第二章 制冷剂、载冷剂、蓄冷剂和润滑油
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(3)氟利昂134a(C2H2F2) R134a的标准蒸发温度为-26.5℃。 R134a与R12的比较: ①R134a “的各项指标总体上优于R12,从环保角度 看,可以作为R12的长期替代物。 ②两者热力性能相似,但134a的单位容积制冷量比 R12大8%左右。更换工质时需要考虑加大压缩机容量。 由于R134a制冷系数略低于R12,更换工质将引起能耗增 加。 ③R134a易水解,因此应保证系统绝对干燥。 ④R134a与矿物油不相溶,应用酯类润滑油更换工 质时须冲洗系统,以确保矿物油的残余量低于1%。它和 材料有很好的相容性。 ⑤R134a的消耗臭氧潜能值为0,全球变暖潜能值 GWP为0. 27可替代R12。
四、润滑油使用中注意事项 1.在制冷压缩机中润滑油不能与植物油或其它油混 合使用,应使用规定油。 2.润滑油中不允许混入水,以免乳化。 3.制冷剂压缩机的排气温度不应过高,避免油 变质,使机件损坏。 4.在高转速,中大型制冷压缩机中,油温低于 30~40℃时不能启动压缩机,以防油中溶解氟利昂制 冷剂汽化,使油泵不能正常工作。
(1)氟利昂l2(CF2Cl2) R12的标准蒸发温度为-29.8℃,凝固温度为-155‘℃。 与氨和R22相比,R12压力较低,压缩终温较低,单 位容积制冷量小,比氨约小40%。 R12无色、无味、毒性小、不燃烧、不爆炸,在空气 中含量达20%时才有感觉,容积浓度超过30%时能使 人窒息。 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 统中必须设置干燥器。
第二节 载冷剂和蓄冷剂 一、载冷剂 载冷剂叉又称冷媒,它是被用来将制冷系统所 产生的冷量传递给破冷却物体的媒介物质或中间物 质。其优点是可以减少泄漏,有利于对冷量的控制 和分配,并可防止制冷剂对食品的污染。 (一)选择载冷剂时的要求 1 冷剂应不燃烧、不爆炸、无毒、对人体无危 害。 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。 3 在使用范围内呈液态,其凝固点要低于制冷 剂蒸发温度,沸点越高越好。 4 密度小、粘度小、传热性要好,以减少循环 流量和阻力,以及泵的功率。
二、蓄冷剂 蓄冷剂名称很多如优态盐、共晶盐等等。它是 以低温或高温形式将热量蓄存,是节能的更高形式。 蓄冷剂的蓄冷方式有显热和潜热蓄冷两种。在蓄冷 技术中常用潜热蓄冷。 在空调中使用的蓄冷剂应符合以下要求: 1.无毒、不燃烧.完全为无机物,不产生气体, 无腐蚀性。 2.潜热蓄冷量不衰减,潜热越大越好。 3.固、液态的比热和传导蘸力大,要求比容基 本不变,以免盛装容器受损。 4.不层化,否则将使融解潜热损失40%左右。
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。
三、润滑油的选择 对R 717压缩机采用13号油,对R12和R22压缩机 则可分别采用18号和25号油。离心式压缩机可采用 30号、40号、60号冷冻机油。对R134。的压缩机应 采用脂类为墓础的润滑油。如聚二醇类润滑油PAG; 中的165sus及500sUs专利油互溶,也可用传统粘度 小的润滑油。
(4)氟利昂13 (CF3C1) R13是低温制冷剂、无毒,在润滑油中是不溶解 的,因此在换热器中会影响传热效果。水在R13液体 中的溶解度,以及对金属的作用和泄漏性与R12相似。 它的优点是蒸汽比容小,临界温度低,一般用在70~110℃的低温复叠式制冷机的低温级中。
(5)氟利昂R502 R502是由质量成分48.5%的R22和51.2%的R115组成的 共沸混合溶液,可以制取-18~- 55℃的低温。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。它的标准蒸发温度为-45.6℃。它的 吸汽压力比R22高,回汽特性好,压缩后的终温比 R22低10~25℃,具有R12和R22的优点,有与R12相 当的压缩终温,与22相当的制冷量,对橡胶、塑料 腐蚀性小,适用于封闭式压缩机。
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。目前,ODP≤0.05; GWP≤0.5的制冷剂被认为可以接受的制冷剂。确定 了对发展中国家CFCs全面停产日期为2010年,对 HCFCs全部停产日期为2040年。 替代工质的特点应足:ODP值和GWP值为环境标 准所接受;性能是稳定的,并与被禁工质的性能接 受,可以和原工质兼容;有可靠的安全性、无毒、 不燃烧、在空气中无爆炸的危险;能量消耗要茌规 定范围内。
5.在没有化验情况下,注意油色,正常润滑油 略带微黄色,没怪味,手感有粘性,但不大。如果 润滑油呈红褐色,透明度差,说明油中舍有机酸、 金属盐和机械杂质,此外润滑油无粘性,有焦臭味, 把油滴在吸油白纸上,中间有黑色,则润滑油不得 继续使用。 6.常年运行的制冷机应每年换油一次。 7.使用过的润滑油,应再生并经化验合格后才能使 用。
制冷剂、载冷剂、 第二章 制冷剂、载冷剂、蓄 冷剂和润滑油
第一节 制冷剂的分类与性质 第二节 载冷剂和蓄冷剂 第三节 润滑油
第一节 制冷剂的分类与性质 制冷剂是制冷机中的工作介质,它在制冷 机系统中循环流动,通过自身热力状态的变化与外 界发生能量的交换,实现制冷。习惯上又称制冷剂 为制冷工质。 一、制冷剂的种类与对制冷剂的要求 (一)制冷剂的种类 1.无机物:氯(NH3)、二氧化碳(CO2)、水(H2O)等。 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。 3.碳氢化合物:甲烷(R50)、丙烷(R290)。此外, 某些环烷烃的卤代物、链烯烃的卤代物也可作制冷 剂使用,但使用范围不广泛。
2.氟利昂 氟利昂是饱和碳氢化台物氟、氯、溴衍生物的 总称。目前作为制冷工质的主要是甲烷和乙烷的衍 生物。在这些衍生物中由氟、氯原子替代了原化合 物中的氢原子,使化合物的性质大为不同。 在氟利昂中随着氢原子被替代,其易燃、易爆 性逐渐降低,安全性随之增加。 氯原子在氟利昂中越多,其毒性越大,化学性 能差,遇明火或接触高温时会分解出剧毒的光气 (COC12),安全性差,但它能很好地和传统润滑油互 溶。
(2)氟利昂22 (CHF2Cl) R22标准蒸发温度为40.8℃,凝固温度为-160℃。 R22在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨 差不多,在中等低温下,R22的饱和压力比R12高65%, 单位容积制冷量比R12大得多,在中等低温下比R12 使用更广泛。其物理、化学性质与R12接近.化学稳 定性不如R12,对有机物膨润作用更强,它的渗透力 也比R12强,因此要求系统有严格的密封措施。
(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。
3.氟利昂制冷剂与环保 1982年观察到在南极上空臭氧层破了个大空间, 并且在逐步扩大。臭氧层每减少1%,有伤害的紫外 线将增加2%以上,它不仅影响人类的健康、动植物 的繁殖和生长,还增加了温室效应等等。联合同环 境署召开一系列国际会议确认了各种氟利昂对臭氧 层的破坏作用,提出了用CFCs代表含氯的氟化碳, 它对臭氧层有最大的破坏作用,是禁用的制冷剂。 用HCFCs表示含氲、氯的氟化碳,它大幅度地减弱对 臭氧层的破坏作用,是替代CFCs的过渡性制冷剂。
(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。
3.凝固点 润滑油凝固点应越低越好,一般应 低于制冷剂最低温度5~10℃。R12、R717压缩机润滑 油凝固点应低于-30~-40℃,对R22压缩机则应低于55℃。 4.化学稳定性、抗氧化性 当润滑油中含水或 制冷剂时对钢、铸铁、铜及合金等金属腐蚀,因此 不应含水。同时要求高温下润滑油与空气、水、制 冷剂、金属、密封垫等接触时不分解,不氧化反应 等,以免在金属面上结焦或油路、滤油器堵塞。润 滑油还应有良好的电绝缘性。
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。 R12对润滑油有无限溶解度,应采用高粘度的润 滑油。在冷凝器中,因为R12与油互溶,在换热面上 不会产生油膜而影响侍热;在贮液器中R12与油也不 能分离,但在蒸发器中R12不断蒸发,油将积存,使 蒸发温度升高,传热系数降低。由于油比R12轻,不 能从底部放出。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。当 有七升回汽主管时,主管中蒸汽要保证有4~6m/s的 带油速度。在曲轴箱或油槽中,由于压缩机启动, 压力突然下降,R12将带出大量油滴外,并从润滑袖 中蒸发出来,油位下降,产生大量泡沫,对系统产 生种种不利影响。
二、常用制冷剂 1.氨(NH3) 氨的标准蒸发温度为-33.4℃,凝固温度为-77.7℃。 氨有较好的热力性质和物理性质。 氨对人体有较大毒性。 氨在空气中达到一定量时,可以点燃。 氨易溶于水。 氨在润滑油中溶解度很小,不超过1%。 氨对钢铁不起腐蚀作用,但当含水时,将对锌、铜、 青铜及其它铜合金腐蚀。 氨的检漏方法:通过氧的刺激臭味就可判断系统的 漏氨。在接头和焊缝处涂以肥皂水,如有气饱就可 确定漏氨位置。还可以用化学法检漏,如漏氨石蕊 试纸由红变监;酚酞试纸则变成玫瑰红色。
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。
第三节 润滑油 润滑油用于制冷压缩机时称为冷冻机油。 一、润滑油wk.baidu.com功能 1.润滑压缩机的运动部件,改善运动部件的工作条 件。 2.带走摩擦热、冷却摩擦件和压缩气悻。 3.起密封作用,阻止制冷剂的泄漏。 4.冲洗、带走摩擦表面上的摩屑和防锈。 5.对机器起到减震、消音作用。 6.利用油压作为控制卸载机构的动力。