制冷原理第二章制冷剂
合集下载
制冷和低温技术原理第2章制冷方法ppt课件
一方面在吸收器中，吸 另一方面，发生后 收剂吸收来自蒸发器的 的溶液重新恢复到 低压制冷剂蒸气，形成 原来成分，经冷 富含制冷剂的溶液，再 却，节流后成为具 将该溶液用泵送到发生 有吸收能力的吸收 器，经加热使溶液中的 液，进入吸收器， 制冷剂重新以高压气态 吸收来自蒸发器的 发生出来，送入冷凝器。 低压制冷剂蒸气。
3 膨 胀 阀
4
冷却介质
冷凝器 蒸发器
2 压缩机
1 被冷却介质
蒸气压缩式制冷的基本系统图
冷凝器
膨胀阀
低温低压的 制冷剂液体 与被冷却对
象发生热交 换，吸收被 冷却对象的 热量并汽化
形成冷剂蒸 气。
低压蒸气被 压缩机吸入 ，经压缩后 形成高温高 压蒸气排 出。
压缩机排出 的高压制冷 剂气体进入 冷凝器，被 冷却水或空 气冷却、冷 凝，成高压 液体。
令直流电通过半导体热电堆，即可在 一端产生冷效应，另一端产生热效应。
高压气体经绝热膨胀即可达到较低 温度，令低压气体复热即可制取冷量。
高压气体经涡流管膨胀后即可分离冷, 热两股气流，用冷气流的复热过程即 可制冷。
3
2.1 物质相变制冷
2.1.1 相变制冷概述
液体蒸发制冷
固体相变制冷
以流体为制冷剂，通 过一定的机器设备构 成制冷循环，利用液 体汽化时的吸热效应 ，实现对被冷却对象 的连续制冷。
吸热（冷接点） 铜片
P
N
放热（热接点）
-
+
半导体制冷原理图
2. 单级热电堆式半导体制冷 的基本原理
单级热电堆：
单级热电堆式半导体制冷
将数十至数百个热电偶电堆串联，将冷端排在一起，
热端排在一起，组成热电堆，称为单级热电堆。
制冷基本原理PPT课件可修改全文
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
三、其他换热器
作用：提高工作效率，或用于较低蒸 发温度的系统．
类型：回热器、中间冷却器、冷凝蒸发器和 板式换热器等．
１.回热器
进气
1 进液
出液
2
图4-13 盘管式回热器结构
1-壳体 2-盘管 3-进、出气接管及法兰
出气 3
２、板式换热器
第六章 节流机构
1. 节流机构
作
降压降温，保证压差：PK P0，TK它是利用蒸发器出口制冷剂蒸气的过热 度调节阀孔开度以调节供液量的．根据 热力膨胀阀内膜片下方引入蒸发器进口 或出口压力，分为内平衡式或外平衡式 两种。
14
1
13
2
12
3
4 5
6 7
8
11 10
9
图 4 -2 0 内 平 衡 式 热 力 膨 胀 阀 结 构
1 -气 箱 座 2 -阀 体 3 、 1 3 -螺 母 4 -阀 座 5 -阀 针 6 调 节 杆 座 7 -填 料 8 -阀 帽 9 -调 节 杆 1 0 -填 料 压 盖 1 1 -感 温 包 1 2 -过 滤 网 1 4 -毛 细 管
漏。
❖ 3.具有自动补偿功能。
第7章 辅助设备
辅助设备 作用：完善制冷系统的技术性能，保证可靠的
运行． 分类：制冷剂的贮存、分离、净化设备和润滑
油的分离收集设备
第二章 制冷原理
优点： 缺点： ★耗水量少（水冷式冷凝器的3~5%） ★冷凝管暴露于空气中易于腐蚀 ★空气流量不大 ★水在冷凝管外汽化时矿物质完 全 留在管子表面，水垢层增长较快， 故冷却水需软化处理。
制冷原理 五、制冷剂
制冷剂是进行制冷循环的工作物质。 对制冷剂的要求 理想的制冷剂要求化学性质是无毒、无刺激性气味、对金属腐蚀作用小、与润滑油 不起化学反应，不易燃烧、不易爆炸、并且要求制冷剂有良好的热力学性质，即在 大气压力下它在蒸发器内的蒸发温度要低、蒸发压力最好与大气压相近；制冷剂在 冷凝器中、冷凝温度对应的压力要适中，单位制冷量要大，汽化热要大，而液体的 比热要小，气体的比热要大。要求制冷剂的物理性质：凝固温度要低、临界温度要 高 (最好高于环境温度)，导热系数和放热系数要大，比重和粘度要小，泄漏性要小。
制冷原理
德玛仕技术部 主讲人：印定兵 2018年08月15日
第二章
制冷原理
制冷原理
制冷原理 一、蒸气压缩式制冷原理
蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热的性质来实现 人工制冷的。 在制冷技术中，蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。液态变成气态 必须从外界吸收热能才能实现，因此是吸热过程，液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做 蒸发温度，凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度，使蒸汽转化为液态。 在日常生活中，我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。比如，我们在手上擦一些 酒精，酒精很快蒸发，这时我们感到擦酒精部分反应很凉。又如常用的制冷剂氟利昂 F-12液体喷洒在物体上时，我们会看到物体表面很快结上一层白霜，这是因为F-12的液 体喷到物体表面立即吸热，使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法，制 冷剂F-12不能回收和循环使用)。目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原 理。 蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。
制冷原理 五、制冷剂
制冷剂是进行制冷循环的工作物质。 对制冷剂的要求 理想的制冷剂要求化学性质是无毒、无刺激性气味、对金属腐蚀作用小、与润滑油 不起化学反应，不易燃烧、不易爆炸、并且要求制冷剂有良好的热力学性质，即在 大气压力下它在蒸发器内的蒸发温度要低、蒸发压力最好与大气压相近；制冷剂在 冷凝器中、冷凝温度对应的压力要适中，单位制冷量要大，汽化热要大，而液体的 比热要小，气体的比热要大。要求制冷剂的物理性质：凝固温度要低、临界温度要 高 (最好高于环境温度)，导热系数和放热系数要大，比重和粘度要小，泄漏性要小。
制冷原理
德玛仕技术部 主讲人：印定兵 2018年08月15日
第二章
制冷原理
制冷原理
制冷原理 一、蒸气压缩式制冷原理
蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热的性质来实现 人工制冷的。 在制冷技术中，蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。液态变成气态 必须从外界吸收热能才能实现，因此是吸热过程，液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做 蒸发温度，凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度，使蒸汽转化为液态。 在日常生活中，我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。比如，我们在手上擦一些 酒精，酒精很快蒸发，这时我们感到擦酒精部分反应很凉。又如常用的制冷剂氟利昂 F-12液体喷洒在物体上时，我们会看到物体表面很快结上一层白霜，这是因为F-12的液 体喷到物体表面立即吸热，使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法，制 冷剂F-12不能回收和循环使用)。目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原 理。 蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。
艾尔斯派制冷剂的原理与特点20120123页PPT文档
（二）制冷剂的分类
2、家用制冷设备常用的几种制冷剂 a. R-12 早期用于冰箱制冷剂 b. R-134a 新型的无氟环保制冷剂 c. R-22 用于小型空调制冷剂 d. R-407C 新型的无氟环保制冷剂 e. R-410A 新型的无氟环保制冷剂
二 制冷剂的特点
（一）制冷剂的参数
1.R-12与R-134a技术参数
二 制冷剂的特点
（五）制冷剂的特点
4. R-410A制冷剂的特点 R410A是由R32和R125两种工质按50％和50％的质量分
二 制冷剂的特点
（剂的特点
R134a的分子小、分子量轻、渗透能力强，又极易吸水， 与矿物油不相溶，因此R134a工质压缩机内部洁净度要求更 高。同时，润滑油须用酯类油或新型合成油元醇。R134a又 对金属件有腐蚀性。为此，R134a工质压缩机内部零件表面 均做了特殊处理。而且R134a标准沸点、凝固点、汽化潜热 较高，其制冷量低于R-12的10%左右。R134a工质压缩机可 以用R-12作冷媒。
项目制冷剂 代号
化学分子式 分子量(g) 分子大小(A) 标准沸点(℃) 凝固点(℃) 临界点(℃)
标准汽化温度时，汽化潜能（kJ/kg）
25℃时水的溶解性(g/100g) 臭氧破坏潜能ODP
R-12（二氟二氯甲烷） CFC-12 CF2C12 120 4.4 -29.8 -155 112
165.3
二 制冷剂的特点
案（例五一）：制冷剂的特点
3. R-134a制冷剂的特点
随着制冷工业的飞速发展，大气中臭氧层的破坏越来越引 起世人的关注。为解决这一问题，制冷界推出了无氟替代技术， 其中R134a制冷剂就是无氟制冷剂中的一种，已被广泛地应用于 制冷设备上。用R134a全面替代R-12是一个渐的过程。在这一过 程中，存在的主要问题是，有R134a工质压缩机可否用R-12作冷 媒来替代，反之，R-12工质压缩机又可否用R134a作冷媒来替代， 这一直是维修人员关注的问题。
2、家用制冷设备常用的几种制冷剂 a. R-12 早期用于冰箱制冷剂 b. R-134a 新型的无氟环保制冷剂 c. R-22 用于小型空调制冷剂 d. R-407C 新型的无氟环保制冷剂 e. R-410A 新型的无氟环保制冷剂
二 制冷剂的特点
（一）制冷剂的参数
1.R-12与R-134a技术参数
二 制冷剂的特点
（五）制冷剂的特点
4. R-410A制冷剂的特点 R410A是由R32和R125两种工质按50％和50％的质量分
二 制冷剂的特点
（剂的特点
R134a的分子小、分子量轻、渗透能力强，又极易吸水， 与矿物油不相溶，因此R134a工质压缩机内部洁净度要求更 高。同时，润滑油须用酯类油或新型合成油元醇。R134a又 对金属件有腐蚀性。为此，R134a工质压缩机内部零件表面 均做了特殊处理。而且R134a标准沸点、凝固点、汽化潜热 较高，其制冷量低于R-12的10%左右。R134a工质压缩机可 以用R-12作冷媒。
项目制冷剂 代号
化学分子式 分子量(g) 分子大小(A) 标准沸点(℃) 凝固点(℃) 临界点(℃)
标准汽化温度时，汽化潜能（kJ/kg）
25℃时水的溶解性(g/100g) 臭氧破坏潜能ODP
R-12（二氟二氯甲烷） CFC-12 CF2C12 120 4.4 -29.8 -155 112
165.3
二 制冷剂的特点
案（例五一）：制冷剂的特点
3. R-134a制冷剂的特点
随着制冷工业的飞速发展，大气中臭氧层的破坏越来越引 起世人的关注。为解决这一问题，制冷界推出了无氟替代技术， 其中R134a制冷剂就是无氟制冷剂中的一种，已被广泛地应用于 制冷设备上。用R134a全面替代R-12是一个渐的过程。在这一过 程中，存在的主要问题是，有R134a工质压缩机可否用R-12作冷 媒来替代，反之，R-12工质压缩机又可否用R134a作冷媒来替代， 这一直是维修人员关注的问题。
制冷技术原理与应用基础课件第2章 常用制冷工质及其性质
但无论何种制冷剂，都是某些方面较优，而又难免存在不 足，完全满足上述各种要求的制冷剂并不存在。因此，应根据 工程实际要求，首先满足主要要求，对于不足之处则采取措施 加以弥补，从而找出最佳方案。
制冷技术
2.2.1 制冷剂代号与种类
由于制冷剂种类繁多，为了书写和表达方便，国际上统一 规定了制冷剂的简化代号，可用的每种制冷剂均有唯一的、国 际统一的代号，代号与种类是相关的。常用制冷剂按组成区分 有单一制冷剂和混合制冷剂；按化学成分区分有有机制冷剂和 无机制冷剂。
制冷技术
2.3 环境影响指标
自1974年，莫林纳(M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland) 提出臭氧层问题以来，大量的研究和大气实测数据表明， 臭氧层问题已经非常严重。目前，臭氧层被破坏问题以成 为全球性环境问题。
2.3.1 根据环保观点的命名 2.3.2 消耗臭氧物质对环境的破坏作用 2.3.3 对环境影响的评价指标
链 烷 烃 的 卤 族 元 素 衍 生 物 制 冷 剂 编 号 规 则 为 R(m1)(n+1)(x)B(z) ； 链 烯 烃 的 卤 族 元 素 衍 生 物 制 冷 剂 编 号 规 则 为 R1(m-1)(n+1)(x)B(z)；环烷烃的卤族元素衍生物制冷剂编号规则 为RC(m-1)(n+1)(x)B(z)；如制冷剂中无Br，则在编号中不出现 B(z)项；对于同分异构体，在后面加英文字母来区别。
制冷技术
第2章 常用制冷工质及其性质
2.1制冷剂的演化过程 2.2制冷剂的选用原则 2.3环境影响指标 2.4制冷剂的热力性质 2.5制冷剂的化学性质与实用性质 2.6制冷剂的溶解性质 2.7常用制冷剂 2.8载冷剂简介 2.9润滑油简介
制冷技术
制冷技术
2.2.1 制冷剂代号与种类
由于制冷剂种类繁多，为了书写和表达方便，国际上统一 规定了制冷剂的简化代号，可用的每种制冷剂均有唯一的、国 际统一的代号，代号与种类是相关的。常用制冷剂按组成区分 有单一制冷剂和混合制冷剂；按化学成分区分有有机制冷剂和 无机制冷剂。
制冷技术
2.3 环境影响指标
自1974年，莫林纳(M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland) 提出臭氧层问题以来，大量的研究和大气实测数据表明， 臭氧层问题已经非常严重。目前，臭氧层被破坏问题以成 为全球性环境问题。
2.3.1 根据环保观点的命名 2.3.2 消耗臭氧物质对环境的破坏作用 2.3.3 对环境影响的评价指标
链 烷 烃 的 卤 族 元 素 衍 生 物 制 冷 剂 编 号 规 则 为 R(m1)(n+1)(x)B(z) ； 链 烯 烃 的 卤 族 元 素 衍 生 物 制 冷 剂 编 号 规 则 为 R1(m-1)(n+1)(x)B(z)；环烷烃的卤族元素衍生物制冷剂编号规则 为RC(m-1)(n+1)(x)B(z)；如制冷剂中无Br，则在编号中不出现 B(z)项；对于同分异构体，在后面加英文字母来区别。
制冷技术
第2章 常用制冷工质及其性质
2.1制冷剂的演化过程 2.2制冷剂的选用原则 2.3环境影响指标 2.4制冷剂的热力性质 2.5制冷剂的化学性质与实用性质 2.6制冷剂的溶解性质 2.7常用制冷剂 2.8载冷剂简介 2.9润滑油简介
制冷技术
制冷剂的工作原理
制冷剂的工作原理
制冷剂的工作原理是利用制冷循环来实现物质的热交换，从而降低温度。
制冷循环通常包括四个基本部分：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置（或膨胀阀）。
1. 蒸发器：蒸发器是制冷循环的起点，其中制冷剂从液态转变为气态。
蒸发器通常是一个管状装置，内部有大量管道或螺旋形的金属管，外部暴露在环境中。
当制冷剂从压缩机进入蒸发器时，它会吸收外部热量并从液态转变为气态。
2. 压缩机：压缩机是制冷循环的关键部件，它通过产生高压和高温的气体将制冷剂从蒸发器中抽出。
压缩机将气体压缩，使其温度升高。
3. 冷凝器：冷凝器是压缩机后面的部分，用于将高温高压的气体制冷剂冷却成液体。
冷凝器通常通过散热器或冷却水冷却制冷剂。
当气体通过冷凝器时，它会散发热量，并从气态转变为液态。
4. 节流装置（或膨胀阀）：节流装置或膨胀阀用于控制制冷剂的流速和压力，在从冷凝器流向蒸发器的过程中，将制冷剂的压力降低，从而准备好重新进入蒸发器。
通过这个循环过程，制冷剂可以循环不断地在蒸发器和冷凝器之间进行相态转换和热能交换，从而实现冷却效果。
这个循环过程可以在制冷设备如冰箱、空调中得到应用。
制冷原理—制冷剂和润滑油
(10) 单位容积压缩功小。
(11) 对人类生态环境无破坏作用，即不破坏大气臭氧层， 不 产 生温室效应。
2. 制冷剂的种类及代号
1.无机化合物 2.卤代氟里昂 3.混合工质 4.碳氢化合物
5
① 无机化合物 ➢ 如水、氨、二氧化碳等。 ➢ 无机化合物的代号“R”后的第一位数为7，7后面数字
为该物质的分子量的整数部分。如：氨的代号为R717。
11
R12 (氟里昂12)
• 二氟二氯甲烷；无色、带轻微气味。 • 不燃烧、不爆炸，是一种安全的制冷剂。 • 标准蒸发温度为-29.8℃，有较广的制冷温度范围，而
且压力适中；在同一温度下，其饱和压力要比氨和氟 里昂22稍低，风冷时常温下冷凝压力不超过1.18 MP a ；对金属没有腐蚀作用。 • 单位容积制冷量较小；对大气臭氧层破坏严重，是最 早被提出禁用的制冷剂之一。
全无毒。
14
R407C
• 常温常压下，R407C是一种不含氯的氟代烷非共沸 混合致冷剂，无色气体，贮存在钢瓶内是被压缩的液 化汽。
• 有轻微的醚味；化学稳定性好，与活泼金属，碱金属、 碱土金属如铝、锌、钡等不相容。
• R407C是环保型致冷剂，用于替代R22和R502，具 有清洁、低毒、不燃、致冷效果好等特点。
1 制冷剂
一、制冷剂 — 制冷设备中的工质
➢ 在制冷系统中，将被冷却介质的热量转移到环境介质(空气或水) 中去的工作物质称为“制冷剂”。
➢ 在蒸气压缩式制冷装置中，是通过“制冷剂”在“蒸发器”中 吸收被冷却介质的热量而汽化，然后在“冷凝器”中向环境介 质放出热量而冷凝的相态变化过程来实现制冷。
2
一、制冷剂 — 制冷设备中的工质
• 对臭氧层的破坏作用比R12小得多，大约是R12的5 %；正作为某些禁用制冷剂的过渡性替代物质被使 用，但最终将被停止使用。
(11) 对人类生态环境无破坏作用，即不破坏大气臭氧层， 不 产 生温室效应。
2. 制冷剂的种类及代号
1.无机化合物 2.卤代氟里昂 3.混合工质 4.碳氢化合物
5
① 无机化合物 ➢ 如水、氨、二氧化碳等。 ➢ 无机化合物的代号“R”后的第一位数为7，7后面数字
为该物质的分子量的整数部分。如：氨的代号为R717。
11
R12 (氟里昂12)
• 二氟二氯甲烷；无色、带轻微气味。 • 不燃烧、不爆炸，是一种安全的制冷剂。 • 标准蒸发温度为-29.8℃，有较广的制冷温度范围，而
且压力适中；在同一温度下，其饱和压力要比氨和氟 里昂22稍低，风冷时常温下冷凝压力不超过1.18 MP a ；对金属没有腐蚀作用。 • 单位容积制冷量较小；对大气臭氧层破坏严重，是最 早被提出禁用的制冷剂之一。
全无毒。
14
R407C
• 常温常压下，R407C是一种不含氯的氟代烷非共沸 混合致冷剂，无色气体，贮存在钢瓶内是被压缩的液 化汽。
• 有轻微的醚味；化学稳定性好，与活泼金属，碱金属、 碱土金属如铝、锌、钡等不相容。
• R407C是环保型致冷剂，用于替代R22和R502，具 有清洁、低毒、不燃、致冷效果好等特点。
1 制冷剂
一、制冷剂 — 制冷设备中的工质
➢ 在制冷系统中，将被冷却介质的热量转移到环境介质(空气或水) 中去的工作物质称为“制冷剂”。
➢ 在蒸气压缩式制冷装置中，是通过“制冷剂”在“蒸发器”中 吸收被冷却介质的热量而汽化，然后在“冷凝器”中向环境介 质放出热量而冷凝的相态变化过程来实现制冷。
2
一、制冷剂 — 制冷设备中的工质
• 对臭氧层的破坏作用比R12小得多，大约是R12的5 %；正作为某些禁用制冷剂的过渡性替代物质被使 用，但最终将被停止使用。
第二章 蒸气压缩式制冷与热泵的热力学原理
当制冷机用于供热（利用转移到高温处的热量）时，称为热泵。
概念：
1.制冷量：单位时间内蒸发器从被冷却介质中提取的热量， 用
Q 表示。
e
2.制热量：单位时间内热泵的冷凝器供出的热量，在制冷机中称为冷凝热量， 用 Q 表示 。
c
法定单位：W、KW； 工程制单位：千卡/小时（kcal/h），英热单位/小时（Btu/h）。
（2）状态点1改为饱和蒸气状态。
（3）使Te<T1，Tc>T2。
LOGO
饱和循环在lgp-h图上的表示
LOGO
（1）蒸发器（4-1） 制冷量
Q e M r ( h1 h 4 )
单位质量制冷剂的制冷量 （2）蒸发器（2-3） 制热量
Q c M r ( h 2 h3 )
LOGO
图2 氨制冷系统流程图
LOGO
空调用蒸气压缩式制冷机组
一、冷（热）水机组
17 16 15 14 13 12
生产冷冻水， 提供给室内 末端
1 冷冻水进口
3
2
冷冻水出口
接冷却塔
4 7
5 11 10 9 冷却水进口 6 18 8
冷却水出口
图 6-3
换算关系：1W=0.86kcal/h
1kW=860kcal/h 1kcal/h=1.163W 1W=3.412Btu/h
LOGO
3.压缩机消耗的功率： 制冷机或热泵中压缩机在单位时间内消耗的功称为压缩机 消耗的功率，用 W 表示，单位为W、kW。 4.制冷机或热泵的性能系数 制冷机 热 泵
图 2.7
变 频 热 泵 型 VRV空 调 系 统 原 理 图
制冷原理第二章制冷剂
爆炸极限 1.8~8.4 16.0~25.0 None None
制冷剂代号 R23 R32 R22 R744
爆炸极限 None 14~31 None None
18
制冷剂的物理化学性质及其应用
3、安全分类 毒性分为A、B两级
（A——低毒性、B——高毒性） 可燃性分为1、2、3三级
（1——不燃；2——低度可燃；3——高度可燃）
料无腐蚀作用。
30
目录
制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂 ➢ 润滑油
31
润滑油
一、润滑油的功效 在制冷装置中，润滑油保证压缩机正常运转，对压缩机各
个运动部件起润滑与冷却作用，在保证压缩机运行的可靠性和 使用寿命中起着极其重要的作用。
减少运动零件摩擦量，延长寿命； 带走摩擦热； 防止制冷剂气体泄露； 清洗润画面，带走污垢； 保护零件防止锈蚀；
臭氧层有潜在消耗能力。
22
23
制冷剂的物理化学性质及其应用
臭氧衰减指数ODP CFC高、HCHC低、HFC为0
温室效应指数GWP CFC高、HCHC和 HFC低
总等效温室效应TEWI • 第一部分：直接温室效应——温室气体排放、泄露 或维修报废时进入大气产生的温室效应； • 第二部分：间接温室效应——使用这些温室气体的 装置因耗能引起的二氧化碳排放所带来的温室效应。
上节回顾
相变制冷——液体汽化、固体熔化与升华；压焓图 有外功输出（等熵）
绝热膨胀制冷 无外功输出（等焓）
（温度随微小压力变化而变化的关系） 逆卡诺循环
制冷的热力学特征 洛伦兹循环 热能驱动的制冷循环
（制冷量、制冷系数、热力系数、热力完善度、热泵系数）
1
第二章 制冷剂、载冷剂及润滑油
制冷原理与装置
BACK NEXT
2、制冷剂的特性与选择
说明：从最早的乙醚、到氨、到氟利
昂、到现在的环保制冷剂，制冷剂对 制冷技术的发展有很大的影响。 3、制冷设备的结构及特点
说明：制冷设备是制冷技术在实际工
程中，实现制冷目的的关键所在。制 冷设备结构性能的好坏，对制冷装置 的影响是显而易见的。
BACK NEXT
HOME BACK NEXT
火箭推力系统与高能物理 所有大型的发射的飞行器均使用液氧作氧 化剂；宇宙飞船的推进也使用液氧和液氢； 观察研究大型粒子加速器产生的粒子的氢泡 室要用到液氢。
LHC-CERN 27km超导磁 体过冷态超 流氦冷却
HOME BACK NEXT
第一章 制冷的热力学基础
§1-1 相变制冷 ★ §1-2 绝热膨胀制冷 ★ §1-3 制冷热力学特性分析 ★
1951年半导体制冷技术的开发、应用为制
冷技术又开拓了一个新领域，它对卫星、 激光、航天技术等高科技的进一步发展， 提供了一定的技术保证。
BACK NEXT
四、国内发展概况（简介） 解放前冷库容量不足三万吨。解放后有
了较大的发展，1954年研制成功第一台 制冷压缩机，1959年冷库容量达到35万 吨，1967试制成功蒸汽喷射式制冷机， 1968年第一台吸收式制冷机问世，1971 年第一台螺杆式式制冷压缩机问世， 1982年冷库容量达到250万吨。
等）为工质，通过对其压缩，然后对这些高
压气体进行绝热膨胀（或绝热放气），从而
获得温度很低的液化气体。
BACK NEXT
三、制冷技术的研究内容 1、各种制冷方法、制冷原理和制冷系统
说明：制冷方法很多，简介普冷范围常用
的四种制冷方法，重点讲解蒸汽压缩式制 冷的基本原理、制冷循环及其热力计算方 法、制冷剂的特性与选择以及制冷设备的 结构特点和传热计算。制冷系统在本课程 的设备部分作总体介绍，详细内容留待后 续课程《制冷装置设计》讲解。
2、制冷剂的特性与选择
说明：从最早的乙醚、到氨、到氟利
昂、到现在的环保制冷剂，制冷剂对 制冷技术的发展有很大的影响。 3、制冷设备的结构及特点
说明：制冷设备是制冷技术在实际工
程中，实现制冷目的的关键所在。制 冷设备结构性能的好坏，对制冷装置 的影响是显而易见的。
BACK NEXT
HOME BACK NEXT
火箭推力系统与高能物理 所有大型的发射的飞行器均使用液氧作氧 化剂；宇宙飞船的推进也使用液氧和液氢； 观察研究大型粒子加速器产生的粒子的氢泡 室要用到液氢。
LHC-CERN 27km超导磁 体过冷态超 流氦冷却
HOME BACK NEXT
第一章 制冷的热力学基础
§1-1 相变制冷 ★ §1-2 绝热膨胀制冷 ★ §1-3 制冷热力学特性分析 ★
1951年半导体制冷技术的开发、应用为制
冷技术又开拓了一个新领域，它对卫星、 激光、航天技术等高科技的进一步发展， 提供了一定的技术保证。
BACK NEXT
四、国内发展概况（简介） 解放前冷库容量不足三万吨。解放后有
了较大的发展，1954年研制成功第一台 制冷压缩机，1959年冷库容量达到35万 吨，1967试制成功蒸汽喷射式制冷机， 1968年第一台吸收式制冷机问世，1971 年第一台螺杆式式制冷压缩机问世， 1982年冷库容量达到250万吨。
等）为工质，通过对其压缩，然后对这些高
压气体进行绝热膨胀（或绝热放气），从而
获得温度很低的液化气体。
BACK NEXT
三、制冷技术的研究内容 1、各种制冷方法、制冷原理和制冷系统
说明：制冷方法很多，简介普冷范围常用
的四种制冷方法，重点讲解蒸汽压缩式制 冷的基本原理、制冷循环及其热力计算方 法、制冷剂的特性与选择以及制冷设备的 结构特点和传热计算。制冷系统在本课程 的设备部分作总体介绍，详细内容留待后 续课程《制冷装置设计》讲解。
制冷原理课后答案
制冷原理课后答案【篇一：制冷课后习题】t>绪论1. 什么是制冷？2. 人工制冷的方法都有哪些？空气调节领域最常用的两种制冷方法是什么？3. 什么液体汽化制冷？第一章蒸气压缩制冷的热力学原理1. 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件组成，各有何作用？2. 在图示有液体过冷，又有回汽过热的制冷循环中，写出各热力设备名称、其中发生的热力过程及制冷剂在各热力设备前后所处的状态（温度、压力、物态）32高温高压过热气体压缩机绝热压缩413. 制冷剂在蒸气压缩制冷循环中，热力状态是如何变化的？4. 试画出单级蒸气压缩式制冷理论循环的lgp-h图，并说明图中各过程线的含义。
5. 已知r22的压力为0.1mpa，温度为10℃。
求该状态下r22的比焓、比熵和比体积。
6. 已知工质r134a参数值如下表所示，请查找lgp-h图填入未知项。
7. 什么单位容积制冷能力、跨临界循环8. 有一个单级蒸气压缩式制冷系统，高温热源温度为30℃，低温热源温度为-15℃，分别采用r22和r717为制冷剂，试求其工作时理论循环的性能指标。
9. 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环有何区别？试说明针对这些区别应如何改善理论循环。
10. 什么是回热循环？它对制冷循环有何影响？11. 某空调用制冷系统，制冷剂为氨，所需制冷量为48kw，空调用冷水温度12. 在同一t-s图上绘出理想循环(逆卡诺循环)与理论循环的循环过程，比较两种循环，指出理论循环有哪些损失（在图中用阴影面积表示）。
针对这些损失，说明如何改善蒸汽压缩制冷的理论循环。
14. 液体过冷对循环各性能参数有何影响？15. 如何确定双级压缩制冷循环的最佳中间压力？16. 什么叫中间完全冷却、中间不完全冷却？17. 什么是复叠式制冷循环？为什么要采用复叠式制冷循环？18.制冷剂在通过节流元件时压力降低，温度也大幅下降，可以认为节流过程近似为绝热过程，那么制冷剂降温时的热量传给了谁?19.压缩机吸气管道中的热交换和压力损失对制冷循环有何影响？20.请说明制冷剂的单位质量制冷能力q0和单位容积制冷能力qv的关系；在相同的工作条件下，不同制冷剂的q0与qv是否相同，为什么？24.在图1-27所示的r22一级节流、中间不完全冷却双级压缩式制冷循环中，其冷凝温度为35℃，蒸发温度为-38℃，膨胀阀2前的液体温度为30℃，膨胀阀1前的液体温度为0℃，低压级压缩机的吸气过热度为5℃。
制冷原理与设备教材(PDF 136页)
3.制冷的分类
按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为以 下4个领域：
普通制冷 120K以上 深度制冷 120K~20K 低温制冷 20K~0.3K 低温制冷 超低温制冷 0.3K以下 本课程主要讲普通制冷。
4.制冷技术的研究内容及理论基础
制冷技术主要研究以下三个方面： (1)研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并 对制冷循环进行热力学的分析和计算。（比如压缩式制冷） (2)研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。 (3)研究实现制冷循环所必需的各种机械和技术设备，包括他们的工 作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配 套设计。此外，还有热绝缘问题、制冷装置的自动化问题等等。
制冷与低温技术的应用领域举例 1. 空气调节
制冷和空调
的关系相互
联系又独立
图1-26 制冷与空调的关系
制冷在空调中的作用 (1)干式冷却
(2)减湿冷却
(3)减湿与干式冷却混合方式
2.人工环境
用人工方法构成各种人们所希望达到的环境条件，包 括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。
与制冷有关的人工环境试验有以下几种 (1) 低温环境试验 (2) 湿热试验 (3) 盐雾试验 (4) 多种气候试验 (5) 空间模拟试验
制冷技术的理论基础主要为热工的三大基础课程，即《工程热 力学》、《工程流体力学》、《传热学》。尤其是《工程热力 学》，学习和从事质量工作的人员应主要在这三门课程方面打好坚 实的理论基础。
5.制冷技术的发展历史
制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段：
（1）天然冷源的应用阶段
是从古代~18世纪中期。 采水。
制冷原理与设备
热能教研室
制冷原理
一、制冷:是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体冷却，使其温度降低到环境温度以下，并保持这个温度。
二、制冷机：机械制冷中所必需的机械和设备的总和。
三、制冷工质1、制冷剂（1）分类按照化学成分分：1.无机物：NH3 、H2O、N2、CO22.有机物：1）碳氢化合物：CH4、C2H6、C2H42）氟利昂：饱和碳氢化合物的卤族取代物。
CHClF2、CCl2F2、C2H2F43.混合物：1）非共沸混合物：蒸发过程中混合物温度发生变化。
R4012）共沸混合物：具有共同的沸点，蒸发过程中混合物温度不发生变化。
R501 按照制冷剂的标准蒸发温度：高温（低压）、中温（中压）、低温（高压）制冷（2）命名原则（3）制冷剂的选用原则1、热力学方面的要求：1）具有较大的制冷工作范围：临界温度高、标准蒸发温度低、凝固温度低。
2）具有适当的工作压力和压缩比3）单位质量和单位体积制冷量均大：4）绝热指数低：可减少耗功率，降低排气温度，有利于润滑。
2、物理化学方面的要求：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）化学稳定性好：对金属和非金属材料不腐蚀3、安全性方面的要求：不燃烧、不爆炸、无毒或低毒、易检漏4、对环境的亲和友善：1）臭氧衰减指数ODP：表示物质对大气臭氧层的破坏程度2）温室效应指数GWP：表示物质造成温室效应的影响程度5、经济性方面的要求：制冷剂的生产工艺简单，价廉、易得。
6、特定要求：1)离心式压缩机要求分子量要大，提高级压比，减少级数；2 )制冷量在200W以下的制冷机要求制冷剂的单位容积制冷量要小，以免压缩机的尺寸过小，加工困难；制冷量1000W以上的制冷机要求制冷剂的单位容积制冷量要大，以减小压缩机的尺寸和制冷剂容积流量；3)全封闭和半封闭式制冷压缩机要求制冷剂电绝缘性能好。
（3）制冷剂与润滑油的溶解性：1）完全溶解 制冷剂与油形成均匀溶液，不会产生油膜而妨碍传热；制冷剂中润滑油含量较多时，容易引起蒸发温度升高、制冷量减少、润滑油黏度降低、沸腾时泡沫多、蒸发器液面不稳定。
制冷和低温技术原理—第2章 制冷方法
高压液体流 经膨胀阀节 流，形成低 压低温的 气，液两相 混合物进入 蒸发器。
4. 应用： 蒸气压缩式制冷机是应用最广泛的制冷机。 是本课程的重点内容之一。 具有100多年的历史，相当完备，广泛应用 在空气调节，各种冰箱，食品冷藏，冷加工 方面。 制冷的温度范围为5℃ — -150℃。
2.1.5 吸附式制冷
1. 系统组成：
吸附床，冷凝器，蒸发器 用管道连成一个封闭系统。
太阳辐射 沸石 吸附床 （沸石密封盒）
2. 工作原理：
肋片 （冷凝器） 储水器
一定的固体吸附剂对某种 （蒸发器） 制冷剂气体具有吸附作用， 白天脱附 夜间吸附 而且吸附能力随吸附剂温 太阳能沸石-水吸附制冷原理 度的改变而不同。 通过周期性地冷却和加热吸附剂， 使之交替地吸附和解吸。 解吸时，释放制冷剂气体，使之凝结为液体。 吸附时，制冷剂液体蒸发，产生制冷作用。
热电制冷
气体绝热膨胀制冷
高压气体经绝热膨胀即可达到较低 温度，令低压气体复热即可制取冷量。 高压气体经涡流管膨胀后即可分离冷, 热两股气流，用冷气流的复热过程即 可制冷。
气体涡流制冷
2.1 物质相变制冷
2.1.1 相变制冷概述
液体蒸发制冷 固体相变制冷
以流体为制冷剂，通 过一定的机器设备构 成制冷循环，利用液 体汽化时的吸热效应 ，实现对被冷却对象 的连续制冷。
2.2.2 磁制冷
1. 工作原理： 是利用磁热效应的一种制冷方式。
既是固体磁性物质（磁性离子构成的系统）在受磁场 作用磁化时，系统的磁有序度加强（磁熵减小）， 对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降（磁熵 增大），又要从外界吸收热量。
2.2.3 声制冷
1. 工作原理： 是利用热声效应的一种制冷方式。
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；
制冷基本原理PPT课件
三、其他换热器
作用：提高工作效率，或用于较低蒸 发温度的系统．
类型：回热器、中间冷却器、冷凝蒸发器和 板式换热器等．
１.回热器
进气
1 进液
出液
2
图4-13 盘管式回热器结构
1-壳体 2-盘管 3-进、出气接管及法兰
出气 3
２、板式换热
降压降温，保证压差：PK P0，TK T0
漏。
❖ 3.具有自动补偿功能。
第7章 辅助设备
辅助设备 作用：完善制冷系统的技术性能，保证可靠的
运行． 分类：制冷剂的贮存、分离、净化设备和润滑
一.目前有哪些主要的制冷方法
气体膨胀制冷 蒸气压缩制冷 固态物质升华制冷
二.蒸气压缩式制冷
1. 基本组成 压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器
第三章 制冷剂
一.什么叫制冷剂 制冷剂就是能从一个地方吸收热量，而 在另一个地方排出热量，以达到制冷目 的的工质。
二.常用的制冷剂概述
1.无机化合物 例如: NH3 H2O 2.氟里昂 例如: R12 R22 R134a 3.碳氢化合物 例如: CH4 C2H6
外平衡热力膨胀阀示意图
外平衡热力膨胀阀的安装位置
感温包的安装位置
三、毛细管 安装位置：冷凝器与蒸发器之间 作 用：作为制冷循环的流量控与 节流元件
工作原理：根据流体在管内流动产生 摩擦阻力，来改变其流 量．管短，压降小，流量大； 反之压降大流量小．
结构特点
❖ 1.结构简单，制造方便，价格低廉。 ❖ 2.没有运动部件，本身不容易产生故障和泄
制空气流动）．
1 水出 水进
2 5
3
A4
7 8 9
10
11
A
B
《制冷技术与原理》——第2章 单级蒸汽压缩式制冷循环
的。
(4)单位冷凝热
qk
单位（1kg）制冷剂蒸气在冷凝器中 放出的热量，称为单位冷凝热。单位冷凝 热包括显热和潜热两部分
q k h 2 h 3 h 3 h 4 h 2 h 4(2-9)
比较式（2-5）、（2-8）和（2-9） 可以看出，对于单级压缩式蒸气制冷机理 论循环，存在着下列关系
2.1.1系统与循环
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是：
①制冷剂液体在低压（低温）下蒸发， 成为低压蒸气
②将该低压蒸气提高压力为高压蒸气 ③将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体 ④高压液体降低压力重新变为低压液体， 返回到①从而完成循环。
压缩机:
压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发 器中低压、冷凝器中高压，是整个
等容线----向右上方倾斜的虚线；
等干度线----只存在于湿蒸气区域内，其方向 大致与饱和液体线或饱和蒸气线相近，视干度 大小而定。
2.1.3 制冷循环过程在压焓图 和温熵图上的表示
3 4
B C
5D
p
2 1A
单级蒸气压缩 式制冷系统图
A—压缩机； B—冷凝器； C—节流阀； D—蒸发器。
4
pk 3 2
上面所述的循环，是单级压缩蒸气制 冷机的基本循环，也是最简单的循环。在 实用上，根据实际条件对循环往往要作一 些改进，以便提高循环的热力完善度。在 单级制冷机循环中，这一改进主要有液体 过冷、吸气过热及由此而产生的回热循环。
2.2.1 液体过冷对循环性能的影响
将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝 温度的状态，称为过冷。 带有过冷的循环，叫做过冷循环。
qkq0w 0
(2-10)
(5)制冷系数 0
对于单级压缩蒸气制冷机理论循环，
制冷原理与装置第二章(郑贤德主编).
无机 物
卤代烃
碳氢化 合物
第二节
制冷剂的热物参数及其计算方法
※ 热力学性质 两种形式：一种是热力学性质图和表，另一种是参数关系方程式
表2-1 一些制冷剂最基本的热力学性质
制冷量 相对分子质量 正常沸点/℃ 凝固点/℃ 临界温度/℃ 临界压力/kPa 临界比体积/(L/kg)
R704
R702 R720 R728 R729
式中,Pr是对比压力；Tr 是对比温度；a0、a1、a2、a3、a4、a5是拟合所得到的常数
3、汽化热
1 Tr r rs 1 T rb
—
-183 -155 -181 -56.6 -168 — -78.4 -103 -185 -111.3 — -187.7 -160 -106 -143.2
19.5
32.2 25.6 28.8 31.1 67.0 66.4 78.3 60.1 91.8 73.1 82.2 96.8 96 79.9 102.2
参数关系方程式
1、压缩性系数
p
ZRT v
Z为引入压缩性系数，也称因子。只要确定了Z就可按上式计算过热蒸汽的状态参数。Z为量纲为一 的量，它是温度和压力的函数；R为摩尔气体常数，它与气体的种类无关，采用的单位也不同，其 值不同，见表2-2.
表2-2 R 8.317×107 1.987 8.314 8.314 单 位 理想气体常数与单位 R 82.06 8.206×10-5 62.36 10.73 单 位
4.0026
2.0159 20.183 28.013 28.97
-268.9
-252.8 -246.1 -198.8 -194.3
—
第二章 制冷方法
吸收和吸附式制冷的特点
制冷剂蒸发
吸收热量制冷
气体制冷剂回复液体状态 利用吸收或吸附方式
吸收式制冷与压缩式制冷相比有以下特点
(1)可以利用各种热能驱动 (1)可以利用各种热能驱动 (2)可以大量节约用电 (2)可以大量节约用电 (3)结构简单，运动部件少，安全可靠 (3)结构简单，运动部件少， 结构简单 (4)对环境和大气臭氧层无害 (4)对环境和大气臭氧层无害 (5)热力系数COP低于压缩式制冷循环 (5)热力系数COP低于压缩式制冷循环 热力系数COP
2）固体升华制冷
使用最多的固体升华制冷剂是二氧化碳、 使用最多的固体升华制冷剂是二氧化碳、氮、氖和氩。 氖和氩。 固体CO 俗称干冰，干冰的三相点参数为：温度固体CO2俗称干冰，干冰的三相点参数为：温度56.6℃ 压力0.52MPa。 56.6℃，压力0.52MPa。干冰在三相点和三相点以下吸 热时直接升华为二氧化碳蒸气。 热时直接升华为二氧化碳蒸气。 常压下干冰的升华温度为常压下干冰的升华温度为-78.5 ℃，升华潜热为573.6 升华潜热为573.6 kJ/kg。干冰的制冷能力比冰和冰盐都要大， kJ/kg。干冰的制冷能力比冰和冰盐都要大，其单位质 量制冷能力是冰的1.9倍 单位容积制冷能力是冰的2.95 量制冷能力是冰的1.9倍，单位容积制冷能力是冰的2.95 倍。 干冰化学性质稳定，对人体无害，是良好的制冷剂。 干冰化学性质稳定，对人体无害，是良好的制冷剂。
相变是指物质集聚态的变化 物质在发生相变时，由于分子重新排列和分子 物质在发生相变时， 热运动速度改变， 热运动速度改变，必然伴随着吸收或放出一定 的热量，这种热量称为相变潜热。相变制冷就 的热量，这种热量称为相变潜热 相变潜热。 是利用物质由质密态到质稀态的相变（融化、 是利用物质由质密态到质稀态的相变（融化、 蒸发、升华）时的吸热效应，达到制冷的目的。 蒸发、升华）时的吸热效应，达到制冷的目的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
B2
B1 A1
R32
R22 R744
A2
A1 A1
19
制冷剂的物理化学性质及其应用
二、热稳定性
制冷剂因受热而发生化学分解的温度应大大高于其工作温度。 三、对材料的作用
1. 烃类制冷剂对金属无腐蚀； 对 金 属 2. 氨对钢铁无腐蚀，但腐蚀铝、铜和铜合金； 3. 氟里昂只腐蚀镁和含镁的铝合金，但压缩机易出现镀 铜现象。 1. 氟里昂易溶解天然橡胶和树脂材料； 2.氟里昂对高分子材料产生膨润作用； 3. 密封件要用热耐氟材料。
t 0 tB tC tE A C2
液体
冰与液体
A’ B C x1 m1 D x2
F G
C1
E
m2
1
E
2
29
盐水溶液的温度-含量图
载冷剂
三、有机载冷剂 乙二醇、丙二醇和丙三醇的水溶液都是性能较好的低温载 冷剂。 这些水溶液的冰点都比水冰点低，对管道、容器等金属材 料无腐蚀作用。
30
目录
制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂
CFCs
氢氯氟烃：分子中有氢、氯、氟、碳原子——HCFCs 氢氟烃：分子中只有氢、氟、碳原子——HFCs
莫利纳
CFCs问题
罗兰
6
制冷剂概述
卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层，还会助长温室
效应，加速全球气候变暖。
国际社会对CFCs和HCFCs物质等进行限制。我国政
府于1993年批准了《中国消耗大气臭氧层物质逐步淘汰国 家方案》 另一方面，各国科学家一直致力于寻找新的制冷剂。
润滑油
31
润滑油
一、润滑油的功效 在制冷装置中，润滑油保证压缩机正常运转，对压缩机各 个运动部件起润滑与冷却作用，在保证压缩机运行的可靠性和
使用寿命中起着极其重要的作用。
减少运动零件摩擦量，延长寿命； 带走摩擦热；
防止制冷剂气体泄露；
清洗润画面，带走污垢； 保护零件防止锈蚀；
32
润滑油
2
目录
制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂
润滑油
3
制冷剂概述
制冷剂： 通过自身热力状态的变化与外界发生能量交换，从而 只有在工作温度范围内能够汽化和凝结的物质才可能 多数制冷剂在大气压和环境温度下呈气态 达到制冷的目的 做制冷剂
乙醚
二甲基乙醚
二氧化碳
氨气
二氧化硫
4
二、制冷剂命名
无机化合物 编号
R7XX
无机化合物的分子量
氨
举例 二氧化碳 水
R717 R744 R718
11
制冷剂概述
卤代烃及其他烷烃类
分子式 CmHnFxClyBrz n+ x+ y+ z = 2m+2 R(m－1)(n+1)x(a,b…)Bz
同分异构体 溴分子数，为0，B可省略
编号
二氟一氯甲烷(CHClF2) 举例 二氟二氯甲烷(CCl2F2)
21
制冷剂的物理化学性质及其应用
六、泄露性
氨——强烈臭气，酚酞试纸。(不可用肥皂水) 氟利昂——卤素喷灯&电子检漏仪
七、制冷剂与大气环境
氟利昂制冷剂中，分子内含有氯或溴原子的制冷剂对大气 臭氧层有潜在消耗能力。
22
23
制冷剂的物理化学性质及其应用
臭氧衰减指数ODP
CFC高、HCHC低、HFC为0
R22
R12
12
（表2-1）
制冷剂概述
3、非共沸混合制冷剂 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。
编号 R4XX R407c R32/R125/R134a(23:25:52(%)) R125/R143a/R134a(44:52:4(%))
17
制冷剂的物理化学性质及其应用
2、燃烧性、爆炸性 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。 表2-8中表明一些制冷剂的爆炸特性。None表示不燃烧，爆 炸极限表示制冷剂在空气中发生燃烧或爆炸的体积分数范围。
制冷剂代号 R600a R717 R123 爆炸极限 1.8~8.4 16.0~25.0 None 制冷剂代号 R23 R32 R22 爆炸极限 None 14~31 None
润滑油
16
制冷剂的物理化学性质及其应用
一、安全性 1、毒性 指标数值为1000或1000以上则可认为这种制冷剂是无毒的。
制冷剂代号 R600a R717 R123 R134a TLVs或AEL 800 25 50 1000 制冷剂代号 R23 R32 R22 R744 TLVs或AEL 1000 1000 1000 5000
要求，用人工化学的方法合成的润滑油。极性较强，能溶解在
极性较强的制冷剂中，如:R134a、R717等。
34
润滑油
1、润滑油特性不仅受溶解在里面的制冷剂影响，还受温度
影响： 随着温度的提高或制冷剂含量的增大，润滑油粘度明显下
降。
2、制冷剂不可避免地要混入一些润滑油，从而给制冷剂的 性能带来较大影响，进而影响整个系统的制冷性能：
生腐蚀。 3、有机化合物及其水溶液
有较低凝固温度，但比热小，某些化合物有一定毒性。
28
载冷剂
析冰线A-B-E
共晶浓度 E 共晶点E 盐与液体 固溶体
析盐线G-E
二、盐水
对于低于共晶含 量的溶液，随着含量 增加，起始凝固温度 不断降低； 对于高于共晶含 量的溶液，随着含量 的增加，起始凝固温 度不断升高。
26
载冷剂
(1) 比热大 (2) 导热系数大 (3) 粘度低 载冷剂 要求 (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
27
载冷剂
常用载冷剂：
1、水： 只能用于蒸发温度高于0℃的制冷装置。 2、盐水：
可用于蒸发温度低于0℃的制冷装置，会对一些金属材料产
20
对 非 金 属
制冷剂的物理化学性质及其应用
四、对润滑油的互溶性
制冷剂与油不相溶解，可以从冷凝器或贮液器中将油分
离开，避免将油带入蒸发器降低传热效果。
制冷剂与油溶解会使润滑油变稀，影响润滑效果，且会
影响蒸发器传热效果。 五、对水的溶解性
如果制冷剂中有纯水存在时，当温度降到0℃以下时，水
就会结成冰，堵塞节流阀或毛细管的通道，形成“冰堵”。 因此制冷系统中不允许有游离的水存在。
温室效应指数GWP CFC高、HCHC和 HFC低 总等效温室效应TEWI • 第一部分：直接温室效应——温室气体排放、泄露 或维修报废时进入大气产生的温室效应； • 第二部分：间接温室效应——使用这些温室气体的 装置因耗能引起的二氧化碳排放所带来的温室效应。
24
目录
制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂
上节回顾
相变制冷——液体汽化、固体熔化与升华；压焓图
有外功输出（等熵） 绝热膨胀制冷
无外功输出（等焓）
（温度随微小压力变化而变化的关系） 逆卡诺循环 制冷的热力学特征 洛伦兹循环 热能驱动的制冷循环 （制冷量、制冷系数、热力系数、热力完善度、热泵系数）
1
第二章 制冷剂、载冷剂及润滑油
主讲人：郭智群
(2) 饱和烃的卤化物(氟利昂) (3) 碳氢化合物(烃类) (4) 共沸制冷剂 (5) 非共沸制冷剂
安全 分类
相互 作用 臭氧 温室
氢氟烃：—HFCs
R4XX R5XX
载冷剂：（ 第二制冷剂）水、盐水、有机化合物及其水溶液 润滑油 ： （润滑与冷却）天然矿物油 & 人工合成油 （考虑低温性能、与制冷剂相容性）
R134a
None
R744
None
18
制冷剂的物理化学性质及其应用
3、安全分类 毒性分为A、B两级 （A——低毒性、B——高毒性） 可燃性分为1、2、3三级 （1——不燃；2——低度可燃；3——高度可燃）
制冷剂代号 R600a 安全分类 A3 制冷剂代号 R23 安全分类 A1
R717
R123 R134a
剂高温分解。
8
制冷剂概述
2、迁移性质方面 粘度、密度尽量小——流动阻力小，充注量少； 热导率大——换热系数大； 3、物理化学性质 无毒、不燃烧、不爆炸，使用安全； 化学稳定性和热稳定性好——不与润滑油反应，不腐蚀 环境友好——不破坏臭氧层，没有温室效应； 4、易于获得，价格便宜
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。
14
制冷剂概述
5、环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物
环烷烃及环烷烃卤代物用字母“RC”开头
链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头
其后数字排写规则与氟利昂及烷烃类符合表示中的数字
排写规则相同。
15
目录
制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂
润滑油
25
载冷剂
一、载冷剂的作用及选用原则
载冷剂：也称为第二制冷剂，在间接制冷系统中用以传递 冷量的中间介质。 在蒸发器中被制冷剂冷却并送到冷却设备中吸收被冷却系 统的热量，然后返回蒸发器将吸收的热量传递给制冷剂，而载 冷剂重新被冷却。如此循环不止，以达到连续制冷的目的。 优点：制冷系统集中，被冷却对象温度易于保持恒定； 缺点：系统复杂，增大了被冷却物和制冷剂间的温差；