[整理后]【交通运输】第三节 制冷剂、载剂和冷冻机油
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制冷剂、载冷剂、冷冻机油
●制冷剂使用注意事项 （1）盛放制冷剂的钢瓶必须经过检验，确保能承受规 定的压力 。 （2）各种制冷剂的钢瓶外应标有明显的品名、数量、 质量卡片，以防错用。 。 （3）制冷剂钢瓶应放在阴凉处，应防止高热和太阳直晒。 在搬动和使用时应轻拿轻放，禁止敲击，以防爆炸 （4）钢瓶阀绝对不应有慢性泄漏现象。 （5）分装或充加制冷剂时，室内空气必须畅通。一般按 钢瓶容积装60%左右为宜 。 （6）分装和充加制冷剂时，要戴手套、眼镜，注意防护， 以防制冷剂喷出造成人身冻伤。 （7）制冷剂使用后，应立即关闭控制阀，重新装上钢瓶 帽盖或铁罩，加以保护。
（2）物理化学要求 ①制冷剂的粘度尽可能小。 ②制冷剂导热系数应当高。 ③与油的互溶性。 ④应具有一定的吸水性。 ⑤应具有化学稳定性，不燃烧，不爆炸，使用中不分 解，变质。 ⑥制冷剂本身与油、水等相混时，对金属不应有显著 的腐蚀作用，对密封材料的溶胀作用应小。
（3）安全性要求。 3 安全性要求。 要求制冷剂对人的健康无损害，无毒性，无刺激性 臭味。 （4）经济性方面的要求。 经济性方面的要求。 要求制冷剂价廉且容易获取。 △注意：系统中的水分还有可能 与氟利昂制冷剂发起化学反应， 生成混合沉积物而堵塞。 △规定：氟利昂中的含水量不得 超过0.0025%。
●常用载冷剂的主要性质
(1)空气 (1)空气。 空气
空气是一种容易获得的载冷剂，具有凝固点低、对金属腐蚀性 小、设备简单等优点。缺点是比热容小、放热系数低，需要加 大换热器空气一侧的传热面积。
(2)水 (2)水。
水是一种理想的载冷剂，具有比热容大、相对密度小、放热系 数高、传热性能好、安全无毒、来源充裕、价格低等优点。被 广泛地采用，特别是空气调节系统。缺点是凝固点高(O℃就凝 固)，因而使用时受到一些限制。 (3)盐水溶液 盐水溶液。 (3)盐水溶液。 盐水溶液一般是氯化钠、氯化钙或氯化镁与水配制而成的。在 0℃以下的温度系统中，一般都用盐水作载冷剂。盐水具有比热 容大、传热性能好、冰点较水低等优点。盐水的凝固温度随盐的 质量分数的增加而有所增高。缺点是对金属腐蚀性较严重、相对 密度大、而比热较水小，故动力消耗相对淡水循环系数要大。
制冷剂载冷剂和冷冻机油
制冷剂载冷剂和冷冻机油
拉乌尔·皮克特 （Raul Pictel）
SO2 1874年
第二章
1974年美国加利福尼亚大学的罗兰（Sherwood Rowland）教授和他的博士后莫利纳（Mario Molina）在 “自然”杂志上发表文章，指出卤代烃在紫外线作用下会
释放出氯离子，而氯离子会消耗地球周围热成层 （Stratosphere，原名平流层）中的臭氧（Ozone, O3）， 而使过量的太阳紫外线照射到地面，给地球上的生物和 人类带来一系列的危害。为此，瑞典皇家科学院将1995 年的诺贝尔化学奖授予这两位和一名德国的化学家，以
表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面
作出的杰出贡献。
制冷剂载冷剂和冷冻机油
第二章
二、卤代烃制冷剂的命名
制冷剂载冷剂和冷冻机油
第二章
《蒙特利尔议定书》
1．对CFCs，包括CFC11、CFCl2，CFCll3、CFCll4、CFCll5 等氯 氟烃物质： （1）对发达国家，规定从1996年1月1日起完全停止生产与消 费； （2）对发展中国家（CFCs人均消耗量小于0.3kg/年），最后 停用的日期是2010年。
（4）共沸混合制冷剂。共沸混合制冷剂的简写符号 为R5（ ）。括号代表一组数字，这组数字为 该制冷剂命名的先后顺序号，从00开始。
（5）环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物。其简写符 号规定：环烷烃及环烷烃的卤代物用字母“RC”开头， 链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头 。
（６）有机制冷剂则在600序列任意编号。
制冷剂载冷剂和冷冻机油
第二章
在大气臭氧层问题提出来以后，为了能较简单
地定性判别不同种类制冷剂对大气臭氧层的破坏能 力，氯氟烃类物质代号中的R可表示为CFC，氢氯氟 烃类物质代号中的R可表示为HCFC，氢氟烃类物质 代号中的R可表示为HFC，碳氢化合物代号中的R可 表示为HC，而数字编号不变。例如，R12可表示为 CFCl2，R22可表示为HCFC22，R134a可表示为 HFCl34a。
拉乌尔·皮克特 （Raul Pictel）
SO2 1874年
第二章
1974年美国加利福尼亚大学的罗兰（Sherwood Rowland）教授和他的博士后莫利纳（Mario Molina）在 “自然”杂志上发表文章，指出卤代烃在紫外线作用下会
释放出氯离子，而氯离子会消耗地球周围热成层 （Stratosphere，原名平流层）中的臭氧（Ozone, O3）， 而使过量的太阳紫外线照射到地面，给地球上的生物和 人类带来一系列的危害。为此，瑞典皇家科学院将1995 年的诺贝尔化学奖授予这两位和一名德国的化学家，以
表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面
作出的杰出贡献。
制冷剂载冷剂和冷冻机油
第二章
二、卤代烃制冷剂的命名
制冷剂载冷剂和冷冻机油
第二章
《蒙特利尔议定书》
1．对CFCs，包括CFC11、CFCl2，CFCll3、CFCll4、CFCll5 等氯 氟烃物质： （1）对发达国家，规定从1996年1月1日起完全停止生产与消 费； （2）对发展中国家（CFCs人均消耗量小于0.3kg/年），最后 停用的日期是2010年。
（4）共沸混合制冷剂。共沸混合制冷剂的简写符号 为R5（ ）。括号代表一组数字，这组数字为 该制冷剂命名的先后顺序号，从00开始。
（5）环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物。其简写符 号规定：环烷烃及环烷烃的卤代物用字母“RC”开头， 链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头 。
（６）有机制冷剂则在600序列任意编号。
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第二章
在大气臭氧层问题提出来以后，为了能较简单
地定性判别不同种类制冷剂对大气臭氧层的破坏能 力，氯氟烃类物质代号中的R可表示为CFC，氢氯氟 烃类物质代号中的R可表示为HCFC，氢氟烃类物质 代号中的R可表示为HFC，碳氢化合物代号中的R可 表示为HC，而数字编号不变。例如，R12可表示为 CFCl2，R22可表示为HCFC22，R134a可表示为 HFCl34a。
制冷剂、载冷剂和冷冻机油
2.1.3 舰船常用制冷剂
• 1. R12 • R12是目前舰船上使用最为广泛的一种制
冷剂它主要有以下几个特点： • ①无色无味，使用时较安全，无毒，不会
燃烧，对金属没有腐蚀。 • ②R12的溶水性差。 • ③R12的另一个特点是和润滑油的互溶性。
2. R22
• 氟利昂22（CHF2CL，R22）：是氟利昂制冷剂 中应用较多的一种，主要以家用空调和低温 冰箱中采用。R22的热力学性能与氨相近。标 准气化温度为-40.8℃，通常冷凝压力不超过 1.6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可 靠。R22的单位容积比R12约高60%，其低温 时单位容积制冷量和饱和压力均高于R12和氨。 近年来对大型空调冷水机组的冷媒大都采用 R134a来代替。
第二章 制冷剂、载冷剂和冷冻机油
• 在舰船制冷与空调中的制冷系统中，制冷剂、载 冷剂和冷冻机油起着非常重要的作用。他们在制 冷系统中分别承担着制冷工质、冷媒和润滑油的 作用，下面我们就对其进行一一详细的讲述。
2.1 制冷剂
• 制冷剂是在制冷装置内不 断发生状态变化，以传递 和转移热量，完成制冷循 环的工作介质。蒸汽压缩 式制冷机是目前制冷系统 中比较常用的制冷装置。 我们简单介绍一下蒸汽压 缩式制冷机的基本原理。
•
2.2 冷系统对冷冻机油的要求
制冷剂在制冷系统中的运用也有着长足的发 展史，从18世纪后期一直到现如今，都在不 断进步。
2.1.1 对制冷剂的要求
物理化学性质方面的要求：
2.1.2 制冷剂的种类及命名
3. 碳氢化合物 此类制冷剂包括甲烷、乙烷、丙烷和乙烯、丙
烯等。
4. 多元混合溶液
所谓多元混合溶液是由两种或两种以上制冷剂 按一定比列相互溶解而成的溶合物。其中共沸 溶液在固定压力下蒸发或冷凝时，其蒸发或冷 凝温度不变，而且它的汽相和液相有相同的组 分。共沸溶液代号第一个数字均为5，目前实际 使用的有五种（R500、R501、R502、R503和 R504）。
制冷剂、载冷剂及润滑油
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举例: 水作为制冷剂的热力学性质 水的状态变化（大气压下）
１００℃ ０℃
1.显热 2.潜热
温度上升 （下降）
温度一定
温度上升 （下降）
3.饱和温度和饱和压力 水 4.过冷和过热
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水
状态在变化
水
蒸汽
显热
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潜热
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显热
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SO2沸点为-10℃，毒性大，它作为重要的制冷剂曾有 60年之久的历史，后逐渐被淘汰。 CO2的特点是在使用温度范围内压力特别高(例如，常 温下冷凝压力高达8MPa)，致使机器极为笨重，但 CO2无毒，使用安全，所以曾在船用冷藏装臵中作 制冷剂，此历史也延续了50年之久，直到1955年才 被氟利昂制冷剂所取代。 1929~1930年间汤姆斯· 米杰里(Thomes Midgley) 首先 提出将氟利昂作为制冷剂用。 卤代烃也称氟利昂（Freon，美国杜邦公司过去曾长期 使用的商标名称）是链状饱和碳氢化合物的卤代衍 生物的总称。氟利昂制冷剂的种类很多，它们之间 的热力性质有很大区别，但在物理、化学性质上又 有许多共同的优点，所以，得到迅速推广，成为制 冷业发展的重要里程碑之一。
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此外，有机氧化物，脂肪族胺，它们用R6开头， 其后的数字是任选的。例如，甲胺为R630，乙胺 为R631。详细可从表2-2中查出。 在大气臭氧层问题出来以后，为了能较简单地定 性判别制冷剂对大气臭氧层的破坏能力，氯氟烃 类物质代号中的R可表示为CFC，氢氯氟烃类物 质代号中的R可表示为HCFC，氢氟烃类物质代号 中的R可表示为HFC，碳氢化合物代号中的R可表 示为HC，等等，数字编号不变。例如，R12可表 示为CFC12，R134a可表示为HFC134a。
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举例: 水作为制冷剂的热力学性质 水的状态变化（大气压下）
１００℃ ０℃
1.显热 2.潜热
温度上升 （下降）
温度一定
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3.饱和温度和饱和压力 水 4.过冷和过热
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SO2沸点为-10℃，毒性大，它作为重要的制冷剂曾有 60年之久的历史，后逐渐被淘汰。 CO2的特点是在使用温度范围内压力特别高(例如，常 温下冷凝压力高达8MPa)，致使机器极为笨重，但 CO2无毒，使用安全，所以曾在船用冷藏装臵中作 制冷剂，此历史也延续了50年之久，直到1955年才 被氟利昂制冷剂所取代。 1929~1930年间汤姆斯· 米杰里(Thomes Midgley) 首先 提出将氟利昂作为制冷剂用。 卤代烃也称氟利昂（Freon，美国杜邦公司过去曾长期 使用的商标名称）是链状饱和碳氢化合物的卤代衍 生物的总称。氟利昂制冷剂的种类很多，它们之间 的热力性质有很大区别，但在物理、化学性质上又 有许多共同的优点，所以，得到迅速推广，成为制 冷业发展的重要里程碑之一。
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此外，有机氧化物，脂肪族胺，它们用R6开头， 其后的数字是任选的。例如，甲胺为R630，乙胺 为R631。详细可从表2-2中查出。 在大气臭氧层问题出来以后，为了能较简单地定 性判别制冷剂对大气臭氧层的破坏能力，氯氟烃 类物质代号中的R可表示为CFC，氢氯氟烃类物 质代号中的R可表示为HCFC，氢氟烃类物质代号 中的R可表示为HFC，碳氢化合物代号中的R可表 示为HC，等等，数字编号不变。例如，R12可表 示为CFC12，R134a可表示为HFC134a。
制冷剂载冷剂冷冻油
一、制冷剂的分类和命名
目前，可以作为制冷机的物质有百余种， 现在仍在使用的也有数十种。各个国家、 厂家对制冷剂的命名较为混杂。世界上大 多数国家均采用美国供暖制冷空调工程师 协会标准中的规定。我国也在国标中规定 采用此命名方式。 该命名方式将制冷剂的名称和它的化学结 构联系起来，用R开头加一串字母数字组合， 只要知道它的分子式，就可以写出它的名 字，反之亦可。
解决措施
为了解决制冷剂造成的环境问题，1987年24 个国家在加拿大蒙特利尔签订协议，逐年 减少CFC和HCFC的生产和使用，如今CFC 已经全面禁用，HCFC也将在2030年全部禁 用。 为了解决全球变暖问题，世界各国又签订 了旨在减少温室气体排放的《京都协议》。 由于环保问题，很多原来大量应用的制冷 剂面临淘汰，新型制冷剂的研发如火如荼， 市场潜力巨大。
冷冻润滑油
润滑油的作用： 1.润滑、降噪 2.冷却降温 3.密封防漏 4.能量调节 润滑油的性能要求： 1.粘度 2.凝固点 3.闪点 4.水分和杂质 润滑油的检查和更换
十全十美的制冷剂很难找到，一般根据实际情况 总和考虑进行选择。
三、制冷剂对环境的影响
一、臭氧层破坏：
制冷剂总是会泄露，当氟利昂分子在高空受到紫 外线照射后产生下列反应： CF2Cl2——CF2Cl+Cl Cl+O3——ClO+O2 ClO+O3——Cl+2O2 一个Cl原子可以破坏数百万个臭氧分子，最终导 致臭氧层破坏。 二、温室效应
在实际工程中使用的载冷剂有：水、氯化 钠水溶液、氯化钙水溶液、乙二醇水溶液、 甲醇、乙醇、三氯乙烯、二氯甲烷和三氯 氟甲烷等。 对于5℃以上的系统一般直接采用水作为载 冷剂，对于0℃~-50℃的系统一般采用盐水 作为载冷剂。在食品加工和药品加工中一 般采用酒精水作为载冷剂。一些特殊场合 会用到三氯乙烯、二氯甲烷和三氯氟甲烷 等。
目前，可以作为制冷机的物质有百余种， 现在仍在使用的也有数十种。各个国家、 厂家对制冷剂的命名较为混杂。世界上大 多数国家均采用美国供暖制冷空调工程师 协会标准中的规定。我国也在国标中规定 采用此命名方式。 该命名方式将制冷剂的名称和它的化学结 构联系起来，用R开头加一串字母数字组合， 只要知道它的分子式，就可以写出它的名 字，反之亦可。
解决措施
为了解决制冷剂造成的环境问题，1987年24 个国家在加拿大蒙特利尔签订协议，逐年 减少CFC和HCFC的生产和使用，如今CFC 已经全面禁用，HCFC也将在2030年全部禁 用。 为了解决全球变暖问题，世界各国又签订 了旨在减少温室气体排放的《京都协议》。 由于环保问题，很多原来大量应用的制冷 剂面临淘汰，新型制冷剂的研发如火如荼， 市场潜力巨大。
冷冻润滑油
润滑油的作用： 1.润滑、降噪 2.冷却降温 3.密封防漏 4.能量调节 润滑油的性能要求： 1.粘度 2.凝固点 3.闪点 4.水分和杂质 润滑油的检查和更换
十全十美的制冷剂很难找到，一般根据实际情况 总和考虑进行选择。
三、制冷剂对环境的影响
一、臭氧层破坏：
制冷剂总是会泄露，当氟利昂分子在高空受到紫 外线照射后产生下列反应： CF2Cl2——CF2Cl+Cl Cl+O3——ClO+O2 ClO+O3——Cl+2O2 一个Cl原子可以破坏数百万个臭氧分子，最终导 致臭氧层破坏。 二、温室效应
在实际工程中使用的载冷剂有：水、氯化 钠水溶液、氯化钙水溶液、乙二醇水溶液、 甲醇、乙醇、三氯乙烯、二氯甲烷和三氯 氟甲烷等。 对于5℃以上的系统一般直接采用水作为载 冷剂，对于0℃~-50℃的系统一般采用盐水 作为载冷剂。在食品加工和药品加工中一 般采用酒精水作为载冷剂。一些特殊场合 会用到三氯乙烯、二氯甲烷和三氯氟甲烷 等。
制冷剂、载冷剂和冷冻机油
武汉理工大学
五、载冷剂 用以传递热量的液体物质，称为载冷剂。 采用载冷剂的优点: 1）可以将制冷剂系统集中在机房或者一个很小的范围内,使制冷系 统的连管和接头大大减少,便于密封和系统检漏； 2）制冷剂的充注量也大大减少，特别是在大容量,集中供冷的装置 中采用载冷剂便于解决冷量的控制和分配问题； 3）便于机组的运行管理； 4）便于安装,生产厂可以直接将制冷机系统安装好,用户只需要现场 安装载冷剂系统即可。 采用载冷剂的缺点: 使装置的总传热温差增加，造成传热不可逆损失增加。
武汉理工大学
武汉理工大学
（2）碳氢化合物作制冷剂的缺点 ①是燃爆性很强； ②易溶于有机溶剂中。 （3）碳氢化合物制冷剂的应用场合： ①用作石油化工工艺流程的制冷装置中的制冷剂； ②丙烯的制冷温度范围与R22相当。它可以用于两级压缩制冷装置或 在复迭式制冷装置中作高温部分的制冷剂； ③甲烷可以与乙烯、氨(或丙烷)组成三元复迭制冷系统，获得-150℃ 左右的低温，用于天然气液化装置。 ④正丁烷、异丁烷或正丁烷与异丁烷的混合物可以用在家用冰箱中， 作为R12的替代制冷剂。
3.使用盐水载冷剂应注意的问题 （1）要合理地选择盐水的浓度；
武汉理工大学
（2）注意盐水溶液对设备和管路的腐蚀；
（3）注意使用中盐水浓度的变化。
六、冷冻机油
武汉理工大学
1.冷冻机油的作用：润滑、密封、冷却、压缩机控制机构的动力油。
2.对冷冻机油的要求：
（1）凝固点应至少比工作时的最低蒸发温度低2.5℃，以免在蒸发 器中凝固而堵塞通道； （2）闪电应比最高排气温度高出15~30℃； （3）具有适当的粘度； （4）含水量要低，以免引起系统冰塞、腐蚀或产生镀铜现象； （5）电绝缘性能要好，防止对电动机线圈绝缘性能的破坏。
制冷剂载冷剂蓄冷剂和润滑油
R12的标准蒸发温度为-29. 如聚二醇类润滑油PAG；
漏氨。在接头和焊缝处涂以肥皂水，如有气饱就可 2．无机盐水溶液无机盐水溶液可用作小于0℃的载冷剂。
(2)制冷剂应有较强的换热效率，并能提高其换热效率。
确定漏氨位置。还可以用化学法检漏，如漏氨石蕊 2化学稳定性好，在大气条件下不分解、不氧化、不改变其物理性质、不腐蚀设备和管道。
R12与明火接触或其温度达400℃以上时，分解出对 人体有害的氟化氢和氯化氢“及光气。
R12在水中溶解度很小，在低温状态下〔0Dc以下〕
很易产生冰堵现象，同时水能使氟利昂水解产生酸
〔盐酸和氟氢酸〕对金属起腐蚀作用〔如镀铜作 用〕。规定R12的含水量不得超过0.0025%，在系统 中必须设置枯燥器。
纯Rl2对金屑没有腐蚀作用，但能腐蚀镁和含镁超 过2%的合金。R12对天然橡胶和塑料有膨润作用， 密封材料应采用耐腐蚀的丁晴橡胶。 确定了对开展中国家CFCs全面停产日期为2021年，对HCFCs全部停产日期为2040年。 R12对润滑油有无限溶解度，应采用高粘度的润滑 习惯上又称制冷剂为制冷工质。
R502不燃，不爆、无毒，对金属无作用，对橡胶或塑料的腐蚀性也小。
氨对人体有较大毒性。 所以蒸发器多采用干式蛇管式，从上部供液，下部回汽，使油气一起返回压缩机。
用HFCs表示含氢、无氯的氟化碳，它对臭氧层无破坏作用，可以作为替代制冷剂。 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)等。
〔二〕对制冷剂的要求
1．热力学性质的要求 (1)在标准蒸发温度下的压力应高于或接近大 气压力，以免空气进入系统。
(2)在工作温度范围内的制冷剂冷凝压力不宜 过高，阻免设备的强度要求提高，而且导致压 缩机功耗增加。
漏氨。在接头和焊缝处涂以肥皂水，如有气饱就可 2．无机盐水溶液无机盐水溶液可用作小于0℃的载冷剂。
(2)制冷剂应有较强的换热效率，并能提高其换热效率。
确定漏氨位置。还可以用化学法检漏，如漏氨石蕊 2化学稳定性好，在大气条件下不分解、不氧化、不改变其物理性质、不腐蚀设备和管道。
R12与明火接触或其温度达400℃以上时，分解出对 人体有害的氟化氢和氯化氢“及光气。
R12在水中溶解度很小，在低温状态下〔0Dc以下〕
很易产生冰堵现象，同时水能使氟利昂水解产生酸
〔盐酸和氟氢酸〕对金属起腐蚀作用〔如镀铜作 用〕。规定R12的含水量不得超过0.0025%，在系统 中必须设置枯燥器。
纯Rl2对金屑没有腐蚀作用，但能腐蚀镁和含镁超 过2%的合金。R12对天然橡胶和塑料有膨润作用， 密封材料应采用耐腐蚀的丁晴橡胶。 确定了对开展中国家CFCs全面停产日期为2021年，对HCFCs全部停产日期为2040年。 R12对润滑油有无限溶解度，应采用高粘度的润滑 习惯上又称制冷剂为制冷工质。
R502不燃，不爆、无毒，对金属无作用，对橡胶或塑料的腐蚀性也小。
氨对人体有较大毒性。 所以蒸发器多采用干式蛇管式，从上部供液，下部回汽，使油气一起返回压缩机。
用HFCs表示含氢、无氯的氟化碳，它对臭氧层无破坏作用，可以作为替代制冷剂。 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)等。
〔二〕对制冷剂的要求
1．热力学性质的要求 (1)在标准蒸发温度下的压力应高于或接近大 气压力，以免空气进入系统。
(2)在工作温度范围内的制冷剂冷凝压力不宜 过高，阻免设备的强度要求提高，而且导致压 缩机功耗增加。
第3章 制冷剂、载冷剂、润滑油资料
第3章 制冷剂*载冷剂*润滑油
1、载冷剂定义:将制冷装置的制冷量传递给被 冷却介质的媒介物质。
第3章 制冷剂*载冷剂*润滑油
1. 工作温度范围内始终呈液态，不凝固、不汽 化； 2. 无毒、无刺激性，环保、安全，腐蚀性小； 3. 比热大，同样质量则载冷量大，传热性好； 4. 流动性好，密度小，粘度小，流动阻力小；
5.来源广泛，价低易得。
第3章 制冷剂*载冷剂*润滑油
1. 水：空调系统中常用，但只能做0℃以上的 载冷剂。 2. 盐水溶液：NaCl、CaCl2、MgCl2 3. 有机物及其水溶液 甲醇、乙二醇、丙三醇。
注：空气在空调系统中也是一种重要的载冷剂。
虽然一些氟里昂制冷剂其毒性都较低，但在高温或 火焰作用下会分解出极毒的光气。
对人体无毒， 绿色环保制冷剂、至今还未找 到满意的。
第3章 制冷剂*载冷剂*润滑油
Refrigeration performance 对人体无毒， 热稳定性，不易燃、易爆。 R22： cop=3.59, （1级能效比为3.4以上，是 市场上最节能的产品；2级为3.2，3级为 3.0） GWP=1810（100年累计） ODP=0.05
第3章 制冷剂*载冷剂*润滑油
1）流动性好（粘度小，密度小）：可减少流动阻 力损失，降低能耗，缩小管径，减少材料消 耗。 2）传热性好：可减少传热面积。 3 ）安全性好：高温下不分解、不燃、不爆，无 毒。 4）化学稳定性好：对金属和非金属材料不腐蚀。
第3章 制冷剂*载冷剂*润滑油
5）溶油性： 溶油性差：制冷剂和润滑油易分离，t0稳定；易产 生油膜影响传热。 溶油性好：润滑好，不易有油膜，传热好；但易引 起t0升高。 6）溶水性： 溶水性差：在节流阀处，蒸发温度低于0℃时，游 离态的水便会结冰而发生“冰堵”。氟利昂难溶于 水。 溶水性好：不会发生“冰堵”，氨易溶于水，但氨 溶于水中易腐蚀金属。
第三章 制冷剂、载冷剂和润滑油.
而成的、在一定的蒸发压力下有恒定的蒸发温度，其气相和 液相的组成相同并保持不变的工质
（二） 优点
① 蒸发温度比单一工质低 ② 在相同的工作条件下制冷量比单一工质大 ③ 排气温度低 ④ 化学稳定性比单一工质好
（三）常用种类：R502 、R500
四、 碳氢化合物
如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和丙烯等，主要用于 石油化工工业，优点是易得，价低，凝固温度低等， 但安全性差，易燃易爆
制冷剂——在直接制冷系统中，依靠自身的状 态变化来传递能量的物质 一、 无机化合物类制冷剂 （一） 种类
水、二氧化碳、空气、氨等
（二）表示方法
一般符号R表示，R后的第一位数字是7，后两位
数是该无机化合物的分子量 如水为R718，二氧化碳为R744，氨为R717等等
二、氟里昂类制冷剂
（一）氟里昂类制冷剂——指饱和碳 氢化合物的卤族衍生物的总称（目前 应用的主要是甲烷和乙烷的衍生物） （二）表示方法 用符号R或F表示， R、F后的数字表 示氟、氢、氯的原子的个数
基本要求
应从热力学、物理学、安全性等方面了 解对制冷剂的要求
目前常用的制冷剂主要有R717、R12、 R22、R502等，应熟悉这些制冷剂的主要 性质及使用时应注意的事项
了解载冷剂和润滑油的种类、使用场合 及选择方法
主要内容
制冷剂的种类 对制冷剂的要求 常用制冷剂及性质 载冷剂 贮冷剂 润滑油
第一节 制冷剂的种类
1.粘度密度小，流动阻力小
2.氨与润滑油不相溶
使系统中存在油膜，影响传热，积存在系统中的 润滑油应定期排出
3.氨与水以任意比互溶 可避免“冰塞“（但氨含水使蒸发温度升高、润 滑油润滑效果下降并对铜和铜合金（磷青铜外）有 腐蚀作用，含水率＜0.2%）
（二） 优点
① 蒸发温度比单一工质低 ② 在相同的工作条件下制冷量比单一工质大 ③ 排气温度低 ④ 化学稳定性比单一工质好
（三）常用种类：R502 、R500
四、 碳氢化合物
如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和丙烯等，主要用于 石油化工工业，优点是易得，价低，凝固温度低等， 但安全性差，易燃易爆
制冷剂——在直接制冷系统中，依靠自身的状 态变化来传递能量的物质 一、 无机化合物类制冷剂 （一） 种类
水、二氧化碳、空气、氨等
（二）表示方法
一般符号R表示，R后的第一位数字是7，后两位
数是该无机化合物的分子量 如水为R718，二氧化碳为R744，氨为R717等等
二、氟里昂类制冷剂
（一）氟里昂类制冷剂——指饱和碳 氢化合物的卤族衍生物的总称（目前 应用的主要是甲烷和乙烷的衍生物） （二）表示方法 用符号R或F表示， R、F后的数字表 示氟、氢、氯的原子的个数
基本要求
应从热力学、物理学、安全性等方面了 解对制冷剂的要求
目前常用的制冷剂主要有R717、R12、 R22、R502等，应熟悉这些制冷剂的主要 性质及使用时应注意的事项
了解载冷剂和润滑油的种类、使用场合 及选择方法
主要内容
制冷剂的种类 对制冷剂的要求 常用制冷剂及性质 载冷剂 贮冷剂 润滑油
第一节 制冷剂的种类
1.粘度密度小，流动阻力小
2.氨与润滑油不相溶
使系统中存在油膜，影响传热，积存在系统中的 润滑油应定期排出
3.氨与水以任意比互溶 可避免“冰塞“（但氨含水使蒸发温度升高、润 滑油润滑效果下降并对铜和铜合金（磷青铜外）有 腐蚀作用，含水率＜0.2%）
制冷剂、载冷剂和冷冻机油
六、 冷冻机油
3.凝固点 润滑油在试验条件下，冷却到停止流动的温度，称为凝固点。用 于制冷压缩机的润滑油，凝固点应越低越好。一般凝固点应低于-40℃。当 润滑油与制冷剂互相溶解时，凝固点将会降低。
4.闪点 润滑油(在开口盛油器内)加热到它的蒸汽与火焰接触时，发生闪火 的最低温度称为闪点。制冷压缩机所用的润滑油其闪点应比最高排气温度 高15-30℃，以免引起润滑油的燃烧与结焦。通常对氨、R12和R22用的润 滑油，其闪点应在160-170℃以上。
４.单位容积制冷量ｑv要大。这样在制冷量一定时，可以减少制冷剂的循环量，缩小压缩机 的尺寸。
５.导热系数要高，粘度和密度要小。以提高各换热器的传热系数，降低其在系统中的流动 阻力损失。
６.绝热指数ｋ要小。由绝热过程中参数间关系式可知，在初温和压缩比相同的情况下， K↑→T2↑。可见，ｋ小可降低排气温度。
R134a不含氯原子，标准蒸发温度约为－26.5℃，凝固温度约为－160℃，在
常温下冷凝压力0.771Mpa。 它不宜采用合成泡沸石作为干燥剂。 R134a对普通橡胶有更强的易膨胀湿润特性，所以密封材料宜采用氢化丁晴
橡胶、氯化橡胶。另外R134a本身无润滑性能，因此对润滑油有更高的要求。
四、制冷剂的命名规则
-50
-60
固体
0 10 20 30 40 50％
氯化钠盐水：共晶点-21.2℃、共晶浓度22.4％ 盐水的凝固点与浓度的关系
氯化钙盐水：共晶点-55℃、共晶浓度29.9％
五、载冷剂
在共晶点的左侧，如果盐水的浓度不变 ，而温度降低，当低于该浓度所对应的 凝固点时，则有冰从盐水中析出，所以 共晶点左面的曲线称为析冰线。
活塞式制冷压缩机中。 ３.高压低温制冷 冷凝压力Pk≥20Kg/cm2（绝对），T0≤－70℃。 如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，这类制冷剂适
第3章 制冷剂、载冷剂和润滑油
已经商品化的共沸混合物，依应用先后在500序号中顺次地规定其识别编号。
制冷原理与装置
第3章 制冷剂、载冷剂和润滑油
非共沸(液体)制冷剂
组成 由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成。在定压 下气化或液化过程中，蒸气成分与溶液成分不断变化，对应 的温度也不断变化。 R4XX R407c 举例 R404a R125/R143a/R134a(44:52:4(%)) R32/R125/R134a(23:25:52(%))
制冷原理与装置
第3章 制冷剂、载冷剂和润滑油 4.碳氢化合物的特性
– 丙烷（R290）是较多采用的碳氢化合物。 属中温制冷剂。难溶于水。大气环境特性 优良（ODP=O，GWP=0.03），是目前被 研究的替代工质之一。 – 除丙烷外，通常用作制冷剂的碳氢化合物 还有乙烷（R170）、丙烯（R1270）、乙 烯( R1150)。
制冷原理与装置
第3章 制冷剂、载冷剂和润滑油
3.1.1 对制冷剂的要求
1.热力学方面的要求： 1)沸点要求低 2)临界温度要高、凝固温度要低 3)具有适宜的工作压力， (Pk/P0)小 4)汽化潜热大 5)对于大型制冷系统，单位容积制冷量尽 可能地大 6)绝热指数小些 7)对于离心式制冷压缩机应采用分子量大的制冷 剂
制冷原理与装置
第3章 制冷剂、载冷剂和润滑油
2.物理化学方面的要求： 1）粘度尽可能小 2）热导率要求高 3）纯度高 4）热化学稳定性好， 5）良好的电绝缘性。 6）溶解于油的不同性质表现出不同的特点。 制冷剂在润滑油中的溶解性可分为完全溶解、 微溶解和完全不溶解。一般可认为R717、R13、 R14等是不溶于油的制冷剂；R22、R114等是 微溶于油的；R11、R12、R21、R113等是完全 溶于油的。
制冷剂载冷剂与冷冻机油
(HCFC)氢化含氯氟烃是继氟利昂之后被宽泛利用的制冷剂。然而，因为
2其020对/1/温31 室效应的影响指数较高，也很快被参加了淘汰的名单。
14
3)对于同分异构体物质的制 冷剂，在按上述命名办法规定的 书写外，另加 “a” “b” “c” 等 予以区别。如图3－4所示两种四 氟乙烷的同分异构体 CHF2CHF2和 CH2FCF3制冷剂代号分别是R134和 R134a。
2020/1/31
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5．无毒、不燃烧、不爆炸。化学稳定性好 无毒，包括不污染食品、不对人体生理产生不良影响和不 给大气环境带来破坏。 采用无燃烧、无爆炸危险的制冷剂，可以保证工作人员、 制冷设备以及场地的安全，并提高设备运行的可靠性。 制冷剂的化学性质稳定，不但可以保证制冷剂本身在高温 等极端条件下不分解、变质等，还能保证它不与冷冻机油、金 属、橡塑制品等发生化学反应，减轻了对制冷系统各部件和管 道的腐蚀和破坏作用，延长制冷设备的工作寿命和使用周期。
度，在饱和状态下气液两相两组分比例保持不变，但热力性质与
原2来020单/1/3组1 分制冷剂的不同，能改善和提高制冷循环的性能。 20
共沸混合类制冷剂的组成及制冷剂代号见表3－3，其命名方 法是在 R 后面加 5，其后再按启用时间的先后顺序编号。
在共沸混合类制冷剂中，R500、R502和R503商业应用较多。
18
化学名称 1,2 - 二溴四氟乙烷 氯五氟乙烷 六氟乙烷 五氯乙烷 2,2 - 二氯 - 1,1,1 - 三氟乙烷 2 - 氯 - 1,1,1,2 - 四氟乙烷 1 - 氯 - 1,1,2,2 - 四氟乙烷 五氟乙烷 2 - 氯 - 1，l，1 - 三氟乙烷 1,1,1,2 - 四氟乙烷 1,1,1 - 三氯乙烷 1 - 氯 - 1，l - 二氟乙烷 1，l，l - 三氟乙烷 1,1 - 二氯乙烷 1,1 - 二氟乙烷 氯乙烷 八氟丙烷
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11-3-1-2常用制冷剂及其性质(1)
(1)R22
船舶广泛使用,无毒、无味、不燃不爆、热稳定性好 和火焰(800℃以上)接触时会分解产生有毒光气 工作压力适中，标准沸点为-40.8℃ 单级压缩制冷蒸发温度可达一40℃ R22在-15℃时的蒸发压力为0.295MPa，+30℃时冷 凝压力为1.19MPa,属中压中温制冷剂 标准工况压缩终温为83℃，可不用水冷却压缩机 溶水性强于R12，在系统中含水较多时会发生冰塞
R134a不含氯原子C1，其臭氧耗减潜能值(ODP)为0， 全球变暖潜能值(GWP)为0，26，也比R12(GWP为3) 小得多。
11-3-1-2 常用制冷剂及其性质(4)
R134a标准沸点为-26.5℃，一15℃时蒸发压 力为0.164 MPa，+30℃时冷凝压力 R134a绝热指数为1.11，在相同工作参数下 压缩机排气终温与尽12相近，压缩机气缸无 需用水冷却。 R134a对普通橡胶有更强的易膨胀湿润特性， 所以密封材料宜采用氢化丁腈橡胶、氯化橡 胶 R134a本身无润滑性能。对润滑油的润滑性 有更高的要求。
第三节
制冷剂、载冷剂和冷冻机油
11-3-1 制冷剂(1)
是在制冷机内完成热力循环的工质,必须具有较 好的热力性质和物理化学性质,选用时根据使用 场合、温度要求、制冷量及制冷机的型式等综 合考虑.
1．制冷剂的种类
(1)无机化合物
如氨、水等,无机类制冷剂的统一编号为R7XX. (R是英文“制冷剂”字头) 编号的后两位数表示该无机化合物的分子量
氟利昂制冷剂
11-3-1 制冷剂(3)
CFC表示不含氢的氯氟烃 HCFC表示含氢的氯氟烃 HFC表示含氢而无氯的氟化烃
含氯的氟里昂
在高空会分解出Cl离子，对大气臭氧层有破坏作用 使太阳光紫外线失去臭氧层的屏敝作用而加强 对人类健康和农作物、海洋浮游生物的生长不利 并引起气候异常 氟里昂气体会产生“温室效应”
11-3-2 载冷剂(2)
水是一种理想的载冷剂
比热大、密度小、对设备和管道腐蚀性小、不燃烧、 不爆炸、无毒、化学稳定性好、价廉易得等优点 在大型空调制冷系统中，广泛采用水作载冷剂 由于它的凝固点高，在使用上受到很大限制
CFC已于1996年起禁用，发展中国家推迟10年 而HCFC将于2016年冻结在2015年的水平，于 2040年完全禁用，工业化国家于2020年禁用
11-3-1 制冷剂(4)
(3)碳氢化合物(烃类)
目前用作制冷剂的有烷烃类和烯烃类
如乙烯C2H，(R1150)、丙烯C3H6、(R1270)等
这类冷剂的特点是
凝固点低，临界温度低，分子量小 与水不发生作用且难溶于水 对金属无腐蚀作用，溶于润滑油，价格低廉 烃类对大气臭氧层无破坏作用，但易燃，与空气 混合后有爆炸危险
11-3-1 制冷剂(5)
(4)共沸制冷剂
由两种或两种以上特定的制冷剂按一定的比例 混合而成，在气化或液化过程中，其蒸气成分 与溶液成分始终保持相同 在既定压力下，发生相变时对应的温度保持不 变。由于在一定的压力下，共沸混合制冷剂标 准沸点比组成它的各种纯冷剂的标准沸点都低， 因此，在相同的工作温度条件下，采用共沸混 合制冷剂的制冷压缩机也就具有压力比小，压 缩终温低，单位容积制冷量大等优点。
11-3-1-2 常用制冷剂及其性质(5)
(4)R717, 氨
①有毒，有强烈的刺激性臭味。当空气中达到一定 浓度时对人有危险，也可引起燃烧和爆炸，氨与食品 接触会使其品味变差 ②与水能大量互溶，不会发生“冰寒” ③微溶于油；④纯氨不腐蚀铁、铜等金属，但氨中含 有水分时会腐蚀锌、铜及铜合金(磷青铜除外)；⑤氨 水呈碱性，可使酚酞试纸变红色 ⑥放热系数比氟利昂大，密度、粘度比氟利昂小 ⑦单位容积制冷量比R12大60％左右，且价格便宜， 目前主要用于一些水产品加工船和冷藏船
11-3-1 制冷剂(6)
(5)非共沸制冷剂
也是由不同制冷剂按一定比例混合而成，但其 不存在共沸点，在定压下蒸发或凝结时，气相 与液相的组成成分不断变化，温度也随之不断 变化 由于相变过程不等温，所以更适于在变温热源 的场合下应用，以缩小传热温差，减小不可逆 损失 它还可以降低制冷循环压缩比，使单级压缩制 冷循环获得更低的蒸发温度。
11-3-1-2常用制冷剂及其性质(3)
(2)R12(二氟二氯甲烷)
是30年代问世后甚为风行的冷剂 破坏大气臭氧层，对地球也有温室效应 R12与R22的主要差别有以下:
①溶水性差，溶水能力随温度降低而下降。易发生“冰塞” ②与润滑油相互易溶(蒸气也能溶油) ⑧电绝缘性较好
(3)R134a(四氟乙烷，CH2FCFs)
11-3-2 载冷剂(1)
载冷剂是在间接制冷系统中用以传递冷
量的中间介质。优良的载冷剂应满足下 列条件
①比热大 ②导热系数大 ③粘度低 ④凝固点与使用温度范围相适应 ⑤腐蚀性小 ⑥无毒、不燃、不爆 ⑦化学稳定性好 ⑧价格低廉。
载冷剂的种类很多，下面为一些常用的
载冷剂及其主要性质
11-3-1-2常用制冷剂及其性质(2)
气态的溶水性小于液态，当系统漏泄时其液体中的含 水量就会增加 条件性溶油
在高于+8℃的区域溶油能力强，可完全溶解 在低于+8℃处则溶油能力会下降，使蒸发器回油困难
电绝缘性不如R12，但渗透性比R12更强，故对装置 的气密性要求更高，可用卤素检漏灯或电子检漏仪检 漏 对天然橡胶有侵蚀作用，在R22装置中一般采用氯丁 橡胶或丁基橡胶作密封材料
11-3-1 制冷剂(2)
(2)饱和烃的卤化物—氟利昂
编号是R后带二或三个数字；依次为碳原子数m-1、 氢原子数n+1和氟原子数x 例如二氟一氯甲烷CHClF2，写为R22。 大多是无毒的，没有气味 不燃烧，没有爆炸危险，热稳定性好 氟利昂分子量大，绝热指数小，凝固点低 含水时会腐蚀镁及镁合金、铁等金属 单位容积制冷量小，密度大，节流损失大 导热系数小，遇火焰时会分解出有毒气体 易漏泄而不易察觉。CFC表示不含氢的氯氟烃；