱系數具體定義就不說了，單位是lW/m*K=0.86Kcal/m*h*K。

介紹導熱系數實際上是為了以后介紹傳熱系數做準備，單純的導熱系數

能對大家其實沒多大用，將來介紹傳熱系數是如何導出時會有一點用處,

大家需要注意的時候導熱系數的單位是W/m*K,其中是m,并不是

m2。

導熱系數給人最直觀的感覺呢，就是冬天摸它的時候涼不涼，涼就是導

熱快，導熱系數大，不涼就是導熱慢

10、對流換熱系數就是流體與固體表面之間的換熱能力，其具體細節,

大家自己看看，其實的意思就是流體與其他物質之間的換熱情況，包括

液體與固體、氣體與固體。液體與氣體間換熱大部分發生在開放空間，

比如水蒸發，與我們制冷關系不大，暫且不討論。

對流換熱系數a比較復雜，與之相關的參數有，首先是有沒有相變：有

相變a要大些；還跟流體的流動狀態有關,層流時a小一些，紊流時a大

些；還跟流速有關，流速大a則大；再跟他的物性也有關系：包括熱導

率入，密度P,黏度n,比熱c,熱擴散率a體，積膨脹系數，還與接觸

面的外形尺寸、粗糙度都有關系。

11、傳熱系數K,比較復雜，大概的意思就是一種流體通過一個固體壁

面，然后把熱量傳導到另一種流體上，流體當然也包括氣體和液體。K

的組成包括，流體A和壁間的換熱、固體的導熱、壁與流體B間的換

熱，還包括固體兩面污垢層的污垢系數，就說固體表面換熱面上沉積物

所產生的傳熱阻力。

以下為風冷冷凝器的傳熱系數的計算過程:

則冷凝器的總傳熱系數：

K_______________1______________I________________

1Io3i_O.MIBSO.”_____I

_Lrsf_i_rzfsf_i___i___i__*_.-HJ.OOOI-O.OM,■,

十％十"?…，倒7,0<027739)X0.0212644X0.U

%,S入0m%%

=-^—29.3WAm2-K)

0.0117+0.000017+0.0001+0.004+0.01840.034

?M^於系it4照系at?二片爐苑?片.?氣倘降淤系效

通過以上公式大家可以看出來:系統的傳熱系數主要與固體壁兩側的對

流換熱系數有關，跟其他導熱系數、熱阻什么影響都不是很大，計算時

可考慮忽略。

12、密度與比容，密度與比容互為倒數的，這個沒什么太多的技術含量，

但是大家注意的就是單位，單位有g/L、Kg/m3、Kg/L、g/m3等等，

計算時注意了，將單位統一了就行。

常用的還有比重計，實際上跟密度基本差不多，只不過將常溫情況下的

水的密度作為1，然后，其他的物質的密度/水的密度得出來的比例系數，

比重正常下是沒有單位的，但也可以把它當做密度來參考。

13、濕度是單位體積濕空氣中所含有的水蒸氣的質量單位是Kg/m3,

有些類似于密度的單位，這個濕度的通常叫做絕對濕度。

相對濕度cp:

cp=實際水蒸氣的分壓/相同溫度下飽和空氣中的水蒸氣的分壓

儀實際的含濕量/飽和含濕量，注意是相同工況下的，當然了這個值有

2%~3%的誤差。

3=1時候，是飽和水蒸氣，中=0的時候呢，是干蒸氣，也就是說相對

濕度呢，是從飽和蒸汽到干蒸汽，結合壓焰圖來說，是過熱蒸氣。

含濕量：就是每干空氣中，水蒸氣的質量，就是

Kgg/Kgo

干度x:就是氣體的質量/濕氣的總質量。x=l時候，是飽和氣體,x=0

的時候，是飽和液體。

對比：

含濕量：只能表達，含有水蒸氣的質量，卻不能表達接近飽和的程度。

就像學生的分數：只知道學生的分數，不知道他的名次，并不知道他在

學校學習好壞程度。

相對濕度：只能表達接近飽和的程度，卻不能表達具體含有水蒸氣的質

量。相當于只知道學生的名次，卻不知道具體的分數，并不知道他將來

高考時到底能考多少分。

14、焰:就是物質含有的所有的能量的總和。在制冷系統中，四大件中

的膨脹閥，一般在系統使用的時候都默認為等烙節流，意思就是絕熱,

與外界沒有熱交換，沒有熱損失。

單純的烙在制冷系統中沒有研究的價值，制冷系統計算的時候通常用比

焰作為單位，即單位質量物質中含有的能量：kj/kg。

在計算中使用的焰有好多種標準和基準：有英制的標準，有工程用的,

有國際單位的，而每個單位的具體焰值呢可能都不一樣，所以說具體計

算的時候呢，要采用同一資料，同一標準的數值，不要跨書本來選擇焰。

對制冷計算來說，單一的焰值也沒有價值，實際上對我們有用的是焰差。

15、精:精的定義是熱量轉化為功的程度，比較繞口也匕瞰復雜，其

實大家沒必要去研究它的具體意義。

在制冷系統中能用得上的時候，只是出現壓縮機等熔壓縮，意思就是,

壓縮過程中與外界沒有發生熱傳遞、熱轉化。但外界對其所做的功全部

轉化為能量。

人為定義的一個詞，只要知道其等精表示對外界不做功即可。

16、制冷量：某一工;兄下，單位時間里，制冷系統給被冷卻物降溫的能

力值。

壓縮機制冷量計算：

1、開啟式壓縮機的制冷量可以通過輸氣量，吸氣密度，輸氣系數等參

數計算出.

2、封閉式和半封閉式壓縮機所產生的總的制冷量里，一部分輸出，也

會有一部分消耗于冷卻電機,即壓縮機輸氣量計算所得制冷量等于實際

使用量與冷卻電機消耗量的和。因此對于封閉式和半封閉式壓縮機而言,

常規方法不便準確計算制冷量，多是實驗方式測試得到。

習慣上的幾匹，是指壓縮機的功率，與制冷量無關，不同工況，制冷量

相差甚遠。

對于貨物，制冷量=耗冷量：對于需要冷卻的貨物而言，制冷量用于抵

消耗冷量，獲得需要的低于常溫的環境。

例如冷庫，耗冷量主要是冷庫里貨物含有的熱量，但同時包括：外界環

境通過圍護結構（墻壁，門窗等）對冷庫傳入的熱量，電機、燈泡等設

備的散熱，人員出入帶入的熱量，某些貨物（如保鮮庫里蔬菜水果類的

貨物會有呼吸作用，也會產生熱量）

談及制冷量，不能不提及工況，

工況：簡言之，設備運行的工作環境。對于制冷系統而言，在一個確定

的環境下工作，這個環境的各個參數就是這個系統運行的工況。制冷系

統的制冷量會因為工況不一樣而改變，因此不提工況，只談制冷量毫無

意義。

制冷系統的工況參數：對于制冷系統，工況包括冷凝溫度（壓力）、蒸

發溫度（壓力）、過冷度、過熱度等等；同時對于雙級系統或復疊系統，

還有中間溫度、中間壓力等參數，根據具體情況會有不同。

17、過熱和過熱度：

過熱表示一種狀態，意思是在某一壓力下，蒸氣實際的溫度高于這個壓

力下蒸氣的飽和溫度，參考昨天壓焰圖內容，飽和氣體線上任意一點對

應的溫度是相對壓力的飽和溫度,從這一點水平往右區域內任意一點表

示的狀態都是過熱狀態。

過熱度：表示過熱狀態的程度，是實際蒸氣溫度和同壓力下飽和溫度的

差值。

有效過熱：在蒸發器里得到的過熱叫有效過熱，因為過熱會產生制冷,

在蒸發器過熱，這部分制冷量會被利用，因此叫有效過熱。但是量很少，

因為是顯熱換熱。

無效過熱：發生在管路上的過熱是無效過熱，因為這部分過熱獲得的制

冷量沒有被利用，散失到環境里去了。但是如果利用回氣管去給節流閥

前面的液體降溫，這時候回氣管的過熱也是有效過熱（回熱系統）。

過熱的意義：過熱會減小制冷量，因為吸氣溫度高，氣體密度小，壓縮

機體積流量不變（吸入同樣體積制冷劑），但制冷劑質量流量已經減少

（之前有討論），因此制冷量下降；但仍然保留過熱度的原因是防止制

冷劑液滴出現，引發液擊。

一般過熱度留5（左右（實際1~20V皆可，只要能連續、穩定即可）。

18、類似過熱和過熱度，過冷是一種狀態，某一壓力下液體溫度低于同

溫度下液體飽和溫度的狀態叫過冷。

過冷度：表示過冷狀態的程度，是實際液體溫度和同壓力下飽和溫度的

差值。

注：過冷的另一概念：物質凝固以后繼續冷卻，實際溫度和結晶溫度的

差也叫過冷。如標準狀態水的凝固溫度為0℃,冷卻水到0℃時水開始

結冰，完全結冰后溫度繼續下降，如-rc冰的過冷度也為re,但是相

對凝固狀態的過冷。

舉例：一個標準大氣壓下，水的飽和溫度為100℃,加熱產生101（水

蒸氣，就是過熱蒸氣，過熱度為1℃;冷卻后水溫到99℃,就是過冷狀

態的水，過冷度為l℃o

19、冷凍冷藏

實際上都是給物品降溫，二者主要區別是降溫過程中含不含有潛熱。

冷凍是指降溫過程中液體變成了固體,是一個相變的過程。

例如片冰機，20℃的水變成-5℃的冰，水的比熱為4.2。對于20℃的

水，4.2x20=84kj/kg,水的潛熱是335kj/kg,冰的比熱是10.5（冰

的熱負荷2.1x5=10.5kj/kg），總和為84+335+10.5=430

335/430=78%也就是說在整個制冷過程中，潛熱部分耗能最大，大約

占80%o這個例子說明在整個凍結過程中潛熱的負荷占據80%,也就

是在計算時，主要計算潛熱的負荷，其他的可以影響可以大體估一下，

影響不是很大，在沒有比熱情況下，根據含水量多少，估一下就可以。

冷藏就是將物品溫度降低，但是沒有發生相變。

冷藏也分兩種，一個是冰點上的冷藏就是所謂的高溫庫，另一種冰點下

的冷藏就是所謂的低溫庫。高溫庫主要是果蔬的冷藏,也包括一些鮮魚

鮮肉的冷藏。低溫庫是生鮮品、水產品、速凍產品的冷凍。

對于冷凍，我們最關心的是如何縮短凍結時間。這里就要涉及到之前所

講過的傳熱系數，傳熱系數有三部分組成:一部分為制冷劑的放熱系數；

另一部分為貨物本身導熱系數的影響；最后一部分為空氣放熱系數的倒

數。

參考下面公式，大同小異！

則冷凝器的總傳熱系數:

=--------29.3WAm2-K)

0.0117+0.000017+0.0001+0.004+0.01840.034

淤事依?It號監系H?二片型題?片.?翦的?\AIM系被

因為制冷劑的放熱系數，主要是由制冷劑和蒸發器形式決定的，這個與

蒸發器的材料結構有關，我們對他改變不了很多，所以研究制冷的放熱

系數意義不大。

食品的導熱主要與食品的物性有關，但是跟食品的厚度成反比；越厚,

傳熱系數越小，越薄越大。所以凍結的時候一般把食品凍得薄一點。

空氣的放熱系數是最容易改變的，比如改變風機的風壓，風量，來提高

風速。這個最容易實現的。

冷凍方式有兩種：一種是直接冷凍，直接冷凍又包括兩種，一種是浸入

式，直接浸入到載冷劑中，比如食鹽，乙二醇，丙三醇，酒精等，由于

食品與鹽水是直接接觸的，即使有包裝，如果發生包裝泄露也會污染食

品，所以用處不多。另一種直接凍結的，比如液氮，二氧化碳（干冰），

這種形式需要大量消耗東西，所以造價高，常規的產品也不適合，所以

也不詳細說干冰和液氮這一塊。

間接式凍結主要通過空氣對流，當然也可能有水，其主要分為四種:

第一種是自然對流，比如家里的冷凍柜，冰柜，盤管的冷凍庫。

第二種是強制對流，其實際上是在自然對流的基礎上用引入外界動力，

如冷風機、水泵，主要是冷風機式的冷凍庫，還有就是各種速凍機：螺

旋速凍機、網帶速凍機、流態化速凍機IQF。

第三種是接觸式，常見的是平板速凍機。

第四種是半接觸式，常見的是擱架，有一部分導熱，一部分對流。另外，

板帶速凍機也算是半接觸式。

以后在講蒸發器具體形式時候，可以再講下各種蒸發器。

自然對流特點是：慢，勞動強度大；好處是便宜，結構簡單，故障率低、

省電。缺點是周轉率低，融霜不太方便，可能停機融霜或人工掃霜。

強制對流凍結速度快，勞動強度小，有連續性的強制對流和半連續的強

制對流，連續的有各種速凍機等。半連續的有臺車速凍機，需要靠一部

分人工。還有一種強制對流，介質不是空氣而是鹽水。比如冰池（產生

塊冰），先通過蒸發器給把鹽水降溫，再把冰桶浸入鹽水中，給冰桶內

的淡水制冷。在蒸發面積要滿足需要的前提下，凍結時間主要由塊冰的

厚度決定，當然，對流情況即鹽水循環程度也至關重要）o

接觸式凍結特點完全靠導熱，不能有空氣層，有空氣的話效果幾乎要

打對折，因為空氣不流動，傳熱系數很小。這種凍結方式對厚度要求也

很主要，一般在60~120mm之間，再厚不經濟，再薄了適合各種速凍

機。具體凍結時間跟蒸發面積和產品厚度都有關系，不能自己設定。其

特點是緊湊能耗低，除了液壓裝置外幾乎不需別的用電設備。

半接觸式例如擱架，下面是接觸，上面通過風機對流。效果主要跟蒸發

器形式有關，圓管不如方管效果好，也有在管上鋪一些鋁板或不銹鋼板

增加導熱對其影響，產量比較大。在保證蒸發面積、風機風量前提下,

這種形式還是比較通用的，但是要對風機風量蒸發面積要有經驗，比如

風機風量：通常1000kg貨物10000m3/h的風量。

冷藏：冷藏分為高溫庫、低溫庫。高溫庫用于冷卻蔬菜水果，計算時除

了常規的熱量外還要考慮呼吸熱。再就是常規的鮮肉和鮮魚，鮮魚這塊

用的比較多的為近海的冰鮮船。出海時候船上帶著冰，捕到魚的時候一

層魚一層冰，跟市場上賣魚的形式差不多。

冷藏也是與物品形狀、厚度、空氣側換熱系數、溫差有關。溫差大了效

果好，但是會造成庫房內的溫差大，風機進出口溫度偏大，近風側的物

品可能會凍壞，所以小心。庫溫和蒸發溫度溫差一般為

10℃~15℃o

當然也與蒸發器形式有關，也不是一概而論的。

因為冷藏時很多東西可能已經包裝，只改變空氣側的放熱系數，箱內一

些情況是改變不了的。因為物品外面有袋，所以只改變空氣的放熱系數

對綜合導熱系數影響不是很大，所以不要一味地考慮提高空氣側的風速。

選擇降溫時間時要注意，欲速則不達，一味地提高風速不但不經濟，還

可能造成食品干耗大，使食品的品質降低。

冷藏方法通常冷風、冷水、碎冰、真空預冷。

冷風常見的是冷風機，特點是干耗大，但是無論是電除霜還是制冷劑除

霜，容易實現自動化。

冷水包括侵入式、灑水式、淋水式。基本常見就是肉雞屠宰預冷線，肉

雞屠宰完冷水逆流，肉雞的溫度降到5（左右，水的溫度從2~3。（：度升

到常溫排放，水是消耗品。優點是：沒有干耗；缺點是：所有的東西混

合在一塊容易交叉感染。可以處理一些初級產品。

碎冰包括淡水片冰、海水片冰還有塊冰經過粉碎后的。適合特殊的場合

或小規模的場合。

抽真空原理是利用水份蒸發吸收熱量、降溫。這種方式降溫速度快，但

是由于水份大量蒸發，干耗大，能耗大。這種方式適合價值高的蔬菜類，

平時應用不多。

低溫庫的冷藏，也就是凍藏。因為都是在冰點下，所以沒有水份的導熱，

降溫的時候只考慮凍品的傳導。由于只是一味地傳導，中心溫度與外表

面溫度有一定的溫差，凍品的大小也不一樣，所以溫差不能忽略，一般

檢測時也是檢測中心溫度。另外由于凍品外表面的水份有一定的蒸發,

會產生干耗，所以現在一般用多鍍冰衣，防止外表面裸露防止蒸發干耗。

制冷劑：

制冷劑相當于制冷系統的血液，是在制冷系統中通過相變轉移熱量的載

體（原話是傳遞），通常也被稱作工質，南方有稱之為雪種。

特點低溫低壓下吸熱，高溫高壓下放熱。

單質制冷劑分類：大概分兩類，有機物和無機物。

無機物包括氨、水、二氧化硫、二氧化碳等，一般命名為R7XX,XX

表示物質的分子量，如水（R718〃氨（R717），其中氨應用比較廣泛；

有機物：也可大致分兩類

-：碳氫類，成分里由碳和氫組成，如常見烷煌和烯煌,烷煌類如甲、

乙、丙、丁烷，烯煌類如乙烯、丙烯等。此類制冷劑不會與臭氧發生反

應，不消耗臭氧層，性質穩定，但具有一定的溫室效應，很多自然物質

會有溫室效應,不需要太夸大，同時安全方面，碳氫類屬于易燃易爆物

質，因此在防爆要求上應該注意，毒性方面，此類一般有麻醉的作用，

但不會很嚴重，離開后一會兒就恢復。

二：氟利昂類，是烷煌里的氫原子被鹵族元素氯原子和氟原子部分或全

部取代的物質。

大致可分三種，

一類是烷煌里全部氫原子被鹵族元素替代，叫氯氟煌(CFCs)，代表

有Rll、R12、R13，是早期應用的一些制冷劑，但化學性質不夠穩定，

破壞臭氧層，現已經停用。

二類是烷煌中部分氫原子被鹵族元素替代，是碳氫氟氯類制冷劑

(HCFCs)，代表是R22,它穩定性更好，但仍然有破壞臭氧的作用和

產生溫室效應,發達國家已經淘汰，發展中國家至2030年停用。

三類是氫氟煌類(HFC),它們中部分氫原子只被氟離子替代，不含氯

離子，代表有R23、R134a,它們毒性更小，性能穩定，不會破壞臭氧

層。

同時強調氯離子，制冷劑中存在氯離子時，在高溫或燃燒時會產生光氣，

是有劇毒的，應該注意。

以上為單一成分的制冷劑，還有一種是由多種有機物混合而成的混合制

冷劑。

混合制冷劑：由兩種或兩種以上工質混合的制冷劑，也可以分為兩類，

一類是共沸制冷劑，一類是非共沸制冷劑。

共沸制冷劑：混合后的制冷劑的沸點是單一的，跟普通單質物質一樣沸

點是穩定的但混合后有更好的性能或更環保這類制冷劑命名是R5XX,

其中XX從00開始,按照制冷劑發明順序排列，如R500、R501……

R507。

非共沸制冷劑：混合后的制冷劑的沸點不是穩定的，這種制冷劑在加熱

沸騰狀態溫度會繼續上升，沸點溫度是一個范圍，或者說具有溫度滑差,

即沸點上線跟下線的差值。這類制冷劑用R4XX表示，跟共沸制冷劑一

樣按照發明順序命名，同時在后面加大寫字母，表示不同的配比，如

R407A、R407B和R407C,表示組分相同但各組分所含比例不同。

這種非共沸的制冷劑，缺點是如果一旦泄露，尤其漏的為氣體時，他的

組分會發生變化，物性也會發生變化，漏的比較少的話，可能能繼續使

用，漏的數量比較多，甚至漏了接近一半，這種制冷劑就不能繼續使用，

需要全部更換。且非共沸的制冷劑填加制冷劑的時候必須保證加的是液

體，不能加氣液混合物或氣體，加完之后罐中剩的氣體也不能要，因為

它的成分已經發生了很大的變化。

非共沸制冷劑，蒸發溫度是兩個值，是一個區間，這個區間叫做溫度滑

差，這個滑差通常只有幾攝氏度，一般小于7。（2。比如R404A，他的滑

差是0.5℃o

還有一種制冷劑叫做近共沸制冷劑，處于二者之間，這種溫度滑差小于

3℃,接近于共沸，但是沒有共沸的效果好。

制冷劑其實還有幾種不常用的，有興趣的可以自己看一看。

順便談一下制冷劑中字母大、小寫的含義:

R407A/B/C,不同字母大寫，表示其混合物質的組分相同，但各組分

所含的百分百不同故此用A/B/C表示組分含量不同。比如R407A/B/C:

都是由R32+R125+R134a組成的，但是各組分的含量不同，所生產的

混合物的物性也有所差異。

還有一種比如134a,a小寫表示烷煌中被鹵族元素所取代的H原子的

位置不同，相當于是同素異構體。

以后寫制冷劑時務必注意，R400以上的制冷劑里面的ABC一定要大寫,

表示組分不同。像134a,a小寫表示取代的位置不同。

如何選擇制冷劑

雖然任何物質都沒有那么好的條件兼備，但是選擇制冷劑的時候這是一

個方向。

1、選制冷劑首先要考慮安全性，無毒，無刺激性氣味，不燃燒，不爆

炸，

2、另外要考慮環保，包括對臭氧層的破壞，用ODP表達，還有一種

對溫室效應（GWP）的影響，現在對溫室效應關心不用太多，科學現

在也沒有定論,因為水蒸氣，二氧化碳對溫室效應都有作用，所以溫室

效應這塊不用著重考慮著重考慮對臭氧層的破壞也就是ODP指標，

普通的氟利昂對臭氧層破壞很大，碳氫類的，不含氯離子的相對來說會

好一些。

3、還有選擇制冷劑要考慮流動性和傳動行，二者好了之后，在系統中

流動傳動阻力小，損失少，整個設備選型的時候會小一點

4、熱力學物性要好一點，比如冷凝壓縮不太高，蒸發壓力不太低，壓

力比別太大，太大對選擇壓縮機不好選，但是高壓太高，對管路要求太

高，也不好。另外汽化潛熱大一點，由液體變成氣體的時候吸收的熱量

多一點，相當于制冷量大一點。排氣溫度相對低一點，否則對油選擇有

難度。沸點低一點，制取的溫度范圍也可以低一點。物質的密度要稍微

大一點，密度太小比如氨來說，相對制冷量稍小一點，設備可能要偏大

一點。但是密度太大也不好，太大會造成粘度太高，不利于流動。

5、另外穩定性要好一點，與其他物質不容易發生化學反應，如不能與

水、與油發生反應。還有在高溫時也要不容易分解，分解之后產生一些

不凝氣體會影響制冷性能。

6、還有價格便宜，容易獲得。

7、還有因為制冷系統中有管路，閥門，容易漏的地方比較多，無論安

裝時如何嚴謹，運輸、使用過程中的震動還是會組成泄露，一旦泄露,

要容易被檢測出。

8、還有一個是與油的溶解性要好一些，但這個也是匕瞰矛盾的，溶油

性好，與油互溶，系統設置時就不太用考慮回油，氟利昂與油始終是混

合的，潤滑性能也比較好一些，但是參與系統循環的油比較多，在蒸發

器里當制冷劑沸騰的時候油也會變成泡沫，也會影響傳熱。溶油性好還

有一個問題是油和工質互溶以后相當于油里有制冷劑，參與潤滑的油里

有制冷劑，可能會影響潤滑效果。

但是如果溶油性不好，與油幾乎不容，油在換熱器的表面會形成油膜,

也會影響傳熱。

9、還有就是電氣絕緣性，半封和全封壓縮機尤其重要，因為電機與制

冷劑直接接觸，這時要求制冷劑不能腐蝕繞組線圈和電氣元件，并且絕

緣性要好，不能輕易導電或漏電。

10、最后溶水性，因為氟利昂全為有機物，幾乎都不溶于水，不溶于缺

點是容易堵，尤其是節流閥的位置容易冰堵，溶于水也有壞處，比如氨，

與水是1:700互溶，溶于水發生反應之后有腐蝕性，所以溶于水也不要

好。

溶油性好，其實也是有前提的，只是在高溫段，尤其液體部分，二者可

以完全互溶，但到了低溫低壓段，制冷劑蒸發，油卻不蒸發，只能被制

冷劑的氣流所帶走部分，總有些會沉淀在蒸發器內部，天長日久越來越

多，尤其大系統和滿液式蒸發器。

R12、R600都是與油互溶的。

氟利昂和煌類制冷劑都很難溶于水，對于難溶于水的制冷劑，若系統

中的含水量超過制冷劑中水的溶解度，則系統中會出現游離態的水。當

蒸發溫度低于0℃時，游離態的水便會結冰，堵塞膨脹閥或其它狹窄流

道--即所謂的冰堵。

對于溶水性強的氟利昂，盡管不出現冰堵問題，但氟^昂中含水時，將

水解生成酸性物質，對金屬產生腐蝕。

氟利昂與潤滑油的混合物能夠溶解銅，被溶解的銅離子隨著制冷劑循環

再回到壓縮機并與鋼或鑄鐵件相接觸時，又會析出并沉積在這些鋼鐵構

件表面上，形成一層銅膜一即所謂的鍍銅現象。

鍍銅現象隨系統中水含量的提高和溫度的升高而加劇，特別是在軸承

的表面、吸排氣閥、氣缸壁、活塞環等光潔而又經常摩擦的表面，易破

壞軸封的密封性，影響閥隙流道，影響氣缸與活塞的配合間隙，對制冷

機的運行不利。故制冷系統中必須嚴格控制含水量，勿使超過限定值。

載冷劑：

載冷劑是指制冷裝置所產生的制冷量傳遞轉移給被冷卻終端的媒介物。

通常，其循環動力由空間外的泵或者風機來實現。

提到載冷劑就首先需要對制冷系統進行大致的分類，針對載冷劑而言可

將普冷系統分為直接冷卻型和間接冷卻型制冷系統。

直冷型系統通常將蒸發器放置于冷卻物體附近或待冷卻空間內直接降

間冷型系統則是蒸發器未放置于冷卻物體附近或待冷卻空間內，而是通

過一種媒介來進行來進行熱量的傳遞，這種媒介物質就是載冷劑。

載冷劑通常分為以下幾類：1.以空氣為代表的氣體類；2.液體類，主要

包括水，鹽類溶液，有機化合物及其水溶液（比如甲醇、乙醇、乙二醇、

丙三醇等等）O

首先介紹以下空氣，由于空氣為氣體介質，比熱較小，適用范圍較小,

通常用于中央空調制冷系統或者個別的冷庫（該種冷庫通常將蒸發器移

出庫房，通過風進行庫房內熱量的傳遞）中。

接著是水，水的優點在于其比熱大，由于其易于獲得，所以應用較廣,

但是由于其冰點（0。0較高，所以使用的溫度范圍受到限制，一般只能用

于蒸發溫度0℃以上的制冷系統，如果考慮設計余量，那么一般水能夠

用于蒸發溫度2-3。€：左右的制冷系統中，如果蒸發溫度進一步下降，換

熱性能大幅度下降的同時還有凍脹的可能性，閉式系統可能會凍爆。

比如冷水機組：回水溫度12℃,出水溫度7℃,最低出水溫度5℃（此

時蒸發溫度很解近0℃了）。

而鹽水在這方面會比水要好一些，鹽水在保證比熱較大的同時還能降低

冰點。它的主要缺點是會對金屬造成腐蝕，所以一般鹽水里面一般需要

加一定量的防腐劑，而且隨著使用時間的增加，鹽水濃度會發生變化,

特別是對于開式系統要定期采用波美比重計檢查下鹽水的濃度，防止出

現因冰點變化而產生的設備故障問題。

鹽水通常分為以下幾種：氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂水溶液。

氯化鈉水溶液最低可以做到-21.2(,此時其質量濃度為23.1%。

氯化鈣最低溫度可以做到,其質量濃度為

-55(29.9%O

氯化鎂可以做到-34乙，但是用處不多就不展開來講了。

詳細點的只是大家可以看下每種鹽水所對應的曲線，剛才所說的濃度是

其對應的最佳濃度，如果偏離太多會造成冰點上升、粘度增加等問題，

通常配比鹽水溶液時其濃度所對應的冰點要比蒸發溫度低5-8℃,具體

的溫度選擇參照蒸發器形式等因素，特別的對于閉式系統需要的溫差可

以選大一些，防止凍脹，開裂；相應地，開式系統所選用的溫差可以小

一止匕

有機物及其水溶液作為載冷劑用途也比較多，它突出的優點是冰點較低,

有的可以達到-120(,對金屬的腐蝕性較小。

特別指出：有機物載冷劑對于非金屬的設備、管道的非金屬密封部件會

產生腐蝕作用，隨著時間增加使其失效，導致泄漏或密封不嚴。

有機物載冷劑優點是其性質較為穩定，較難發生分解，但是相應的易揮

發，濃度變化較大，故其適合于閉式系統。同時應當注意，這系列載冷

劑的密度隨著溫度的波動較大,所以在設計該種系統時需要考慮液體膨

脹。

比如甲醇或者乙醇溶液在-8(rc時密度達到0.9KG/L,在3(TC時其密變

化至lj0.79KG/L,相當于密度減小到低溫時的80%左右，即同樣質量的

流體在低溫恢復常溫后體積增加了15%左右。所以對于該種低溫系統

在進行設計時要對此進行考慮，小系統設置旁通管路，膨脹節(膨脹節

是為補償因溫度差與機械振動引起的附加應力，而設置在容器殼體或管

道上的一種撓性結構。也叫［url］http:〃補償器［/uH］或［url］http:〃伸縮

節［/url］),大系統則要增加專用的膨脹容器。否則，系統內部壓力將

大大增加，可以增加至lOObar,遠超管路的設計壓力，從而將管路漲

爆，產生危險。

下面大致介紹下幾種有代表性的載冷劑：

第一個是甲醇，純甲醇的凝固點在-97.8V,其水溶液的冰點更低，比

如70%體積分數的甲醇水溶液，可以做到-104.5(;80%的甲醇水溶

液，可以做到-115(;90%的甲醇水溶液，可以做到

純甲醇沸點為65P,70%體積分數的甲醇水溶液，可以做到72(,80%

的甲醇水溶液，可以做到7CTC,90%的甲醇水溶液，可以做到67℃O

甲醇同乙醇相比流動性好，粘度只有乙醇的1/3,凝固點也較低可以達

到-115(,據我實際經驗來看，在-100(下使用粘度適中，效果良好。

之所以提到沸點是因為，在應用當中注意：沸點屬于高溫的上限，當甲

醇溫度過高時將會產生沸騰，液體膨脹劇烈，產生安全隱患。特別注意：

甲醇略有毒性，使用時需要注意。

接著是乙醇，純乙醇凝固點在-117（,相對于甲醇粘度較高，據我的經

驗，沒有甲醇易用性好，同時毒性相對于甲醇較弱。

其他的有乙二醇，丙三醇（甘油）等等，其中乙二醇應用較為廣泛。

乙二醇在質量濃度為46.4%,凝固點為-33。（：，具體方面由于其應用較

為廣泛所以資料較多，可以查閱相關資料了解。

丙三醇又叫甘油，無毒性，可以用在食用環節，在質量濃度為70%,

凝固點為-37.8。&

還有其他的有機物水溶液或有機鹽水溶液這里不做詳細介紹，有機物可

以做到-100℃,有機鹽可以做到-6CTC,同時有機物做載冷劑要考慮其

本身的易燃易爆性。

載冷劑的選擇依據，凝固點或結晶點盡可能低一些，比熱盡可能大一些,

對金屬的腐蝕性小一些，便宜一點，易制取獲得，盡可能無毒，物理、

化學性質盡可能穩定，最好不易燃燒，不易爆炸。具體情況應該具體分

析，最優化選用。

最后選用載冷劑系統的優點是可以將蒸發器集中放置、集中控制，便于

統一管理，同時減少了制冷劑輸送的管道長度，降低制冷劑的充入量,

載冷劑輸送管路的壓力較低，對管道安裝要求較低，且降低維護難度。

同時，壓縮機只針對載冷劑系統，載冷劑起到緩沖作用，降低壓縮機的

負荷波動，延長壓縮機使用壽命。

但增加了載冷劑即增加二次換熱，從而造成了二次傳熱溫差，從而使傳

熱溫差增加，熱損失增加，耗電量增加。

順便講講NH3/CO2復疊系統，在存在C02壓縮機時，系統有冷凝、

節流、蒸發、壓縮，則將其稱之為NH3/CO2復疊系統，如果僅有C02

泵存在，則C02在其中僅為載冷劑的作用，只不過是一個特殊些的帶

相變的載冷系統。

個人不看好C02系統，因為就現在我國制冷水平而言，C02因為其蒸

發溫度不低，但使用壓力較高，所以選型配比、推廣難度非常大，所用

的配件公稱壓力都要增加，而國內成熟生產此類制冷配件，容器的企業

較少，大部分只能使用進口配件，增加了其推廣難度，短時間內推廣程

度不大。

冷凍油：

潤滑油作為制冷壓縮機的潤滑劑，在制冷系統中起到舉足輕重的作用。

潤滑油在制冷系統中的作用：

1、減少運動部件之間的摩擦和磨損，延長其使用壽命。

2、起到密封的作用，運動部件間和固定件之間密封面起到密封作用。

3、起到降溫的作用，就是冷凍油在潤滑的同時又帶走工作中產生的熱

量，防止溫度過高，熱脹冷縮，提高系統的效率和可靠性。

關于熱脹冷縮，我在講一下熱脹冷縮對密封性的影響，舉個例子,自己

的一點經驗：這種全封閉的壓縮機，壓縮機跟壓縮機上的吸、排氣閥,

連接時采用螺紋連接，經過一個冬天以后，春天到現場發現，壓縮楣口

回氣閥之間的螺紋非常松，在空手就可以擰動半圈左右，所以熱脹冷縮

對密封的影響還是非常關鍵的。

4、冷凍油還有一個作用是能量調節，僅僅用于有能量調節機構的壓縮

機而言。

冷凍油分為礦物油和合成油，礦物油主要用于R22;

合成油分成很多種：聚酯油，主要應用于環保型制冷劑。聚醇油和聚醛

油主要用于氨系統；聚烯燒油主要用于螺桿機組，粘度很高。合成油性

能優于礦物油，合成油抗氧化性要好于礦物油，但是價格很貴。

在選擇冷凍油的時候要考慮到幾個問題：

1、首先就是傾點。傾點有的資料也叫凝點，傾點在油降溫的時候降到

某一程度的時候就不流動了，這就是傾點或凝點，傾點和凝點的區別就

是：傾點就是在傾斜到某T氐溫時候就不流動了，但是凝點比傾點更深

些，凝點已經有些凝固的感覺。總而言之，凝點就是油在低點的時候不

流動了，在選擇的時候傾點的溫度越低越好，但是越低價錢就越貴，品

質就越高，通常要選擇的話要比蒸發溫度低但是在油的性價比的

5℃o

問題上。通常很少有這樣選的，我通常遇到的問題中，傾點在-4CTC的

時候冷凍油用在-80（系統中就沒問題，我也用于超低溫系統的金槍魚

的蒸發溫度在-65(,冷凍油的傾點在-4(TC,有些用戶用32#冷凍油

也沒問題，說明傾點不能一味地靠書本的知識，也得依靠經驗。

傾點比凝固點高2到3℃,再考慮就考慮就考慮粘度，在選擇冷凍油的

時候粘度要適宜冷凍油粘度不能太大，也不能太小，太大話太粘稠，機

器就轉不動，轉動力矩太大，阻力太大耗電就多，太小像水一樣太稀密

封面之間就不能形成油膜，起不到潤滑、冷卻、密封作用，即使有一點

也會大大折扣。

2、濁點降溫的時候降到一定程度就會析蠟，析出石蠟變渾濁，就像家

里面吃的食用油一樣，室外溫度低于0℃度的時候就會變渾濁和發白，

這個就是濁點，濁點通常要求低于蒸發溫度，否則的話，濁點要是高的

話在系統里面也會出現蠟形成半固體狀態，會在節流閥處堵塞，這個堵

塞大部分人知道就是冰堵和臟堵，實際上還有個油堵，當然要是選擇合

適的話就不存在油堵。

3、還有一個參數就是閃點，閃點就是油加熱到一定程度，遇火開始打

火，就是閃一下，這個溫度就是閃點。選擇時也要適宜，通常閃點比排

氣溫度高15到30℃,當然了再高點問題也不大。但是太高導致粘度太

大不利于流動，太小容易打火，危險，也不行。所以說閃點要適宜，否

則油的閃電太低造成油燃燒，碳化。一般情況下不能超過200℃,大部

分油都能滿足。

4、還有油和水的分離性要好一點，不太容易乳化，乳化含水太多對金

屬有腐蝕性。

5、另外還要有消泡性，就是油不太容易氣泡，就算起泡也隨起隨消。

6、另外還有化學穩定性，抗氧化性，機械雜質，絕緣性，這邊就不具

體討論了這都是次要的，主要的還是凝點。凝點也不是全是理論，有時

還是看經驗，采購時可以咨詢專業廠家的技術人員。

控制含水量、機械雜質，是為了防止冰堵、臟堵、鍍銅現象。鍍銅現象：

含水的潤滑油和氟利昂制冷劑的混合物能夠溶解銅。當溶解銅的潤滑油

混合物與鋼或鑄鐵零件接觸時，被溶解的銅又會析出，沉積在鋼、鐵零

件表面上，形成銅膜。

選擇潤滑油的時候還是看品牌，選擇一些通用的，大品牌。一些小的品

牌油含水量多，有雜質，這樣不利于系統的穩定。另外那還要看顏色,

透明度好一點，油帶點明黃色，透明的，如果有點渾濁或者深色就說明

里頭含的雜質比較多或者含臘比較多。

我國的潤滑油通常有13號，18號25號30號跟國際上牌號有差別，

大家注意一下。一般用18號25號冷凍油一般用氟利昂系統的時候對

應的國外品牌什么物性大家看一下，下表大家可以參考一下。

CP-2931A,CP-2932AH(POE32)

環保型多元醇酯合成冷凍油

產品特性：CP-2931A、CP-2932AH(POE32)是ISO32的合成聚合酯

(POE)潤滑油。是專為使用HFC,CFC或HCFC制冷劑的制冷和空

氣調節壓縮機而配制的。

CP-931A.CP-2932AH(POE32)對于清潔器的操作性能具有化學和熱

穩定性，為鋼或鋁表面提供了防磨保護，從而延長了系統壽命和系統效

率，并且與HFC,CFC和HCFC制冷劑是兼容的。

產品應用：在密封或半密封系統和往復式和渦旋式壓縮機中作為初始充

填或維護充填潤滑油。

用于以下系統的翻新和改型從R12,R22或R502改至R134a、R404a、

或

R407CR410Ao

CP-2932AH(POE32)在器械或商業/工業設備的寬溫度范圍是可混合

的。

產品數據：

產品數據一CP-2M1A-CP2932AHTOE32A

陶里技術指標cAsni方法，

粘度此032.3*32」D445”站度@40匕,CF

粘度100七。5.71“5aD4456、站度@100七.焚產

比重，@15死

比重，a15.6℃156*0'0982/0.967“DI29打

/15.Q，

含水量，ppm*<100^<UXkDI5335含水量，ppm*

風點co.ceex257a心D97“假點(七)，

閃點，PMCC

便點上-5P217aD93“

‘金值,MgKOHg：

酸值，XfcKOHg.<0.05^<0.14^D32422

注意：聚合酯潤滑油不推薦與氨一起使用。

壓縮機的潤滑方式

1、飛濺潤滑：

利用運動零件的機械作用，將潤滑油送至需要的摩擦表面。一方面在連

桿大頭下端裝設甩油勺，將曲軸箱中的油甩向氣缸鏡面，潤滑活塞與氣

缸壁之間的摩擦表面；另一方面，在電動機一端的軸上裝有甩油盤，將

油甩起并收集在電動機側端蓋的集油小室上，通過曲軸中的油道，潤滑

主軸承和連桿軸承。

潤滑油循環量少，又難以控制，潤滑效果較差。另外因油壓低，無法裝

設過濾器，所以潤滑油容易污臟，加劇摩擦零件的磨損。但由于沒有油

泵，系統簡單，部分小型開啟式和半封閉式壓縮機仍采用。

0壓力潤滑§

利用油泵產生一定的油壓，通過輸油通道將潤滑油送到各摩擦表面。由

于油壓穩定，不僅可對潤滑油進行過濾，而且油量可保證摩擦表面更好

地冷卻，可降低壓縮機的工作噪聲（因飛濺潤滑系統中，當旋轉機構在

擊油時要產生噪聲），提高機器的壽命和可靠性。我國中小型壓縮機常

采用此方式。

根據油泵作用力的方式，壓力潤滑有離心油泵和齒輪油泵潤滑兩種。

離心油泵潤滑系統:

廣泛應用于小型全封閉壓縮機中。由于此類壓縮機偏心軸普遍為垂直安

裝，故可利用軸的下端做成偏心油道來作為泵油機構。油從底部經過濾

網進入立軸中的偏心孔道，在離心力作用下，沿徑向小孔和縱向孔道輸

送至主軸弱口連桿軸承處。主軸中鉆有兩個偏心孔道，一個通向主軸承,

一個通向連桿軸承。在主軸頸上開有交叉的油槽，一方面起布油作用，

另一方面保證壓縮機在正、反向旋轉時都能正常供油。

齒輪油泵潤滑系統：曲軸箱中的潤滑油經過粗濾油器濾去雜質，被齒輪

油泵吸入才是高壓力后經精過濾器，然后分成三路:一路進入曲軸后端，

潤滑主軸頸及相鄰的一個曲柄銷，并通過連桿桿身中的油孔輸送到連桿

小頭，潤滑小頭軸承；一路進入軸封室，潤滑和冷卻軸封摩擦面，然后

從主軸頸上的油孔流入曲軸內的流道，潤滑另一端主軸承和相鄰的一個

曲柄銷，再由連桿桿身中的油孔輸向連桿小頭；最后一路經油壓分配閥

進入輸氣量調節機構的控制系統。各路潤滑油最后流回曲軸箱，供循環

使用。止匕外，有的曲軸箱內還裝有潤滑油冷卻器，保證潤滑油的溫度在

規定的正常溫度范圍之內。

2（%）

R22與32#冷凍油的溶解度曲線

A（臨界混合溫度）:

在此溫度以上，R22與潤滑油任意互溶，在此溫度以下,R22與潤滑油

開始分層

比如蒸發溫度-15。：：時,蒸發器里的液體分為兩層：上層為富有層，含

油量為55%;下層為貧油層，含油量為7%。

制冷高級工復習題

1、選擇

（1）在密閉容器內部的液體，能把它在一處受到的壓力傳遞到液體內部的（D）,

其大小并不改變。

（A）向上的方向（B）向下的方向（C）中間的方向（D）各個方向

（2）密閉容器內某處受壓力時傳遞到液體其他方向的力會（C）。

（A）減弱（B）增強（C）不變（D）等于零

（3）當液體表面增加一壓力時，在液體內部任何一點處的壓力也會（B）。

（A）成倍增加（B）增加同一數值（C）成倍數減小（D）減少同一數值

（4）在靜止（B）內部同一點上各個方向的壓力都相等。

（A）氣體（B）液體（C）混合體（D）空氣

（5）在靜止液體內部同一點上各個方向的（C）都相等。

（A）溫度（B）速度（C）壓力（D）動能

（6）流體靜壓力，表示位于（A）中任意一點的壓力。

（A）實際流體（B）流動流體（C）靜止流體（D）理想流體

（7）在理想流體穩定流動中，通過同一流管任一截面的流速與截面積（B）。

（A）成正比（B）成反比（C）成對數關系（D）成函數關系

（8）在理想流體穩定流動中，單位時間內流過同一流管的任何截面的流體（D）

相等。

（A）重度（B）速度（C）壓力（D）體積

（9）同一水平流管里，流速小的地方（C）。

（A）位能減少（B）摩擦損失減少（C）壓力大（D）壓力小

（10）實