第2章制冷剂与载冷剂
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第二章 制冷剂、载冷剂和冷冻机油
机物液体。它们适用于不同的载冷温度。
各种载冷剂能够载冷的最低温度受其凝固
点的限制。
1．水
水可以用于蒸发温度高于0℃的制冷装 置中的载冷剂。由于水价格便宜、易 于获得、传热性能好，因此在空调装 置及某些0℃以上的冷却过程中广泛地 用作载冷剂。 水的缺点是只适合于载冷温度在0℃以 上的使用场合。
2．无机盐水溶液
查尔斯· 泰勒 （Charles Tellier) 二甲基乙醚
威德豪森 （Windhausen） CO2 1866年
乙醚 1834年
卡特· 林德 （Carl Linde) NH3 1870年
混合制冷剂 二十世纪 五六十年代
汤姆斯· 米杰里 （Thomas Midgley） 卤代烃 1929-1930年
第三节 载冷剂
直接冷却系统
间接冷却系统：被冷却物体的热量 是通过 载冷剂传给制冷剂
载冷剂的特性
优点：
（1）减小制冷机系统的容积及制冷剂的充灌量； （2）热容量大，被冷却对象的温度易于保持稳定， 蓄冷能力大； （3）便于机组的运行管理，便于安装。
缺点：
（1）增加了动力消耗及设备费用； （2）加大了被冷却物与制冷剂之间的传热温差， 需要较低的制冷机蒸发温度，总的传热不可逆 损失增大。
2．传输性质方面： （1）粘度、密度尽量小。 （2）热导率大。 （3）物理化学性质方面。 ① 无毒、不燃烧、不爆炸、使 用安全。 ② 化学稳定性和热稳定性好。 ③ 对大气环境无破坏作用。 （4）对材料的作用 ——“镀铜”现象。 （5）与润滑油的关系。 （6）对水的溶解性。 （7）泄漏性。 （8）抗电性。 （9）安全性。 （10）来源充足，制造工艺简单，价格便宜。
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。
冷热源工程课件-制冷剂及载冷剂
2.3载冷剂
2.3载冷剂
2.1制冷剂
(2) R134a（四氟乙烷 CH2FCF3）
毒性非常低，不可燃，安全。 与矿物润滑油不相溶。 化学稳定性很好，溶水性比R12强得多，对系统干 燥和清洁性要求更高，用与R12不同的干燥剂。
2.1制冷剂
(3) R11（一氟三氯甲烷 CFCl3）
沸点23.8℃，凝固点-111℃。 毒性比R12更小，安全。 水在R11中的溶解能力与R12相接近。 对金属及矿物润滑油的作用关系也与R12大致相似。
a
2.1制冷剂
水分在一些制冷剂中的溶解度（25℃） 制冷剂 溶解度 制冷剂 溶解度 制冷剂 溶解度 代 号 (质量%) 代 号 (质量%) 代 号 (质量%) R11 0.0098 R124 0.07 R290 na R12 0.01 R125 0.07 R500 0.05 R22 0.13 R134a 0.11 R502 0.06 R23 0.15 R142b 0.05 R600a na R32 0.12 R143a 0.08 R123 0.08 R152a 0.17
冷热源工程
第2章 制冷剂及载冷剂
本章主要内容 2.1制冷剂 2.2CFCs的使用与替代 2.3载冷剂
2.1制冷剂
2.1制冷剂
2.1制冷剂
2.1制冷剂
几种共沸制冷剂的组成和沸点 代号 组分 质量成分 分子 沸点 共沸 各组分的
量 (℃) 温度 沸点(℃)
R500 R12/152a 73.8/26.2 99.3 -33.5 0 -29.8/-25 R501 R22/12 84.5/15.5 93.1 -41.5 -41 -40.8/-29.8 R502 R22/115 48.8/51.2 111.6 -45.4 19 -40.8/-38 R503 R23/13 40.1/59.9 87.6 -88.0 88 -82.2/-81.5 R504 R32/115 48.2/51.8 79.2 -59.2 17 -51.2/-38 R505 R12/31 78.0/22.0 103.5 -30 115 -29.8/-9.8 R506 R31/114 55.1/44.9 93.7 -12.5 18 -9.8/3.5 R507 R125/143 50.0/50.0 98.9 -46.7 -46.7 -48.8/-47.7
制冷剂与载冷剂
Refrigeration Technique 张进制作
2.1制冷剂 2.1制冷剂
3.烃类（碳氢化合物） 3.烃类（碳氢化合物） 烃类 烷烃类：甲烷CH4，乙烷C2H6，丙烷C3H8; 烷烃类：甲烷CH 乙烷C 丙烷C 烯烃类：乙烯C 丙稀C 烯烃类：乙烯C2H4，丙稀C3H6； ◆烷烃类命名方法: 烷烃类命名方法: 与氟利昂相同(丁烷例外， 600） 与氟利昂相同(丁烷例外，为R600） CH4—— R50 ，C2H6—— R170 C3H8—— R290 烯烃类命名方法： ◆烯烃类命名方法： 后先写上“ ，再按氟利昂方法： R后先写上“1”，再按氟利昂方法： C2H4—— R1150 ，C3H6—— R1270 ;
**为发现的顺序：R500、R501、R502…… R509 **为发现的顺序：R500、R501、 为发现的顺序
②非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变， 非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变， 造成气液相组分不同。 造成气液相组分不同。 命名： 命名：R4**
Refrigeration Technique
m-1=0时略 1=0时略 z=0时与B z=0时与B一起略 时与
R22 例：一氯二氟甲烷分子CHF2Cl-----一氯二氟甲烷分子CHF Cl-----一溴三氟甲烷分子CF Br-------一溴三氟甲烷分子CF3Br-------- R13B1 四氟乙烷分子C2H2F4-----------四氟乙烷分子C R134a
Refrigeration Technique
；
张进制作
2.1制冷剂 2.1制冷剂
4. 混合溶液 （混合制冷剂） 混合制冷剂） 概念：由两种(或以上) 概念：由两种(或以上)制冷剂按一定比例相互溶解而成的混 合物。 合物。 类型： 类型： 共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变， ①共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变， 气液相组分相同。 气液相组分相同。 命名： 命名：R5**
2.1制冷剂 2.1制冷剂
3.烃类（碳氢化合物） 3.烃类（碳氢化合物） 烃类 烷烃类：甲烷CH4，乙烷C2H6，丙烷C3H8; 烷烃类：甲烷CH 乙烷C 丙烷C 烯烃类：乙烯C 丙稀C 烯烃类：乙烯C2H4，丙稀C3H6； ◆烷烃类命名方法: 烷烃类命名方法: 与氟利昂相同(丁烷例外， 600） 与氟利昂相同(丁烷例外，为R600） CH4—— R50 ，C2H6—— R170 C3H8—— R290 烯烃类命名方法： ◆烯烃类命名方法： 后先写上“ ，再按氟利昂方法： R后先写上“1”，再按氟利昂方法： C2H4—— R1150 ，C3H6—— R1270 ;
**为发现的顺序：R500、R501、R502…… R509 **为发现的顺序：R500、R501、 为发现的顺序
②非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变， 非共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度改变， 造成气液相组分不同。 造成气液相组分不同。 命名： 命名：R4**
Refrigeration Technique
m-1=0时略 1=0时略 z=0时与B z=0时与B一起略 时与
R22 例：一氯二氟甲烷分子CHF2Cl-----一氯二氟甲烷分子CHF Cl-----一溴三氟甲烷分子CF Br-------一溴三氟甲烷分子CF3Br-------- R13B1 四氟乙烷分子C2H2F4-----------四氟乙烷分子C R134a
Refrigeration Technique
；
张进制作
2.1制冷剂 2.1制冷剂
4. 混合溶液 （混合制冷剂） 混合制冷剂） 概念：由两种(或以上) 概念：由两种(或以上)制冷剂按一定比例相互溶解而成的混 合物。 合物。 类型： 类型： 共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变， ①共沸溶液：定压下蒸发或冷凝时，相变温度固定不变， 气液相组分相同。 气液相组分相同。 命名： 命名：R5**
第2讲：制冷剂、载冷剂、冷冻机油及压焓图
第2讲：制冷剂、载冷剂、冷冻机油§2-1 制冷剂制冷剂又称制冷工质，用英文单词（Refrigcrant）的首位字母“R”作为代号。
它是一种在制冷循环过程中利用液体气化吸收热量，又在外功的作用下，把气体液化放出的热量传给周围介质的物质。
它易于气化，又易于液化。
在制冷装置中，没有制冷剂就无法实现制冷。
高压制冷剂。
按可燃性和毒性分类，分为不可燃、可燃、易燃、低毒、高毒等组别。
●制冷剂的选用原则制冷剂应具备一些基本要求，可以从热力学、物理化学、安全和经济等方面来考虑。
（1）热力学的要求①在大气压下，制冷工质的蒸发温度（沸点）t0要低。
这样不仅可以获取比较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度t0下，使其蒸发压力P0高于大气压力，以避免空气进入制冷系统影响换热设备的换热效果和设备的使用寿命。
同时，在一定的蒸发温度下，蒸发压力高于大气压力，系统一旦发生泄漏时容易发现。
②要求制冷剂在常温条件下，要有比较低的冷凝压力P k，以免对处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排出管道等设备的强度要求过高。
通常按正常蒸发温度t0和常温下的冷凝压力P k将制冷工质分为以下三种：a.高温制冷工质（或称低压制冷工质）：t0>0℃,P k<2～3kg/cm2。
如R11、R113、R114等，这些制冷剂适用高温环境下空调系统用的离心式压缩机。
b.中温制冷工质（或称中压制冷工质）：0℃>t0>-70℃，P k<15～20 kg/cm2。
如氨（R717）、氟利昂12（R12）、氟利昂22（R22）、氟利昂500（R500）、氟利昂502（R502）等，这类制冷剂使用范围比较广，适用于活塞式制冷压缩机制电冰箱、食堂小冷库、空调用制冷系统、大型冷藏库等制冷装置中。
c.低温制冷工质（或称高压制冷工质）：t0<-70℃，P k>20kg/cm2.如氟利昂13(R13)、氟利昂14(R14)、氟利昂23（R23）、氟利昂503（R503）等，这类制冷剂只适用于复叠式制冷装置中的低温部分或在-70℃以下的低温制冷设备。
第二章制冷剂和载冷剂ppt课件
命名方法：R7XX
例：氨NH3——R717
XX为无机物的分子量
水H2O——R718
二氧化碳CO2——R744
(二)氟利昂(卤代烃)
氟利昂是饱和烃类(饱和碳氢化合物)的卤族衍生 物的总称。
分子式：CmHnFxClyBrz （满足2m+2=n+x+y+z）
1）命名法一：R (m-1)(n+1) (x)B(z)
一、对制冷剂的基本要求
(一)热力学方面的要求
1.制冷效率高 选用制冷效率较高的制冷剂可以提高制冷的经济 性。 2.蒸发压力和冷凝压力适中 蒸发压力：最好接近且稍高于大气压力； 冷凝压力：不宜过高，一般不超过1.2～1.5Mpa。
3.q0和qv大 q0大：获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循 环量； qv大：压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗 和投资。
一样使用。
R500、R502混合制冷剂性质。
1．R500
R500制冷剂是由质量百分比为73.8％的R12和 26.2％的R152a组成。与R12相比，使用同一台压缩 机其制冷量提高约18％。在大气压力下的蒸发温度 为-33.3℃。
2．R502制冷剂
R502制冷剂是由质量百分比为48.8％的R22和 51.2％的R115组成。它与R22相比，采用R502的单级 压缩机，制冷量可增加5％～30％；采用双级压缩机， 制冷量可增加4％～20％，在低温下，制冷量增加较 大。在相同的t0和tk下，压缩比较小，排气温度比 R22低15～30℃。在相同的工况下，R502比R22的吸入 压力稍高，而压缩比又较小，故压缩机的容积效率提 高，在低温下更为有利。
3.化学稳定性好： 对金属和非金属材料不腐蚀。 注意对制冷系统设备及管道、密封材料选择。 氨：对金属有腐蚀作用，对非金属腐蚀很小。选 用无缝钢管，普通橡胶； 氟利昂：对非金属有腐蚀作用，对金属腐蚀小。 选用铜管或无缝钢管，特殊橡胶。
例：氨NH3——R717
XX为无机物的分子量
水H2O——R718
二氧化碳CO2——R744
(二)氟利昂(卤代烃)
氟利昂是饱和烃类(饱和碳氢化合物)的卤族衍生 物的总称。
分子式：CmHnFxClyBrz （满足2m+2=n+x+y+z）
1）命名法一：R (m-1)(n+1) (x)B(z)
一、对制冷剂的基本要求
(一)热力学方面的要求
1.制冷效率高 选用制冷效率较高的制冷剂可以提高制冷的经济 性。 2.蒸发压力和冷凝压力适中 蒸发压力：最好接近且稍高于大气压力； 冷凝压力：不宜过高，一般不超过1.2～1.5Mpa。
3.q0和qv大 q0大：获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循 环量； qv大：压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗 和投资。
一样使用。
R500、R502混合制冷剂性质。
1．R500
R500制冷剂是由质量百分比为73.8％的R12和 26.2％的R152a组成。与R12相比，使用同一台压缩 机其制冷量提高约18％。在大气压力下的蒸发温度 为-33.3℃。
2．R502制冷剂
R502制冷剂是由质量百分比为48.8％的R22和 51.2％的R115组成。它与R22相比，采用R502的单级 压缩机，制冷量可增加5％～30％；采用双级压缩机， 制冷量可增加4％～20％，在低温下，制冷量增加较 大。在相同的t0和tk下，压缩比较小，排气温度比 R22低15～30℃。在相同的工况下，R502比R22的吸入 压力稍高，而压缩比又较小，故压缩机的容积效率提 高，在低温下更为有利。
3.化学稳定性好： 对金属和非金属材料不腐蚀。 注意对制冷系统设备及管道、密封材料选择。 氨：对金属有腐蚀作用，对非金属腐蚀很小。选 用无缝钢管，普通橡胶； 氟利昂：对非金属有腐蚀作用，对金属腐蚀小。 选用铜管或无缝钢管，特殊橡胶。
制冷剂和载冷剂
第一节 制 冷 剂
三、常用制冷剂的性质
1．氨(R717) a、 氨单位容积制冷量大，压力适中。 常温下Pk< 1．5MPa；当 to >—33．4℃ 时，P0>1个大气压。 b、氨与水可以任何比例互相溶解，不会引起结冰而堵塞管道 通路。但水分会使to升高，并对铜及铜合金(磷青铜除外)有腐蚀作 用，故液氨中含水量不超过0．2％。 c、氨难溶于润滑油的制冷剂，因此，氨制冷系统中的管道和 换热器的热表面上会积有油膜，影响传热效果。 d、氨有毒。当空气中氨的容积浓度达0．5％—0．6％时，人 停留半小时就会引起中毒。 e、氨具有可燃性，在16％～25％时遇明火会有爆炸危险； 目前，规定氨在空气中的浓度不应超过20mg／m3。 f、氨的绝热指数较高，使压缩机的排气温度较高。 g、氨价格便宜。
第二章 制冷剂和载冷剂
第一节 制 冷 剂
三、常用制冷剂的性质
1) 氟利昂12(CF2Cl2 ) a、R12五色、无味，毒性小。在标准大气压下其蒸发温度为- 29．8℃； b、水在R12中的溶解度很小，为防止冰塞现象，R12产品中的 含水量不得超过0．0025％； c、R12能够与润滑油以任意比例互相溶解 ； d、R12极易渗漏且不易被发现，所以要求制冷系统有足够的 密封性。 R12目前广泛应用于中、小型制冷装置，如电冰箱、空调器 和去湿机等。
第二章 制冷剂和载冷剂
第一节 制 冷 剂
一、对制冷剂的要求
1、制冷剂冷凝压力不太高 ；蒸发压力不低于大气压力 ； 2、单位容积制冷量要大 ，以缩小压缩机的尺寸 ； 3、制冷剂的临界温度要高 ，而凝固温度要低 ； 4、制冷剂的粘度和密度应尽可能小，以减少流动阻力； 5、导热系数要大，以提高热交换设备的传热系数，减少传热面积； 6、所用的材料无腐蚀性，与润滑油不起化学作用，高温下不分解； 7、对人体无害，无燃烧和爆炸危险，使用安全； 8、易于取得，价格便宜。
三、常用制冷剂的性质
1．氨(R717) a、 氨单位容积制冷量大，压力适中。 常温下Pk< 1．5MPa；当 to >—33．4℃ 时，P0>1个大气压。 b、氨与水可以任何比例互相溶解，不会引起结冰而堵塞管道 通路。但水分会使to升高，并对铜及铜合金(磷青铜除外)有腐蚀作 用，故液氨中含水量不超过0．2％。 c、氨难溶于润滑油的制冷剂，因此，氨制冷系统中的管道和 换热器的热表面上会积有油膜，影响传热效果。 d、氨有毒。当空气中氨的容积浓度达0．5％—0．6％时，人 停留半小时就会引起中毒。 e、氨具有可燃性，在16％～25％时遇明火会有爆炸危险； 目前，规定氨在空气中的浓度不应超过20mg／m3。 f、氨的绝热指数较高，使压缩机的排气温度较高。 g、氨价格便宜。
第二章 制冷剂和载冷剂
第一节 制 冷 剂
三、常用制冷剂的性质
1) 氟利昂12(CF2Cl2 ) a、R12五色、无味，毒性小。在标准大气压下其蒸发温度为- 29．8℃； b、水在R12中的溶解度很小，为防止冰塞现象，R12产品中的 含水量不得超过0．0025％； c、R12能够与润滑油以任意比例互相溶解 ； d、R12极易渗漏且不易被发现，所以要求制冷系统有足够的 密封性。 R12目前广泛应用于中、小型制冷装置，如电冰箱、空调器 和去湿机等。
第二章 制冷剂和载冷剂
第一节 制 冷 剂
一、对制冷剂的要求
1、制冷剂冷凝压力不太高 ；蒸发压力不低于大气压力 ； 2、单位容积制冷量要大 ，以缩小压缩机的尺寸 ； 3、制冷剂的临界温度要高 ，而凝固温度要低 ； 4、制冷剂的粘度和密度应尽可能小，以减少流动阻力； 5、导热系数要大，以提高热交换设备的传热系数，减少传热面积； 6、所用的材料无腐蚀性，与润滑油不起化学作用，高温下不分解； 7、对人体无害，无燃烧和爆炸危险，使用安全； 8、易于取得，价格便宜。
第2章 制冷剂和载冷剂
第2章制冷剂和载冷剂制冷剂又称制冷工质，它是在制冷系统中完成制冷循环的工作介质。
制冷剂在蒸发器内气化吸收被冷却介质的热量而制冷，又在高温下把热量放给周围介质，重新成为液态制冷剂，不断进行制冷循环。
蒸气压缩式制冷装置是利用制冷剂的集态变化来达到制冷的目的，因此，制冷剂的性能直接影响制冷循环的技术经济指标。
2 . 1 制冷剂制冷剂的种类有几十种，但在工业上常用的不过10余种。
2 . 1 . 1 对制冷剂的要求1.对制冷剂的要求（1）用常温的水或空气做冷却介质时，制冷剂相应的冷凝压力不太高，以减少制冷装置的承受能力。
在工作温度范围内其相应的蒸发压力不低于大气压力，避免制冷系统的低压部分出现负压，防止空气渗入系统。
同时，冷凝压力和蒸发压力之比不要过大，以免压缩终了的温度过高、压缩机的容积效率过低。
（2）通常要求制冷剂的单位容积制冷量要大，这样可以缩小压缩机的尺寸。
（3）由于在临界温度以上，无论加多大的压力都不能使制冷剂液化，因此，制冷剂的临界温度要高，便于用常温的冷却介质进行冷凝。
凝固温度要低，以获得较低的蒸发温度。
便于用一般的冷却水或空气进行冷凝。
压缩终了温度不要太高，以免压缩机的润滑条件恶化。
（4）制冷剂的粘度和密度应尽可能小，以减少制冷剂在系统中的阻力。
（5）导热系数要大，可以提高热交换设备的传热系数，减少传热面积，使热交换器耗用的金属材料减少。
（6）对制冷装置所用的材料无腐蚀性，与润滑油不起化学作用；高温下不分解，热稳定性好。
（7）对人体无害，无燃烧和爆炸危险，使用安全。
（8）易于取得，价格便宜。
（9）对大气臭氧层没有破坏作用。
（10）对全球气候变暖影响程度小完全满足上述所有要求的制冷剂是很难寻觅的，各种制冷剂总是在某些方面有其长处，而在另一些方面又有其不足。
并且使用要求、运行条件和机器种类及容量不同，对于制冷剂性质要求的考虑侧重面也就不同，所以应该按照主要条件来选择相应的制冷剂。
目前所采用的制冷剂都存在一些缺点，因此在选用制冷剂时，应根据实际情况，主要条件符合即可选用。
制冷原理与装置-制冷剂与载冷剂
二氟一氯甲烷 CБайду номын сангаасF2Cl （R22)、一氟三氯甲烷 CFCl3 (R11)等。
3.非共沸制冷剂的简写符号为R4( )，如： R400,R401,等。 4.共沸制冷剂的简写符号为R5( ),如： R500,R501,等。 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，其后的数字排写规则与氟利昂及 烷烃类符号表示中的数字排写规则相同。 6.有机氧化物、脂肪族胺，他们用R6开头， 其后的数字是任选的。例如，乙醚为R610， 甲酸甲酯为R611，甲胺为R630，乙胺为 R631。
2．燃烧性和爆炸性 各种制冷剂的燃烧性和爆炸性差别很大。易 燃的制冷剂在空气中的含量达到一定范围时， 遇明火就会产生爆炸。
3．安全分类 以前对制冷剂的安全性分别以毒性和可燃性 作出规定，最近国际标准 IS05149—93 和美国标 准 ANSI/ASHRAE34--92 对制冷剂的安全分类作了 较大的调整，将毒性与可燃性合在一起，规定了 6个安全等级，
3. 气化热
4. 比热容
5. 液体的密度
式中， cr 是临界密度， sb 是正常沸点时的密度， Z cr 是临界压缩因子， Tr 是对比温度， T 是正常沸点对比温度。
br
第三节 制冷剂的物理化学性质及其应用 在选用制冷剂时，除了要考虑热力性质外，还须要 考虑制冷剂的物理化学性质，如毒性、燃烧性、爆炸 性、与金属材料的作用、与润滑油的作用、与大气环 境的“友好性”等因素。 一、安全性 安全性对操作人员是非常重要的，尤其是在制冷机 长期连续运转的情况下，制冷剂的毒性、燃烧性和爆 炸性都是评价制冷剂安全程度的性质，各国都规定了 最低安全程度的标准，如ANSI／ASHRAEl5—1992 等。 1．毒性 • 毒性通常是根据对动物的试验和对人的影响的资料 来确定的。TLVs(Threshold Limit Values)指标作为 毒性标准， 美国杜邦公司用AEL（Allowable Exposure Limit)作为毒性标准。如这些指标的数值 为1000或1000以上，则可认为这种制冷剂是无毒的。
3.非共沸制冷剂的简写符号为R4( )，如： R400,R401,等。 4.共沸制冷剂的简写符号为R5( ),如： R500,R501,等。 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，其后的数字排写规则与氟利昂及 烷烃类符号表示中的数字排写规则相同。 6.有机氧化物、脂肪族胺，他们用R6开头， 其后的数字是任选的。例如，乙醚为R610， 甲酸甲酯为R611，甲胺为R630，乙胺为 R631。
2．燃烧性和爆炸性 各种制冷剂的燃烧性和爆炸性差别很大。易 燃的制冷剂在空气中的含量达到一定范围时， 遇明火就会产生爆炸。
3．安全分类 以前对制冷剂的安全性分别以毒性和可燃性 作出规定，最近国际标准 IS05149—93 和美国标 准 ANSI/ASHRAE34--92 对制冷剂的安全分类作了 较大的调整，将毒性与可燃性合在一起，规定了 6个安全等级，
3. 气化热
4. 比热容
5. 液体的密度
式中， cr 是临界密度， sb 是正常沸点时的密度， Z cr 是临界压缩因子， Tr 是对比温度， T 是正常沸点对比温度。
br
第三节 制冷剂的物理化学性质及其应用 在选用制冷剂时，除了要考虑热力性质外，还须要 考虑制冷剂的物理化学性质，如毒性、燃烧性、爆炸 性、与金属材料的作用、与润滑油的作用、与大气环 境的“友好性”等因素。 一、安全性 安全性对操作人员是非常重要的，尤其是在制冷机 长期连续运转的情况下，制冷剂的毒性、燃烧性和爆 炸性都是评价制冷剂安全程度的性质，各国都规定了 最低安全程度的标准，如ANSI／ASHRAEl5—1992 等。 1．毒性 • 毒性通常是根据对动物的试验和对人的影响的资料 来确定的。TLVs(Threshold Limit Values)指标作为 毒性标准， 美国杜邦公司用AEL（Allowable Exposure Limit)作为毒性标准。如这些指标的数值 为1000或1000以上，则可认为这种制冷剂是无毒的。
制冷剂与载冷剂
制冷剂与载冷剂制冷剂是制冷机中的工作介质，故又称制冷工质。
制冷剂在制冷机中循环流动，在蒸发器内吸取被冷却物体或空间的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围介质而被冷凝成液体，制冷系统借助于制冷剂状态的变化，从而实现制冷的目的。
载冷剂又称冷媒，是在间接供冷系统中用以传递制冷量的中间介质。
载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备中，吸收被冷却物体或空间的热量，再返回蒸发器重新被冷却，如此循环不止，以达到传递制冷量的目的。
本章主要介绍制冷剂必备的特性以及常用制冷剂和载冷剂的主要性质。
2.1 制冷剂蒸气压缩式制冷系统中的制冷剂是一种在系统中循环工作的，汽化和凝结交替变化进行传递热量的工作流体。
系统中的制冷剂在低压低温下汽化吸热（实现制冷），而在高压高温下凝结放热（蒸汽还原为液体）。
有适宜的压力和温度，并满足一定条件的可作为制冷剂的物质大约有几十种，常用的不过十几种。
在空调、冷藏中广泛使用的制冷剂不过几种。
2.1.1制冷剂的种类与编号2.1.1.1制冷剂的种类与分类可作为制冷剂的物质较多，其种类如下：1）无机化合物，如水、氨、二氧化碳等。
2）饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物，俗称氟利昂，主要是甲烷和乙烷的衍生物，如R12、R22、R134a等。
3）饱和碳氢化合物，如丙烷、异丁烷等。
4）不饱和碳氢化合物，如乙烯、丙烯等。
5）共沸混合制冷剂，如R502等。
6）非共沸混合制冷剂，如R407C等。
通常按照制冷剂的标准蒸发温度，将其分为三类，即高温、中温和低温制冷剂。
所谓标准蒸发温度，是指在标准大气压力下的蒸发温度，也就是通常所说的沸点。
1）高温（低压）制冷剂：标准蒸发温度t s＞0℃，冷凝压力Pc≤0.2～0.3MPa。
常用的高温制冷剂有R123等。
2）中温（中压）制冷剂：0℃＞t s＞-60℃, 0.3MPa＜Pc＜2.0MPa。
常用的中温制冷剂有氨、R12、R22、R134a、丙烷等。
3）低温（高压）制冷剂：t s≤-60℃。
制冷剂与载冷剂
简写符号规定为R(m简写符号规定为R(m-1)(n+1)(x)B(z) R(m 数值为零时省去写， 数值为零时省去写，同分异构体则在其最后加小写 英文字母以示区别。 英文字母以示区别。 正丁烷和异丁烷例外， R600和R600a(或R601)表示 正丁烷和异丁烷例外，用R600和R600a(或R601)表示
制 冷 原 理 与 装 置
2、工作温度范围内有合适的压力 和压力比
蒸发压力≧之比不宜过大
制 冷 原 理 与 装 置
3、单位制冷量 0和单位容积制冷量 v较 单位制冷量q 和单位容积制冷量q 单位制冷量 大。 4、压缩机的理论比功 小，循环效率高。 、压缩机的理论比功w小 循环效率高。 5、等熵压缩终了温度t2不能太高，以免 、等熵压缩终了温度 不能太高， 润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解。 润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解。
共沸混合工质
简写符号为R5( 简写符号为R5( )( ) 括号中的数字为该工质命名的先后顺序号，从00开始 括号中的数字为该工质命名的先后顺序号， 00开始
制 冷 原 理 与 装 置
三、 制冷剂的环保化替代
1、制冷剂破坏臭氧层问题及温室效应 、
1975年美国学者提出，含氯的氟利昂中 年美国学者提出， 年美国学者提出 的氯原子会破坏臭氧层。 的氯原子会破坏臭氧层。 根据该理论， 根据该理论，含氯的氟利昂中的氯原子 在平流层会分离出来， 在平流层会分离出来，与臭氧分子作用生 成氧化氯和氧分子。氧化氯能与臭氧作用， 成氧化氯和氧分子。氧化氯能与臭氧作用， 重又生成氯原子和氧分子。这样不断重复， 重又生成氯原子和氧分子。这样不断重复， 使臭氧大量被破坏。 使臭氧大量被破坏。 该理论于1995年得到了诺贝尔化学奖。 年得到了诺贝尔化学奖。 该理论于 年得到了诺贝尔化学奖
制 冷 原 理 与 装 置
2、工作温度范围内有合适的压力 和压力比
蒸发压力≧之比不宜过大
制 冷 原 理 与 装 置
3、单位制冷量 0和单位容积制冷量 v较 单位制冷量q 和单位容积制冷量q 单位制冷量 大。 4、压缩机的理论比功 小，循环效率高。 、压缩机的理论比功w小 循环效率高。 5、等熵压缩终了温度t2不能太高，以免 、等熵压缩终了温度 不能太高， 润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解。 润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解。
共沸混合工质
简写符号为R5( 简写符号为R5( )( ) 括号中的数字为该工质命名的先后顺序号，从00开始 括号中的数字为该工质命名的先后顺序号， 00开始
制 冷 原 理 与 装 置
三、 制冷剂的环保化替代
1、制冷剂破坏臭氧层问题及温室效应 、
1975年美国学者提出，含氯的氟利昂中 年美国学者提出， 年美国学者提出 的氯原子会破坏臭氧层。 的氯原子会破坏臭氧层。 根据该理论， 根据该理论，含氯的氟利昂中的氯原子 在平流层会分离出来， 在平流层会分离出来，与臭氧分子作用生 成氧化氯和氧分子。氧化氯能与臭氧作用， 成氧化氯和氧分子。氧化氯能与臭氧作用， 重又生成氯原子和氧分子。这样不断重复， 重又生成氯原子和氧分子。这样不断重复， 使臭氧大量被破坏。 使臭氧大量被破坏。 该理论于1995年得到了诺贝尔化学奖。 年得到了诺贝尔化学奖。 该理论于 年得到了诺贝尔化学奖
第二章 工质
相对不稳定，到达平流层前已经分解 对臭氧层破坏作用较小
11
HCFC，氢氯氟烃
7. ODP和GWP
CO2：ODP＝0，GWP＝1 CFC：ODP＝1
R11：GWP＝1500 R12：GWP＝4500 R22：GWP＝510 R123：GWP＝29 R124：GWP＝150 R141b：GWP＝150
比热尽量大：节省水泵能耗 凝固温度低于蒸发温度4~8℃，沸点高 浓度低于合晶点浓度 导热系数大：节省热交换面积 比重小、粘度小：减少泵能耗 腐蚀性小：否则需要缓蚀剂或抗腐蚀部件 无毒，化学稳定性好 价廉
28
思考题
非共沸制冷剂在制冷系统中泄漏时，哪种制 冷剂先泄漏，泄漏后对系统性能有何影响？
13
寻求新的制冷剂
9. CFCs和HCFCs工质替代
替代工作中存在的问题
热力性质差，COP下降 溶油问题 毒性问题 可燃性问题 GWP高 腐蚀性，吸水性，聚集对人体有害 GWP较大，仍可能继续被替代
14
R134a：替代工质中应用最广泛，杜邦产品
三、 制冷剂的基本热力特性
3. 概念：
ODP: Ozone Depletion Potentiality 许可条件: ODP < 0.1 GWP: Global Warming Potentiality 越小越好
10
关于ODS(臭氧层消耗物质)
CFC，氯氟烃
性能稳定，可进入平流层 只有受紫外线照射方分解出Cl离子 对臭氧层破坏作用较大
15
11
HCFC，氢氯氟烃
7. ODP和GWP
CO2：ODP＝0，GWP＝1 CFC：ODP＝1
R11：GWP＝1500 R12：GWP＝4500 R22：GWP＝510 R123：GWP＝29 R124：GWP＝150 R141b：GWP＝150
比热尽量大：节省水泵能耗 凝固温度低于蒸发温度4~8℃，沸点高 浓度低于合晶点浓度 导热系数大：节省热交换面积 比重小、粘度小：减少泵能耗 腐蚀性小：否则需要缓蚀剂或抗腐蚀部件 无毒，化学稳定性好 价廉
28
思考题
非共沸制冷剂在制冷系统中泄漏时，哪种制 冷剂先泄漏，泄漏后对系统性能有何影响？
13
寻求新的制冷剂
9. CFCs和HCFCs工质替代
替代工作中存在的问题
热力性质差，COP下降 溶油问题 毒性问题 可燃性问题 GWP高 腐蚀性，吸水性，聚集对人体有害 GWP较大，仍可能继续被替代
14
R134a：替代工质中应用最广泛，杜邦产品
三、 制冷剂的基本热力特性
3. 概念：
ODP: Ozone Depletion Potentiality 许可条件: ODP < 0.1 GWP: Global Warming Potentiality 越小越好
10
关于ODS(臭氧层消耗物质)
CFC，氯氟烃
性能稳定，可进入平流层 只有受紫外线照射方分解出Cl离子 对臭氧层破坏作用较大
15
制冷剂及载冷剂制冷压缩机ppt课件
3）R22
对大气臭氧层有轻微破坏作用，并产生温室效应。 它是第二批被列入限用与禁用的制冷剂之一。我国 将在2040年1月1日起禁止生产和使用。
R22是最为广泛使用的中温制冷剂，属安全性制冷 剂。化学性质不如R12稳定。
R22 能部分地与润滑油互溶，R22对金属的作用、 泄漏性与R12相同。
R22广泛用于冷藏、空调、低温设备中。在活塞式 、离心式、压缩机系统中均有采用。由于它对大气 臭氧层仅有微弱的破坏作用故可作为R12的近期、 过渡性替代制冷剂。
件，为机体润滑创造良好条件；且在蒸发器和冷凝 器的热换热面上不易形成油膜阻碍传热。 ➢ 缺点：从压缩机带出的油量过多，并且能使蒸发器 中的蒸发温度升高、制冷量减少。 制冷剂部分或微溶于油 优点：从压缩机带出的油量少，故蒸发器中蒸发温 度较稳定。
缺点：在蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油 膜，影响了传热。
对臭氧层破坏严重，已被禁用； 2 不完全卤化氯氟烃（HCFCs）：如R22、R123——
对臭氧层破坏大为减缓，禁用期可延迟； 3 不完全卤化氟烃（HFCs）：如R134a、R32、
R125——无Cl,对臭氧层无破坏，可用。
共性
1）热力性质
分子量较大、密度高、流动性差，在制冷系统中循环 时流动阻力大；
➢ 绝热指数小，压缩终温较低；
➢ 传热性能较差；
2）物理化学性质：
溶水性极差，系统中应严格控制水的含量；
➢ 对金属的腐蚀性很小；
➢ 对天然橡胶、树脂、塑料等非金属材料有腐蚀（膨 润）作用；
➢ 遇明火时，卤代烃中会分解出氟化氢、氯化氢或光 气；
3）安全性 ➢ 无味、渗透性强，在系统中极易渗透 4）经济性 ➢ 价格高
临界温度高
➢ ——便于用一般冷却水或空气对制冷剂进行 冷却、冷凝；
螺杆机制冷剂、载冷剂、冷冻机油1
第二章制冷剂载冷剂冷冻机油目的：通过对制冷剂、载冷剂、冷冻机油的了解；正确使用制冷剂、载冷剂、冷冻机油。
第一节制冷剂1，什么是制冷剂以及制冷剂的作用：制冷剂：就是在制冷系统中能够循环变化的物质，也叫工质。
制冷过程就是制冷剂在循环过程中发生相变时（蒸发或冷凝）吸收或释放热量来达到热量从低温部分转移到高温部分。
2，制冷剂的安全、环境特性毒性危害分类：分A、B两类。
A类，无毒性或低毒性；B类，高毒性。
燃烧性危害程度分类：分1、2、3类。
分别为：不可燃、有燃烧性、有爆炸性。
臭氧消耗潜能值ODP：表示制冷剂消耗大气臭氧分子潜能的程度。
选用R11的值作为标准值1.0。
温室效应潜能值（全球变暖潜能值）GWP：是衡量制冷剂对气候变暖的影响值。
选用二氧化碳的温室效应潜能值为标准值1.0。
例：毒性危害和燃烧性危害程度分类 ODP GWPR11 A1 1.0 4600 R12 A1 0.82 10600 R744(CO2) A1 0 1R717（氨） B2 0 1R22 A1 0.034 1900 R134a A1 0 16003，常用制冷剂1）氨（NH3 R717）标准沸点-33.4℃，凝固温度-77.7℃。
有较好的热力性质和热物理性质；压力适中，单位容积制冷量大，粘性小，流动阻力小，比重小，传热性能好；价格便宜、易获得。
毒性大，易燃易爆，有强烈刺激性气味，对食品易产生污染；空气中氨的容积浓度达到0.5~0.6%时，人在其中停留半小时就会引起中毒；容积浓度达到11~14%时，可以燃烧；容积浓度达到16~25%时，遇明火可以引起爆炸；氨在高温（260℃）时会分解出氢气（H2），遇空气及明火会产生强烈的爆炸；氨系统必须安装空气分离器，及时排放系统中的空气及其它不凝性气体。
氨极易溶于水，可以与水以任意比例互溶，因此在氨系统中不会产生冰塞，可以不加干燥过滤器；但有水存在，极易腐蚀金属，并提高蒸发温度；纯氨不腐蚀钢、铁，但含水时会腐蚀锌、铜及铜合金（除磷青铜），因此在氨制冷机及系统中不允许使用铜及铜合金部件（包括压力表，氨压力表必须标有“氨”字样），只有个别起耐磨、密封的部件才可以使用高锡磷青铜，如活塞机的小头衬套和轴封。
制冷技术 第二章 制冷剂和载冷剂
第一节 制冷剂
三、常用制冷剂的性质 目前常用的制冷剂有水、氨和氟利昂，其性质见表2-3。
表2-3 常 用 制 冷 剂 的 性 质
制冷 剂代号
分子式
分子量 标准 凝固 临界 M 沸点/℃ 温度/℃ 温度/℃
临界 压力 /MPa
R718 R717 R11 R12 R13 R22 R113 R114 R134a
） 1.33(0℃)
1.32
1.135
1.138 1.15(10℃) 1.194(10℃) 1.08(60℃) 1.092(10℃)
1.11
毒性 级别
无 2 5 6 6 5a 4～5 6 6
2.008 1.127(30℃) 5a
1.788 1.133(30℃) 5a
第一节 制冷剂
（一）水（R718） 优点：无毒、无味、不会燃烧和爆炸，而且是容易得到的物 质。 缺点：水蒸气的比容大，单位容积制冷量小，水的凝固点高， 不能制取较低的温度。 适用场合：适用于蒸发温度0℃以上的情况。所以，水作为制 冷剂常用于蒸气喷射制冷机和溴化锂吸收式制冷机中。 水的物理参数：在标准大气压下,它的沸点温度为100℃，临 界温度374.12℃，临界压力为22.12MPa，凝固温度为0℃。
第一节 制冷剂
（三）碳氢化合物（烃类） 碳氢化合物称烃，烃类制冷剂有烷烃类制冷剂（甲烷、乙烷），烯 烃类制冷剂有（乙烯、丙烯）等。 （四）混合制冷剂 混合制冷剂又称多元混合溶液。它是由两种或两种以上制冷剂按比 例相互溶解而成的混合物。它分为共沸溶液和非共沸溶液。 共沸溶液，在固定压力下蒸发或冷凝时，其蒸发温度和冷凝温度恒 定不变，而且它的气相和液相具有相同的组分。共沸溶液制冷剂代号的 第一个数字均为5，目前作为共沸溶液制冷剂的有R500、R502等。 非共沸溶液，在固定压力下蒸发或冷凝时其蒸发温度和冷凝温度是 不断变化的，气、液相的组成成分也不同。目前非共沸溶液应用的有 R12/R13、R22/114、R22/R152a/R124等。
制冷剂与载冷剂
5/R134a） 为7.1℃
10%，制冷量略有下降，且 器、单元
（23/25/5 （非共沸
传热性能稍差，制冷效率约 式空调器
2） 混合工质）
下降5%，温度滑移较大，应 和小型冷
改进蒸发器和冷凝器的设计。 水机组
R410A （R32/R12 温度滑移 A1/A1 0 1730 与R22相比，系统压力为其 房间空调
由两种或多种制冷剂按一定比例混合在一起的制冷剂，在一定压力下 平衡的液相和气相的组分相同，且保持恒定的沸点，这样的混合物称为 共沸混合制冷剂。
例如R125/134a（50/50），编号为R507A 编号法则：已商品化的共沸混合制冷剂给予编号，序号从500开始。
X-element-N
4、饱和碳氢化合物 甲烷（CH4）—R50，乙烷（C2H6）—R170 丁烷及以后的烷类按序号600依次编号，如丁烷为R600、 R600a。
X-element-N
（1）天然矿物油：由烷烃、环烷烃和芳香烃组成，只能 与极性较弱或非极性制冷剂相溶。
矿物油的应用范围
国际品种 L-DRA/A
L-DRA/B
L-DRB/A L-DRB/B
ISO品种 主要组成
工作 温度
L-DRA
深度精制矿物 油（环烷基、 高于石蜡基或白油） 40℃
合成烃油
L-DRB
中温（中压）制冷剂：压力0.3-2.0 MPa，温度-60-0℃，如R12、 R22、R717、R142b、丙烯、丙烷等。这类制冷剂适用的温度范围较 广，一般的空调制冷系统以及-70℃以上的单级和两级压缩式制冷装置 均采用这种制冷剂。
低温（高压）制冷剂：压力≥2.0 MPa，温度＜-60℃，如R13、 R14、乙烯、乙烷等。它们多用于制取-70℃以下的低温。
05第二章制冷剂与载冷剂(4)精品PPT课件
➢ 凝固温度低可以得到较低的蒸发温度。
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建筑环境与设备专业
三、制冷剂的物理化学性质
制冷剂与润滑油的互溶性
✓ 好处：
在换热器表面上不会形成油膜； 润滑油可随制冷剂一道渗透到压缩机各个部 件，形成良好的润滑条件；
✓ 坏处：
溶解使润滑油粘度降低，影响润滑作用； 制冷剂的压力—温度特性偏离，使蒸发温度 升高； 沸腾时泡沫多，使蒸发器的液面不稳定。
的氟、氯、溴衍生物的总称。可以分为三类：
✓ 全卤代烃，分子中只含有氯、氟、碳原子，称为氯 氟烃，简称CFCs；如R11，R12，R13等；
✓ 氢氯氟烃，分子中除氯、氟、碳原子外，还有氢原 子，简称HCFCs，如R22；
✓ 氢氟烃，分子中没有氯原子，而有氢、氟、碳原子， 简称HFCs，如R134a。
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➢ 蒸发压力：在一定的蒸发温度下的蒸发 压力最好接近或稍高于大气压力。
➢ 冷凝压力：常温下制冷剂的冷凝压力不 应过高。
2008.1.30 23.10.2020
建筑环境与设备专业
蒸发压力低于大气压力，引起下列 问题
空气容易渗入制冷系统中
➢ 空气本身热阻较大，将影响蒸发器和冷凝器的 传热效果；
➢ 对于氟利昂制冷系统，空气中含有水分，有可 能造成制冷系统的“冰塞”，水和空气会对金 属发生腐蚀，缩短设备使用寿命；
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建筑环境与设备专业
一、制冷剂的发展
制冷剂的发展经历了三个阶段：
第一阶段：从1830年到1930年，主要采取NH3、CO2、 SO2、 空气等天然制冷剂，有的有毒，有的可燃，有的效率很
低。当出现了CFCs和HCFCs制冷剂后，实现了重大的第一
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三、制冷剂的物理化学性质
制冷剂与润滑油的互溶性
✓ 好处：
在换热器表面上不会形成油膜； 润滑油可随制冷剂一道渗透到压缩机各个部 件，形成良好的润滑条件；
✓ 坏处：
溶解使润滑油粘度降低，影响润滑作用； 制冷剂的压力—温度特性偏离，使蒸发温度 升高； 沸腾时泡沫多，使蒸发器的液面不稳定。
的氟、氯、溴衍生物的总称。可以分为三类：
✓ 全卤代烃，分子中只含有氯、氟、碳原子，称为氯 氟烃，简称CFCs；如R11，R12，R13等；
✓ 氢氯氟烃，分子中除氯、氟、碳原子外，还有氢原 子，简称HCFCs，如R22；
✓ 氢氟烃，分子中没有氯原子，而有氢、氟、碳原子， 简称HFCs，如R134a。
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➢ 蒸发压力：在一定的蒸发温度下的蒸发 压力最好接近或稍高于大气压力。
➢ 冷凝压力：常温下制冷剂的冷凝压力不 应过高。
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蒸发压力低于大气压力，引起下列 问题
空气容易渗入制冷系统中
➢ 空气本身热阻较大，将影响蒸发器和冷凝器的 传热效果；
➢ 对于氟利昂制冷系统，空气中含有水分，有可 能造成制冷系统的“冰塞”，水和空气会对金 属发生腐蚀，缩短设备使用寿命；
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建筑环境与设备专业
一、制冷剂的发展
制冷剂的发展经历了三个阶段：
第一阶段：从1830年到1930年，主要采取NH3、CO2、 SO2、 空气等天然制冷剂，有的有毒，有的可燃，有的效率很
低。当出现了CFCs和HCFCs制冷剂后，实现了重大的第一
制冷 第二章 制冷剂与载冷剂
以制冷剂（Refrigerant）第一个字母R 开头，后面接数字，数字含义如下：
1、氟利昂（饱和碳氢化合物的卤族取代物）
分子式 CmHnFxClyBrz n+ x+ y+ z = 2m+2
编号
R(m－1)(n+1)x(a,b…)Bz
同分异构体 溴分子数，为0，B可省略
二氟一氯甲烷(CHClF2) 举例
空气调节用制冷技术
第二章 制冷剂与载冷剂
1.1 制冷剂的种类与命名 1.2 制冷剂性质 1.3 载冷剂性质
1.1 制冷剂的种类与命名
1
常用制冷剂的种类
2 制冷剂的命名原则
制冷剂是在制冷装置内完成热力循环的工质。 ISO 817─1974和GB 7778─87制冷剂代号和编号 规则:
美国采暖制冷空调工程师协会标准 (ASHRAE Standard 34-67)
据UNEP（联合国环境规划署）提供的资料， 臭氧每减少1％,紫外线辐射量约增加2％。
2 对环境的影响指标
臭氧层的破坏将导致： – 危及人类健康，可使皮肤癌、白内障的发 病率增加，破坏人体免疫系统； – 危及植物及海洋生物，使农作物减产，不 利于海洋生物的生长与繁殖； – 产生附加温室效应，从而加剧全球气候转 暖过程； – 加速聚合物（如塑料等）的老化。
44 其它物理、化学性质
❖ 氨与油是典型的有限溶解。氨比油轻，混合物 分层时，油在下部。所以可以很方便地从下部 将油引出（回油或放油）。
❖ 氟利昂制冷剂溶油性差，由于为氟利昂一般都 比油重，发生分层时，下部为贫油层。
❖ 满液式蒸发器，油浮在上面，造成机器回油困难； 另外，上面的油层影响蒸发器下部制冷剂的蒸发。
2 对环境的影响指标
第二章 制冷剂、载冷剂、蓄冷剂和润滑油
2．物理化学性质的要求 (1)制冷剂粘度和密度要小，以减少系统中的流 动阻力。 (2)制冷剂应有较强的换热效率，并能提高其换 热效率。 (3)具有一定吸水性，以免系统形成冰塞。 (4)具有化学稳定性，在工作压力、温度范围内 不燃烧、不爆炸，高温下不分解，小腐蚀金属、非 金属，与润滑油不起化学反应。 (5)对人的健康无害，无刺激作用。 (6)在半封闭和全封闭压缩机中，电动机绕组与 制冷剂和润滑油接触要求有很好的绝缘性能。 3．经济要求 ， 制冷剂易得到，而且价格要便宜。
（二）常用载冷剂 根据不同的载冷温度和载冷剂的凝固点，常用 的载冷剂有水、无机水溶液或有机物。 1．水 水是一个非常好的载冷剂，但由于其凝 固点温度是0℃，所以只能作为空调中6～7℃的冷水 来使用。 2．无机盐水溶液无机盐水溶液可用作小于0℃ 的载冷剂。常用的盐水是由氯化钠、氯化钙和氧化 镁配制成的溶液。 3．有机盐载冷剂 有机盐载冷剂有甲醇（冰点为-97℃），乙醇 (冰点为-117℃)。甲酵、乙醇易燃烧，在使用地应 设置消防器具。
二、润滑油的性质 1．粘度 粘度是一项主要指标。粘度大会使摩 擦功率增大，粘度小不能建立润滑所需的油膜。在 制冷压缩机中应使用粘度随温度变化小的润滑油。 2闪点 润滑油被加热到其蒸汽与明火接触发生 闪光的晟低温度，称为闲点。闪点可引起油变质碳 化、着火与爆炸。R12、R22、R717压缩机润滑油闪 点应在160~170℃以上。
（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。 (3)制冷剂的单位容积制冷量要大，可减少 制冷剂的循环量， 可缩小压缩机的体积，但 小型压缩机和离心式制冷压缩机例外。 (4)制冷剂临界温度要高些，即在常温下能 够液化。同时其凝固温度要低些，以获得较低 蒸发温度。
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缺：但易在热交换设备中形成油膜而影响传热。
溶油性好：优：润滑好，不易形成油膜，传热好；
缺：但在蒸发器中会引起t0升高。
6）溶水性：
溶水性差：优：制冷剂纯， t0稳定；
缺：游离态的水会在低温处结冰而发生“冰堵”。
缺：提高t0、氨溶于水中易腐蚀金属。
溶水性好：优：不会发生“冰堵”，
2.1 练习题一
ts≤-60℃
第2章 制冷剂与载冷剂
2.1.1.2 制冷剂的编号表示方法 为了书写和称谓方便，国际上统一规定用字 母“R”和它后面的一组数字及字母作为制冷 剂的编号。 1.卤代烃（氟利昂） 卤代烃是三种卤素（氟、氯、溴）之中的一 种或多种原子取代烷烃（饱和碳氢化合物） 中的氢原子所得的化合物，其中氢原子可以 有，也可以没有。
第一节 制冷剂简述
第一节 制冷剂简述
第一节 制冷剂简述
HCFC禁用时间表（发达国家）
1996.1.1：以1989年的HCFC消费量加2.8%CFC消费量的总 和（折合到ODS吨）作为基准加以冻结；2004.1.1：消减 （蒙特利尔议定 35%；2010.1.1：消减65%；2015.1.1：消减95%；2020.1.1： 书）缔约国 消减95.5%(0.5%仅用于现有设备的维修)；2030.1.1：消减 100%
4）化学稳定性好：
对金属和非金属材料不腐蚀。 注意对制冷系统设备及管道、密封材料选择。 氨：对金属有腐蚀作用，对非金属腐蚀很小。选用无缝钢管，普 通橡胶； 氟利昂：对非金属有腐蚀作用，对金属腐蚀小。选用铜管或无缝 钢管，特殊橡胶。
3. 物理化学性质要求
5）溶油性：
溶油性差：优：制冷剂和润滑油易分离，t0稳定；
第2章 制冷剂与载冷剂
2.1 制冷剂
2.1.1 制冷剂的种类与编号 2.1.1.1 制冷剂的分类 1．按照制冷剂化学成份分：
(1) 无机化合物 如水、氨、二氧化碳等 (2) 饱和烃的卤化物(氟利昂) 如R12、R22、R134a等 (3) 碳氢化合物(烃类) 如丙烷、异丁烷等 (4) 共沸制冷剂 如R502等 (5) 非共沸制冷剂 如R407C等
第2章 制冷剂与载冷剂 无机化合物
烷烃 有机化合物 烯烃 卤代烃(氟利昂） 混合溶液 共沸 非共沸 烃类
第2章 制冷剂与载冷剂
2 按照制冷剂的标准蒸发温度和30℃时的冷凝压力分
高温（低压）制冷剂
中温（中压）制冷剂
低温（高压）制冷剂
ts＞0℃ Pc≤0.2～0.3MPa
0℃＞ts＞-60℃, 0.3MPa＜Pc＜2.0MPa
明天過後
馬爾地夫
趁我們還在， 趕快來看我們吧！
馬爾地夫 – 太平洋最美麗的珍珠
区分氟利昂对大气臭氧层的破坏程度
CFC ——氯氟化碳，不含氢，公害物，严重破坏臭氧层 禁用 HCFC——氢氯氟化碳，含氢，低公害物质 属于过渡性物质 HFC ——氢氟化碳，不含氯，无公害 可作为替代物，待研究开发 例：CF2Cl2 —— R12——— CFC12 CFCl3 —— R11 ——— CFC11 CHF2Cl—— R22 ——— HCFC22 C2H2F4 —— R134a —— HFC134a
一、填空题： 1．制冷剂是制冷机中的工作介质，故又 称制冷 ；载冷剂又称 ， 是在间接供冷系统中用以传递制冷量的中 间介质。 2．下表中表示的几种常见的氟利昂制冷 剂，将表填写完整。
2000.1.1禁用HCFC 2000.1.1禁用HCFC22 2010.1.1禁用HCFC
欧共体国家 瑞士、意大利 德国 瑞典，加拿大
第一节 制冷剂简述
中国制冷空调和化工行业最终淘汰消耗臭氧层物质时间表
行 业
家用制冷设备 汽车空调器 工商业制冷设备 化工生产
消耗臭氧层物质 完全淘汰时间（年）
CFC11 2010
CFC12
CFC12 CFC11 CFC12 CFC11 CFC12 CFC113
2010
2002 ＊ 2002 ＊ 2006 ＊ 2010 2010 2006
注：＊允许维修使用到2010年
理想制冷剂的性质
一、对环境友善
（1） ODP
（2） GWP
二、热力性质令人满意
2.热力学性质要求
1）具有较大的制冷工作范围：
紫外线照射使CFC释放出Cl原子
Cl
CF2Cl2
UV
F
Cl
F
C F Cl Cl F C
Cl
CFC-12
二氟二氯甲烷
CF2Cl
第一节 制冷剂简述
2000年臭氧空洞的形状
2002年臭氧空洞变形了
第一节 制冷剂简述
臭氧层的破坏将导致：
因此保护臭氧层已成为当前一项
全球性的紧迫任务。
危及人类健康，可使皮肤癌、白内 障的发病率增加，破坏人体免疫系 统； 危及植物及海洋生物，使农作物减 产，不利于海洋生物的生长与繁殖； 产生附加温室效应，从而加剧全球 气候转暖过程； 加速聚合物（如塑料等）的老化。
对环境亲和度的要求
1）臭氧衰减指数ODP（Ozone Depletion Potential） ： 表示物质对大气臭氧层的破坏程度。 应越小越好，ODP=0则对大气臭氧层无害。 2 ） 温 室 效 应 指 数 GWP
Potential）
（ Greenhouse Warming
：
表示物质造成温室效应的影响程度。 应越小越好，GWP=0则不会造成大气变暖。
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。
第2章 制冷剂与载冷剂
4. 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
编号
R32/R125/R134a(23:25:52(%)) R125/R143a/R134a(44:52:4(%))
第2章 制冷剂与载冷剂
卤代烃根据烷烃中H 原子被卤素取代的差异，可分为六类。 ① 全氟烃，或称氟烃（FC），烷烃中氢原子完全被氟原子所取代， 如CF4。（FC14) ② 氯氟烃（CFC），烷烃中氢原子被氯和氟原子所取代，如CF2Cl2 。 （CFC12） ③ 氢氟烃（HFC），烷烃中氢原子部分被氟原子所取代，如C2H2F4 。 （HFC134） ④ 氢氯氟烃（HCFC），烷烃中氢原子部分被氯和氟原子所取代， 如CHF2Cl。 （HCFC22） ⑤ 氢氯烃（HCC），烷烃中氢原子部分被氯原子所取代，CH3Cl。 （HCC40） ⑥ 全氯代烃（CC），烷烃中氢原子完全被氯原子所取代，如CCl4。 （CC10）
类别
PFCs
CFCs
HFCs
HCFCs
R40 R30 R10
HCCs
PCCs
第2章 制冷剂与载冷剂
2. 饱和碳氢化合物(烷烃) 不饱和碳氢化合物(烯烃)
烷烃类
编号 与氟利昂编号方法相同
R50 举例 乙烷 (C2H6) R170
烯烃类
编号 R1+氟利昂编号方法 举例 乙烯 (C2H4) R1150 丙烯 (C3H6) R1270
第2章 制冷剂与载冷剂
卤代烃 分子式 CmHnFxClyBrz n+ x+ y+ z = 2m+2 编号 R(m－1)(n+1)x(a,b…)Bz 同分异构体 溴原子数为0，B可省略 举例 二氟一氯甲烷(CHClF2) R22
二氟二氯甲烷(CCl2F2) R12
常见的氟利昂制冷剂
代 号
R14 R11 R12 R13 R113 R114 R23 R32 R152a R134a R21 R22 R123
美国
2003.1.1：禁止HCFC141b用于发泡剂；2010.1.1：冻结 HCFC22和HCFC142b的生产；不再制造使用HCFC22新设 备；2015.1.1：冻结HCFC123和HCFC124的生产；2020.1.1： 禁用HCFC22和HCFC141b；不再制造使用HCFC123和 HCFC124的新设备；2030.1.1：禁用HCFC123和HCFC124 2000.1.1：消减50%；2004.1.1：消减75%；2007.1.1：消减 90%；2015.1.1：消减100%；
第2章 制冷剂与载冷剂
研究表明，当CFCs受强烈紫外线照射后，将产生
下列反应（以CFC12为例）: CF2Cl2------ CF2Cl＋Cl Cl＋O3-----ClO＋O2 ClO＋O----- Cl＋O2 循环反应产生的氯原子不断地与臭氧分子作用， 使一个氯氟烃分子，可以破坏成千上万个臭氧分 子，使臭氧层出现“空洞”，这一现象已被英国 南极考察队和卫星观测所证实。据UNEP（联合国 环境规划署）提供的资料，臭氧每减少1％,紫外 线辐射量约增加2％。
一些 CFCs
Cl
F
C F Cl
C
Cl
F Cl
Cl
CFC-11
三氯氟甲烷
CFC-12
二氯二氟甲烷
一些 HCFCs
Cl
F C F C F Cl H F F C H
Cl
HCFC-22
二氟一氯甲烷
HCFC-123 1.1.1-三氟-22-二氯乙烷
《蒙特利尔议定书》-概述
1987年签署的《蒙特利尔议定书》规定限 制使用氟氯化碳和其他耗竭臭氧的化学物 质。此前有研究表明，对于减缓和控制全 球变暖，《蒙特利尔议定书》所带来的效 果比《京都议定书》要高出5倍—6倍，因 此，《蒙特利尔议定书》也被前联合国秘 书长安南称赞为“迄今唯一最成功的国际 协议。”目前，有196个发达国家和发展中 国家签订了该协议，并且逐步淘汰了95% 的消耗臭氧化学物质。
溶油性好：优：润滑好，不易形成油膜，传热好；
缺：但在蒸发器中会引起t0升高。
6）溶水性：
溶水性差：优：制冷剂纯， t0稳定；
缺：游离态的水会在低温处结冰而发生“冰堵”。
缺：提高t0、氨溶于水中易腐蚀金属。
溶水性好：优：不会发生“冰堵”，
2.1 练习题一
ts≤-60℃
第2章 制冷剂与载冷剂
2.1.1.2 制冷剂的编号表示方法 为了书写和称谓方便，国际上统一规定用字 母“R”和它后面的一组数字及字母作为制冷 剂的编号。 1.卤代烃（氟利昂） 卤代烃是三种卤素（氟、氯、溴）之中的一 种或多种原子取代烷烃（饱和碳氢化合物） 中的氢原子所得的化合物，其中氢原子可以 有，也可以没有。
第一节 制冷剂简述
第一节 制冷剂简述
第一节 制冷剂简述
HCFC禁用时间表（发达国家）
1996.1.1：以1989年的HCFC消费量加2.8%CFC消费量的总 和（折合到ODS吨）作为基准加以冻结；2004.1.1：消减 （蒙特利尔议定 35%；2010.1.1：消减65%；2015.1.1：消减95%；2020.1.1： 书）缔约国 消减95.5%(0.5%仅用于现有设备的维修)；2030.1.1：消减 100%
4）化学稳定性好：
对金属和非金属材料不腐蚀。 注意对制冷系统设备及管道、密封材料选择。 氨：对金属有腐蚀作用，对非金属腐蚀很小。选用无缝钢管，普 通橡胶； 氟利昂：对非金属有腐蚀作用，对金属腐蚀小。选用铜管或无缝 钢管，特殊橡胶。
3. 物理化学性质要求
5）溶油性：
溶油性差：优：制冷剂和润滑油易分离，t0稳定；
第2章 制冷剂与载冷剂
2.1 制冷剂
2.1.1 制冷剂的种类与编号 2.1.1.1 制冷剂的分类 1．按照制冷剂化学成份分：
(1) 无机化合物 如水、氨、二氧化碳等 (2) 饱和烃的卤化物(氟利昂) 如R12、R22、R134a等 (3) 碳氢化合物(烃类) 如丙烷、异丁烷等 (4) 共沸制冷剂 如R502等 (5) 非共沸制冷剂 如R407C等
第2章 制冷剂与载冷剂 无机化合物
烷烃 有机化合物 烯烃 卤代烃(氟利昂） 混合溶液 共沸 非共沸 烃类
第2章 制冷剂与载冷剂
2 按照制冷剂的标准蒸发温度和30℃时的冷凝压力分
高温（低压）制冷剂
中温（中压）制冷剂
低温（高压）制冷剂
ts＞0℃ Pc≤0.2～0.3MPa
0℃＞ts＞-60℃, 0.3MPa＜Pc＜2.0MPa
明天過後
馬爾地夫
趁我們還在， 趕快來看我們吧！
馬爾地夫 – 太平洋最美麗的珍珠
区分氟利昂对大气臭氧层的破坏程度
CFC ——氯氟化碳，不含氢，公害物，严重破坏臭氧层 禁用 HCFC——氢氯氟化碳，含氢，低公害物质 属于过渡性物质 HFC ——氢氟化碳，不含氯，无公害 可作为替代物，待研究开发 例：CF2Cl2 —— R12——— CFC12 CFCl3 —— R11 ——— CFC11 CHF2Cl—— R22 ——— HCFC22 C2H2F4 —— R134a —— HFC134a
一、填空题： 1．制冷剂是制冷机中的工作介质，故又 称制冷 ；载冷剂又称 ， 是在间接供冷系统中用以传递制冷量的中 间介质。 2．下表中表示的几种常见的氟利昂制冷 剂，将表填写完整。
2000.1.1禁用HCFC 2000.1.1禁用HCFC22 2010.1.1禁用HCFC
欧共体国家 瑞士、意大利 德国 瑞典，加拿大
第一节 制冷剂简述
中国制冷空调和化工行业最终淘汰消耗臭氧层物质时间表
行 业
家用制冷设备 汽车空调器 工商业制冷设备 化工生产
消耗臭氧层物质 完全淘汰时间（年）
CFC11 2010
CFC12
CFC12 CFC11 CFC12 CFC11 CFC12 CFC113
2010
2002 ＊ 2002 ＊ 2006 ＊ 2010 2010 2006
注：＊允许维修使用到2010年
理想制冷剂的性质
一、对环境友善
（1） ODP
（2） GWP
二、热力性质令人满意
2.热力学性质要求
1）具有较大的制冷工作范围：
紫外线照射使CFC释放出Cl原子
Cl
CF2Cl2
UV
F
Cl
F
C F Cl Cl F C
Cl
CFC-12
二氟二氯甲烷
CF2Cl
第一节 制冷剂简述
2000年臭氧空洞的形状
2002年臭氧空洞变形了
第一节 制冷剂简述
臭氧层的破坏将导致：
因此保护臭氧层已成为当前一项
全球性的紧迫任务。
危及人类健康，可使皮肤癌、白内 障的发病率增加，破坏人体免疫系 统； 危及植物及海洋生物，使农作物减 产，不利于海洋生物的生长与繁殖； 产生附加温室效应，从而加剧全球 气候转暖过程； 加速聚合物（如塑料等）的老化。
对环境亲和度的要求
1）臭氧衰减指数ODP（Ozone Depletion Potential） ： 表示物质对大气臭氧层的破坏程度。 应越小越好，ODP=0则对大气臭氧层无害。 2 ） 温 室 效 应 指 数 GWP
Potential）
（ Greenhouse Warming
：
表示物质造成温室效应的影响程度。 应越小越好，GWP=0则不会造成大气变暖。
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。
第2章 制冷剂与载冷剂
4. 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
编号
R32/R125/R134a(23:25:52(%)) R125/R143a/R134a(44:52:4(%))
第2章 制冷剂与载冷剂
卤代烃根据烷烃中H 原子被卤素取代的差异，可分为六类。 ① 全氟烃，或称氟烃（FC），烷烃中氢原子完全被氟原子所取代， 如CF4。（FC14) ② 氯氟烃（CFC），烷烃中氢原子被氯和氟原子所取代，如CF2Cl2 。 （CFC12） ③ 氢氟烃（HFC），烷烃中氢原子部分被氟原子所取代，如C2H2F4 。 （HFC134） ④ 氢氯氟烃（HCFC），烷烃中氢原子部分被氯和氟原子所取代， 如CHF2Cl。 （HCFC22） ⑤ 氢氯烃（HCC），烷烃中氢原子部分被氯原子所取代，CH3Cl。 （HCC40） ⑥ 全氯代烃（CC），烷烃中氢原子完全被氯原子所取代，如CCl4。 （CC10）
类别
PFCs
CFCs
HFCs
HCFCs
R40 R30 R10
HCCs
PCCs
第2章 制冷剂与载冷剂
2. 饱和碳氢化合物(烷烃) 不饱和碳氢化合物(烯烃)
烷烃类
编号 与氟利昂编号方法相同
R50 举例 乙烷 (C2H6) R170
烯烃类
编号 R1+氟利昂编号方法 举例 乙烯 (C2H4) R1150 丙烯 (C3H6) R1270
第2章 制冷剂与载冷剂
卤代烃 分子式 CmHnFxClyBrz n+ x+ y+ z = 2m+2 编号 R(m－1)(n+1)x(a,b…)Bz 同分异构体 溴原子数为0，B可省略 举例 二氟一氯甲烷(CHClF2) R22
二氟二氯甲烷(CCl2F2) R12
常见的氟利昂制冷剂
代 号
R14 R11 R12 R13 R113 R114 R23 R32 R152a R134a R21 R22 R123
美国
2003.1.1：禁止HCFC141b用于发泡剂；2010.1.1：冻结 HCFC22和HCFC142b的生产；不再制造使用HCFC22新设 备；2015.1.1：冻结HCFC123和HCFC124的生产；2020.1.1： 禁用HCFC22和HCFC141b；不再制造使用HCFC123和 HCFC124的新设备；2030.1.1：禁用HCFC123和HCFC124 2000.1.1：消减50%；2004.1.1：消减75%；2007.1.1：消减 90%；2015.1.1：消减100%；
第2章 制冷剂与载冷剂
研究表明，当CFCs受强烈紫外线照射后，将产生
下列反应（以CFC12为例）: CF2Cl2------ CF2Cl＋Cl Cl＋O3-----ClO＋O2 ClO＋O----- Cl＋O2 循环反应产生的氯原子不断地与臭氧分子作用， 使一个氯氟烃分子，可以破坏成千上万个臭氧分 子，使臭氧层出现“空洞”，这一现象已被英国 南极考察队和卫星观测所证实。据UNEP（联合国 环境规划署）提供的资料，臭氧每减少1％,紫外 线辐射量约增加2％。
一些 CFCs
Cl
F
C F Cl
C
Cl
F Cl
Cl
CFC-11
三氯氟甲烷
CFC-12
二氯二氟甲烷
一些 HCFCs
Cl
F C F C F Cl H F F C H
Cl
HCFC-22
二氟一氯甲烷
HCFC-123 1.1.1-三氟-22-二氯乙烷
《蒙特利尔议定书》-概述
1987年签署的《蒙特利尔议定书》规定限 制使用氟氯化碳和其他耗竭臭氧的化学物 质。此前有研究表明，对于减缓和控制全 球变暖，《蒙特利尔议定书》所带来的效 果比《京都议定书》要高出5倍—6倍，因 此，《蒙特利尔议定书》也被前联合国秘 书长安南称赞为“迄今唯一最成功的国际 协议。”目前，有196个发达国家和发展中 国家签订了该协议，并且逐步淘汰了95% 的消耗臭氧化学物质。