制冷原理与设备课件3.3、3.4

Department of Power Engineering
3.4 载冷剂
3.4 载冷剂
3.4 载冷剂
载冷剂又称为第二制冷剂，是指在间接制冷系统中用以传送 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，吸收被冷却物体或环境的热量，再返回蒸发器 被制冷剂重新冷却，如此不断的循环，以达到连续制冷的目 的。 载冷剂传递冷量是依靠显热作用，而不像别的制冷剂那样依 靠蒸发潜热来实现制冷。
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3.4 载冷剂
载冷剂的选择要求和选择方法
选 择 方 法 使用目的 蒸发温度在5℃以上的载冷剂系统， 一般都采用水作载冷剂 温度范围 蒸发温度在5～-50℃的范围内， 一般可采用氯化钠或氯化钙盐水溶液
蒸发温度低于-50℃时，采用三氯乙烯、 二氯甲烷、三氯氟甲烷、乙醇、丙酮等
3.4 载冷剂
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3.4 载冷剂
盐水制冰
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3.4 载冷剂
载冷剂循环特点
（1）便于机组的运行管理，便于安装; （2）减小制冷机系统的容积及制冷剂的充灌量； （3）增强制冷系统的安全性； （4）依靠显热来运载冷量； （5）系统复杂，增加了动力消耗及设备费用； （6）加大了被冷却物与制冷剂之间的传热温差， 降低了制冷循环的制冷效率。
第一篇 基础篇
模块三 制冷剂与载冷剂（2）
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3.3 常用制冷剂的性质
3.3 常用制冷剂的性质
3.3.1 R717（氨） 优点 在常温和普通低温范围内压力适中，单位容积制 冷量大，黏性小，流动阻力小，传热性能好，价 格低廉，对大气臭氧层无破坏作用，因而广泛用 于蒸发温度为-65℃以上的大中型活塞式、螺杆式 制冷压缩机，多用于冷库。 氨的主要缺点 对人体有较大的毒性、氨易燃烧和爆炸、在氨制 冷系统中不使用铜和铜合金材料，只有连杆衬套、 密封环等零部件才允许使用高锡磷青铜。
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3.3 常用制冷剂的性质 3.3.8 R507 R507是由R125/R143a按质量比50/50混合而成的共 沸溶液制冷剂，其分子量为 98.9 ，沸点为 -46.7℃， 与R502的沸点非常接近。它是一种新的制冷剂， 是作为R502的替代物提出来的，其ODP值为零。 相同工况下，它的制冷系数比R502略低，容积制 冷量比R502略高，压缩机排气温度比R502略低， 冷凝压力比R502略高，压比略高于R502。它不溶 于矿物油，但能溶于聚酯类润滑油。凡是用R502 的场合，都可以R507来替代。
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3.3 常用制冷剂的性质
3.3.7 R502
R502 是 常 用 的 共 沸 溶 液 制 冷 剂 之 一 ， 是 由 R22/R115 按质量比 48.8/51.2 混合而成的共沸溶液 制冷剂，其分子量为111.6，沸点为-45.4℃，是性 能良好的中温制冷剂，可代替 R22 用于获得低温。 当在相同的吸气温度和压比下，使用 R502时压缩 机的排气温度比使用R22时低10～25℃。 R502 的溶水性比 R12 大 1.5 倍，在 82℃以上与矿物 油有较好的溶解性，低于 82℃时，对矿物油的溶 油性差。油将与R502分层。 由于R502构成组分中含有大量的R115，因此，它 的ODP值较高，在发达国家也已经禁止使用。
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3.3 常用制冷剂的性质 3.3.4 R134a R134a分子式为CH2FCF3，属于中温制冷剂，现 被广泛应用于汽车空调、电冰箱及部分离心式制 冷压缩机中。 R134a被认为最有可能代替R12的新制冷剂，其臭 氧层潜在破坏效应指数（ODP）值为0，全球温室 潜在效应指数（GWP）值为0.24~0.29。 R134a与金属有良好的相溶性，与铜、铁和铅等金 属材料不发生作用。 R134a合成工艺复杂，目前生产成本较高。
图3-1 间接式制冷系统
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3.4 载冷剂
中央空调系统图
节流元件
冷却塔
风机
用户风 机盘管 系统
风机
蒸 发 器
冷 凝 器
冷冻水泵
冷却水泵
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3.3 常用制冷剂的性质 3.3.3 R22
R22分子式为CHClF2，化学名称为氯二氟甲烷，也是较常 用的中温制冷剂。广泛应用于冷藏、空调及低温设备中。 R22 无色、无味、不燃烧、不爆炸，毒性比 R12 略大，但 仍属于安全的制冷剂。为防止制冷系统冰堵，需装设干燥 器。 R22对金属的作用与R12相同，比R12有更强的渗透性和泄 漏性。 R22对大气臭氧层有微弱的破坏作用，属于过渡性替代制 冷剂。其臭氧层潜在破坏效应指数（ODP ）值为0.05，全 球温室潜在效应指数（GWP）值为0.35（？）左右，混合 制冷剂R23/R152a有可能替代R22。它是典型的非共沸混合 物，两个组分均为无氯卤代烃（HFC）类物质。
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3.3.9 R407C
R407C 是一种三元非共沸混合制冷剂，它是作为 R22 的替 代物而提出的。在压力为标准大气压时，其泡点温度（注： 在一定压力下，混合液体开始沸腾，即开始有气泡产生时 的温度叫泡点）为-43.4℃，露点温度为-36.1℃，与R22的 沸点较接近。与其他HFC制冷剂一样，R407C也不能与矿 物油互溶，但能溶解于聚酯类合成润滑油。 研究表明，在空调工况时，R407C的容积制冷量以及制冷 系数比R22略低（约5％）。因此，将R22的空调系统换成 R407C的，只要将润滑油和制冷剂改换就可以了，而不需 要更换制冷压缩机，这是 R407C 作为 R22 替代物的最大优 点。但在低温工况下，虽然其制冷系数比 R22低得不多， 但它的容积制冷量比R22要低20％。
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3.3 常用制冷剂的性质
3.3.9 R407C
R407C 是一种三元非共沸混合制冷剂，它是作为 R22 的替 代物而提出的。在压力为标准大气压时，其泡点温度（注： 在一定压力下，混合液体开始沸腾，即开始有气泡产生时 的温度叫泡点）为-43.4℃，露点温度为-36.1℃，与R22的 沸点较接近。 与其他HFC制冷剂一样，R407C也不能与矿物油互溶，但 能溶解于聚酯类合成润滑油。研究表明，在空调工况时， R407C的容积制冷量以及制冷系数比R22略低（约5％）。 因此，将 R22 的空调系统换成 R407C 的，只要将润滑油和 制冷剂改换就可以了，而不需要更换制冷压缩机，这是 R407C 作为 R22 替代物的最大优点。但在低温工况下，虽 然其制冷系数比 R22 低得不多，但它的容积制冷量比 R22 要低20％。
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3.4 载冷剂
载冷剂的选择要求
1. 载冷剂在工作温度下应处于液体状态；其凝 固温度应低于工作温度，沸点应高于工作温 度。 2. 比热容要大。 3. 热导率要大。 4. 粘度小。 5. 化学稳定性好。 6. 对设备和管道无腐蚀。 7. 对人体、食品和环境无毒、无害。 8. 价格便宜，容易获得。
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3.3 常用制冷剂的性质
3.3.6 R290
R290又称丙烷，分子式C3H8，属于碳氢制冷剂， 具有优良的热力性能，价格低廉，而且R290与普 通润滑油和机械结构材料具有兼容性。 环保。ODP=0，GWP很小。实属当今最环保的制 冷剂，全世界几乎所有国家对于R290制冷剂在新 制冷设备上的初装，以及售后维修过程中的使用 均没有限制。 R290的单位容积制冷量较大，很适合于小型回转 式压缩机。丙烷的主要物理性质与 R22 极其相近， 可采用R22系统。 R290做制冷剂的不利之处就是其可燃性。R290制 冷系统应是封闭的，并且在充灌制冷剂之前，进 行严格地检漏。
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3.3 常用制冷剂的性质
3.3.5 R600a R600a分子式为CH(CH3)3，异丁烷。是常用的碳氢化合物 制冷剂。其沸点为-11.73℃，凝固点为-160℃。许多人提 倡在制冷温度较低场合（如电冰箱）用R600a作为R12的 永久替代物。 为了使制冷系统能达到与R12相近的制冷能力，应选用排 气量较大的制冷压缩机。但它的排气温度比R12低，后者 对压缩机工作更有利。两者的粘性相差不大。 R600a的毒性非常低，但在空气中可燃。 R600a与矿物油能很好互溶，不需价格昂贵的合成润滑油。 R600a与其他物质的化学相溶性很好，而与水的溶解性很 差。但为了防止“冰堵”现象，制冷剂允许含水量较低， 对除水要求相对较高。 R600a的检漏不能用传统的检漏仪检漏，而应该用专门适 合于R600a的检漏仪检漏。
活塞式、离心式 活塞式、离心式、回转式 活塞式、离心式、回转式 离心式 离心式、回转式、活塞式 活塞式、离心式 活塞式、离心式
R50 R503 R290 R1270
-60℃以下 -90～-70 -60～-40
活塞式、离心式 活塞式 活塞式、离心式
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