制冷剂知识及传热学基础知识
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使用R410A的系统比R22的系统更加紧凑
制冷剂的罐装
R12 白色 R22 绿色 R134a 天蓝色 R407C 中棕色 R410A 玫瑰红
传热学基础知识及在空调中的应用
热量传递的三种基本方式 传热过程和传热量 传热强化的方法 发生在空调系统中的主要传热过程 空调用换热器中的强化传热技术
热量传递的三种基本方式
R410A的基本特性
总体来讲，热物理性能比R22优越 冷凝压力比R22高约50% 单位容积制冷量比R22增加约50% 压缩机润滑油需采用聚酯油（Polyol Ester Oil） 在相同的测试条件下，冷凝换热系数高于R22约2-6%， 压力损失低约20-40% 蒸发换热系数比R22高约20-30%
无机化合物制冷剂：R7XXx
R717：NH3 ， R718：H2O，R729：air，R744：CO2，R744a：N2O
甲、乙烷系物质的塔系图
制冷剂的替代
制冷剂对环境的影响
对臭氧层的破坏(ODP)； 温室效应(GWP)(直接温室效应，间接温室效应)
R12的替代工质
R134a，R290，R600a，R22/R152a
R22的替代工质
R407C, R410A, R417A, CO2
CFC、HCFC类物质禁用时间
根据1995年12月《蒙特利尔议定书》缔约国第七次会议决定：
对于CFC类物质
发达国家，1996年1月1日起完全停止生产与消费 发展中国家，最后停用日期为2010年
对于HCFC类物质
发达国家，1996年起冻结生产量，2020年起完全停用 发展中国家，2016年起冻结生产量，2040年完全停用
导热：物体个部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自 由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。
Q F t
x
对流：流体个部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起 的热量传递方式。
自然对流是由于流体冷热各部分的密度不同而引起的流动换热 强制对流指由于水泵、风机或其他压差作用造成的流动换热
制冷剂、传热学基础知识 及其在空调中的应用
张智
制冷剂基础知识 传热学基础知识及在空调中的应用
制冷剂基础知识
常用制冷剂的一般要求 常用制冷剂的分类 制冷剂编号（ASHRAE） 制冷剂的替代 制冷剂的罐装
常用制冷剂的一般要求
1. 具有优良的热力学特性 2. 具有优良的热物理性能（较低的粘度，
高的导热系数，大的气化潜热） 3. 具有良好的化学稳定性 4. 与润滑油有良好的兼容性 5. 无毒性，不可然、不可爆，无腐蚀性 6. 有良好的电器绝缘性 7. 经济性
Q F t
热辐射是由于因为热的原因而通过电磁波传递能量的过程和方式
Q 0 F T 4
传热过程和传热量
传热过程是指热量由高温物体传递到低 温物体的过程，它可以是导热、对流换 热和热辐射中的一种或混合。
Q F k (t1 t2)
Q t1 t2 1/(F k)
Q：传递的热量 [W] ；F：传热面积[m2]；K：传热系数 [W/m2C]； t1 ：高温物体的温度[C]；t2 ：低温物体的温度[C]
R11，R21 R113，R114
R717，R12 R22，R502
R13，R14 R23，R503
>0℃ -60～0 ℃ ≦-60 ℃
≦0.3MPa 0.3 ～ 2.0MPa 2.0 ～ 7.0MPa
制冷剂编号（ASHRAE）
卤代烃类纯物质 RXXXx
其中：1：C-1；2：H+1；3：F；4：a,b,c…以区分同分异构体 例如： R12, R22, R125, R134a, R290 CFC（氯氟烃）HCFC（氢氯氟烃） HC（碳氢） HFC（氢氟烃） FC（氟烃）
常用制冷剂的分类
1. 无机化合物和有机化合物； 2. 单一工质和混合工质； 3. NRSC按照安全性分为三类 ； 4. NBFU按照毒性分为六类 5. 按常压下的沸点分为高温制冷剂、中温
制冷剂和低温制冷剂
高、中、低温制冷剂分类
常见制冷剂 常压下沸点 30 ℃下蒸气压
高温制冷剂 中温制冷剂 低温制冷剂
R407C的基本特性
与R22相比，循环特性比较接近 单位容积制冷量、蒸发压力、冷凝压力、排气温度等综合的热力 学性能与R22接近 换热系数比R22低10%左右 压缩机润滑油需采用聚酯油（Polyol Ester Oil） 冷媒充灌量适当减小，毛细管适当加长 换热器中管子排列如能使两种传热介质改为逆流，则能充分发挥 非共沸工质在蒸发器或冷凝器中具有温度滑移的优势，可以降低 传热温差提高系统的经济性 向系统充注时必须采用液相充注 系统中的工质少量泄漏及再补充后，系统中工质的成分略有变化， 但对系统性能的影响较小
发生在蒸发器中的主要传热过程
大气——>铜管外壁及翅片：对流换热 铜管外壁及翅片——>铜管内壁：导热 铜管内壁——>制冷剂：对流换热
管内强化换热方法示例
内螺纹管与光管相比的特点
增大了管内换热面积； 改善了制冷剂的流动方式，可提高表面 换热系数80-180%； 管内压力损失与光滑管差不多； 翅篇管换热器的加工与制造方法基本上 与光滑管相同.
内螺纹管的结构
Hale Waihona Puke 日立公司管内流动实验结果传热强化的方法
1. 采用扩展表面以增大换热面积 2. 增大冷热物体间的温差 3. 采用高导热系数的材料 4. 提高流体流速以减低层流底层 5. 增加流体的扰动或使流体旋转以破坏层
流底层 6. 采用机械震动，声波或超声波产生气流
脉动及施加电磁场等
发生在冷凝器中的主要传热过程
制冷剂——>铜管内壁：对流换热 铜管内壁——>铜管外壁及翅片：导热 铜管外壁及翅片——>大气：对流换热
非共沸混合工质 ：R4XXX
R407C: R32/R125/R134a 23/25/52wt% 7.1K R410A: R32/R125 50/50wt% 0.04K R417A: R125/R134a/R600 46.5/50/3.5wt% 5.1K
共沸混合工质：R5XXX
R500: R12/R152a 73.8/26.2wt% R502: R22/R115 48.8/51.2wt% R503: R23/R13 40.1/59.9wt%
制冷剂的罐装
R12 白色 R22 绿色 R134a 天蓝色 R407C 中棕色 R410A 玫瑰红
传热学基础知识及在空调中的应用
热量传递的三种基本方式 传热过程和传热量 传热强化的方法 发生在空调系统中的主要传热过程 空调用换热器中的强化传热技术
热量传递的三种基本方式
R410A的基本特性
总体来讲，热物理性能比R22优越 冷凝压力比R22高约50% 单位容积制冷量比R22增加约50% 压缩机润滑油需采用聚酯油（Polyol Ester Oil） 在相同的测试条件下，冷凝换热系数高于R22约2-6%， 压力损失低约20-40% 蒸发换热系数比R22高约20-30%
无机化合物制冷剂：R7XXx
R717：NH3 ， R718：H2O，R729：air，R744：CO2，R744a：N2O
甲、乙烷系物质的塔系图
制冷剂的替代
制冷剂对环境的影响
对臭氧层的破坏(ODP)； 温室效应(GWP)(直接温室效应，间接温室效应)
R12的替代工质
R134a，R290，R600a，R22/R152a
R22的替代工质
R407C, R410A, R417A, CO2
CFC、HCFC类物质禁用时间
根据1995年12月《蒙特利尔议定书》缔约国第七次会议决定：
对于CFC类物质
发达国家，1996年1月1日起完全停止生产与消费 发展中国家，最后停用日期为2010年
对于HCFC类物质
发达国家，1996年起冻结生产量，2020年起完全停用 发展中国家，2016年起冻结生产量，2040年完全停用
导热：物体个部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自 由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。
Q F t
x
对流：流体个部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起 的热量传递方式。
自然对流是由于流体冷热各部分的密度不同而引起的流动换热 强制对流指由于水泵、风机或其他压差作用造成的流动换热
制冷剂、传热学基础知识 及其在空调中的应用
张智
制冷剂基础知识 传热学基础知识及在空调中的应用
制冷剂基础知识
常用制冷剂的一般要求 常用制冷剂的分类 制冷剂编号（ASHRAE） 制冷剂的替代 制冷剂的罐装
常用制冷剂的一般要求
1. 具有优良的热力学特性 2. 具有优良的热物理性能（较低的粘度，
高的导热系数，大的气化潜热） 3. 具有良好的化学稳定性 4. 与润滑油有良好的兼容性 5. 无毒性，不可然、不可爆，无腐蚀性 6. 有良好的电器绝缘性 7. 经济性
Q F t
热辐射是由于因为热的原因而通过电磁波传递能量的过程和方式
Q 0 F T 4
传热过程和传热量
传热过程是指热量由高温物体传递到低 温物体的过程，它可以是导热、对流换 热和热辐射中的一种或混合。
Q F k (t1 t2)
Q t1 t2 1/(F k)
Q：传递的热量 [W] ；F：传热面积[m2]；K：传热系数 [W/m2C]； t1 ：高温物体的温度[C]；t2 ：低温物体的温度[C]
R11，R21 R113，R114
R717，R12 R22，R502
R13，R14 R23，R503
>0℃ -60～0 ℃ ≦-60 ℃
≦0.3MPa 0.3 ～ 2.0MPa 2.0 ～ 7.0MPa
制冷剂编号（ASHRAE）
卤代烃类纯物质 RXXXx
其中：1：C-1；2：H+1；3：F；4：a,b,c…以区分同分异构体 例如： R12, R22, R125, R134a, R290 CFC（氯氟烃）HCFC（氢氯氟烃） HC（碳氢） HFC（氢氟烃） FC（氟烃）
常用制冷剂的分类
1. 无机化合物和有机化合物； 2. 单一工质和混合工质； 3. NRSC按照安全性分为三类 ； 4. NBFU按照毒性分为六类 5. 按常压下的沸点分为高温制冷剂、中温
制冷剂和低温制冷剂
高、中、低温制冷剂分类
常见制冷剂 常压下沸点 30 ℃下蒸气压
高温制冷剂 中温制冷剂 低温制冷剂
R407C的基本特性
与R22相比，循环特性比较接近 单位容积制冷量、蒸发压力、冷凝压力、排气温度等综合的热力 学性能与R22接近 换热系数比R22低10%左右 压缩机润滑油需采用聚酯油（Polyol Ester Oil） 冷媒充灌量适当减小，毛细管适当加长 换热器中管子排列如能使两种传热介质改为逆流，则能充分发挥 非共沸工质在蒸发器或冷凝器中具有温度滑移的优势，可以降低 传热温差提高系统的经济性 向系统充注时必须采用液相充注 系统中的工质少量泄漏及再补充后，系统中工质的成分略有变化， 但对系统性能的影响较小
发生在蒸发器中的主要传热过程
大气——>铜管外壁及翅片：对流换热 铜管外壁及翅片——>铜管内壁：导热 铜管内壁——>制冷剂：对流换热
管内强化换热方法示例
内螺纹管与光管相比的特点
增大了管内换热面积； 改善了制冷剂的流动方式，可提高表面 换热系数80-180%； 管内压力损失与光滑管差不多； 翅篇管换热器的加工与制造方法基本上 与光滑管相同.
内螺纹管的结构
Hale Waihona Puke 日立公司管内流动实验结果传热强化的方法
1. 采用扩展表面以增大换热面积 2. 增大冷热物体间的温差 3. 采用高导热系数的材料 4. 提高流体流速以减低层流底层 5. 增加流体的扰动或使流体旋转以破坏层
流底层 6. 采用机械震动，声波或超声波产生气流
脉动及施加电磁场等
发生在冷凝器中的主要传热过程
制冷剂——>铜管内壁：对流换热 铜管内壁——>铜管外壁及翅片：导热 铜管外壁及翅片——>大气：对流换热
非共沸混合工质 ：R4XXX
R407C: R32/R125/R134a 23/25/52wt% 7.1K R410A: R32/R125 50/50wt% 0.04K R417A: R125/R134a/R600 46.5/50/3.5wt% 5.1K
共沸混合工质：R5XXX
R500: R12/R152a 73.8/26.2wt% R502: R22/R115 48.8/51.2wt% R503: R23/R13 40.1/59.9wt%