第二章制冷剂、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 GWP

R11 A1 1.0 4600

R12 A1 0.82 10600

R744(CO2) A1 0 1

R717（氨） B2 0 1

R22 A1 0.034 1900

R134a A1 0 1600

3，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。

氨与油不互溶，并且氨比油轻，油沉在氨液的下部，

有利于从容器的底部放油；但在换热器表面会形成油膜，影响换热。油在管路内凝结，停机后会形成油封、再次开机时引起液击。在吸（排）气管路上尽量避免出现“U”形弯。

强烈的刺激性气味会引起窒息，但有利于发现泄漏；

氨与水结合显碱性，可用石蕊（变蓝）或酚酞（变红）试纸检漏，但不要用肥皂水检漏。

氨的标准：

GB 536—1988 液体无水氨

JB/T 4750—2003 制冷装置用压力容器附录F：

“钢制氨制冷装置用压力容器对液氨的要求及其充装程序”规定：液体氨除应符合GB 536的规定外，还应满足下列要求之一：

a) 含氨量应大于99.995%；

b) 含氨量应不小于99.6%，且其中含水量应不小于0.2%。

２）氟利昂

氟利昂是碳氢化合物的卤（氟、氯、溴）代物的总称。

不含氢的卤代烃称为氯氟化碳，简写成CFC；例如：R12。

含氢的卤代烃称为氢氯氟化碳，简写成HCFC；例如：R22。

不含氯的卤代烃称为氢氟化碳，简写成HFC；例如：R134a。

R22

标准沸点-40.8℃，凝固温度-160.0℃。

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，比重较氨大；

无毒，无味，燃烧、爆炸的可能性小；

绝热指数小，压缩终了温度低（与氨比较）；

对金属材料腐蚀小，但腐蚀镁及镁含量超过2% 的铝镁合金；

对天然橡胶、树脂、塑料等非金属材料有“膨润”

作用。维修氟机时，如果需要更换密封垫或“O”形圈时，注意使用耐氟材料。

分子量大，比重大，阻力损失大，传热性质差（与氨比较）。

溶水性极差，易产生“冰塞”，系统中需要安装干燥

过滤器；与水会发生水解反应产生酸性物质，出现“镀铜”现象，因此要求氟利昂中含水量极小（R22中要求含水量不大于0.0025%）

遇明火或电弧光会分解出有毒的HCl、HF及光气；

渗透性极强并且无味，极易泄漏又不易被发现；

破坏臭氧层（ODP）及产生温室效应（GWP）；

价格较氨贵；

与油部分溶解，并且因润滑油种类不同溶解程度不

同。一般来说，温度高溶解度大或者互溶，当温度降低时，溶油能力减小，会使油分离出来并且分层，分离出来的油会浮在氟利昂上面，对于满液式蒸发器来说，会使回油困难并使蒸发温度提高。

有关标准：GB 7373—87 工业用二氟一氯甲烷（R22）

第二节载冷剂（第二制冷剂）

1，用载冷剂的优点

载冷剂：又称冷媒，是被用来将制冷系统产生的冷量传递给被冷却物体的媒介物质。

直接冷却：蒸发器安装在用冷场所，直接冷却被冷却对象。如：冷风机、排管；

间接冷却：通过冷媒来冷却被冷却对象的冷却方式。如：冷水机组、盐水机组；

采用载冷剂系统的优点：

1) 制冷剂系统集中在机房或很小范围内，便于密封和检漏；

2) 制冷剂充注量大大减少；

3) 在大型用冷系统中便于冷量的分配和控制；

4) 便于安装，制冷系统和载冷剂系统相互独立。

2, 对载冷剂性质的要求（希望）：

载冷剂在蒸发器和用冷场所之间循环，通过显热传递热量。

无毒，不可燃性，无刺激性气味；

化学稳定性好，不分解，不氧化，不腐蚀设备，对人体无害；

在使用温度范围内呈液态，凝固点温度低于蒸发温

度4~8℃（不结冰），沸点远高于使用温度（不挥发，减少损失）；

比重小，粘度小（减少泵功耗），传热性好，比热大（减少循环量及换热面积）。

3, 常用载冷剂及其特点：

1) 空气：比热小，只有在采用空气直接冷却时才使用，如小型的空调器。

2) 水：比热大，无毒无害，但凝固点高（0℃），只用于0℃以上的冷水机组。

3) 盐水（NaCl、CaCl2）：

在0℃以下的系统中，常使用NaCl、CaCl2按一定比例配置成不同浓度的水溶液作为载冷剂。

盐水的冰点是随浓度的增加而降低的，一般要求盐水的冰点温度要低于使用温度10~14℃。

浓度过大，盐水比重增加，水泵耗功增大，盐耗增加。

浓度超过共晶点的浓度，冰点的温度反而随浓度的增加而升高（此时析出的是晶体盐而不是结冰），NaCl、CaCl2水溶液的共晶温度分别为-21℃、-55℃、。

浓度过低，接近冰点温度，蒸发器管路表面有结冰可能。

盐水析冰、析盐曲线见图1-8：

盐水具有腐蚀性，尤其与空气混合时极易腐蚀金属材料，应当尽量使

盐水系统密封，减少与空气接触，并加入适量缓蚀（防腐）剂。

防腐剂常用重铬酸钠（Na2Cr2O7）和氢氧化钠（NaOH）、重量比为100：

27混合，使溶液呈弱碱性（PH值为7.0~8.5）。

盐水有较强的吸水性，使用过程中浓度会逐渐降低，应定期检查浓度

（常用测比重法）。

氯化钠水溶液质量浓度、起始凝固温度、密度与适用范围:

质量浓度起始凝固密度 kg/m3 适用的盐水最低

% 温度℃（15℃）出水温度范围℃

23.1 -21.2 1175 不低于-11℃

21.2 -18.2 1160 不低于-8℃

18.8 -15.1 1140 不低于-5℃

16.2 -12.2 1120 不低于-2℃

氯化钙水溶液质量浓度、起始凝固温度、密度与适用范围：

质量浓度起始凝固密度 kg/m3 适用的盐水最低

% 温度℃（15℃）出水温度范围℃

29.9 -55 1286 不低于-45℃

29.4 -50.1 1280 不低于-40℃