第二章-制冷剂和载冷剂PPT课件
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列为B类。
最低燃烧极限(LEL)能够在制冷剂与空气的均匀混 合物中传播火焰的制冷剂最小浓度；LEL一般是在25℃ 、101kPa条件下，制冷剂的体积百分比乘以0.0004141 、再乘以分子量，单位为kg／m3。
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可燃性第1类是在18℃、101kPa大气中无火焰传 播的制冷剂；第2类是在2l℃、101kPa条件下，LEL值 高于0.1kg／m3、燃烧热低于19000kJ／k的制冷剂；第 3类则是在21℃、101kPa条件下，LEL值小于等于 0.1kg／m3、燃烧热大于19000kJ／kg的制冷剂。
上述对制冷剂的要求仅作为选择制冷剂时的参 考，完全满足上述所有要求的制冷剂是不存在的， 目前所采用的制冷剂都存在一些缺点，因此在设计 选用制冷剂时，根据实际情况，保证主要要求即可 选用。
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二、安全标准与分类命名 当今国际上对制冷剂的安全性分类与命名一般采 用美国国家标准协会和美国供热制冷空调工程师学会 标准《制冷剂命名和安全性分类》(ANSI／ASHRAE34-1992)。我国国家标准《制冷剂编号方法和安全性分类》 (GB／T 7778—2001)，主要等效于ANSI／ASHRAE34标 准。 (一)安全性分类 制冷剂的安全性分类包括毒性和可燃性两项内容。 毒性按起限值的时间加权平均值(TLV-TWA)分为A、B两 类；可燃性则按最低燃烧极限(LEL)值分为1、2、3三
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2
一、对制冷剂的基本要求
(一)热力学方面的要求
1.制冷效率高 选用制冷效率较高的制冷剂可以提高制冷的经济 性。 2.蒸发压力和冷凝压力适中 蒸发压力：最好接近且稍高于大气压力； 冷凝压力：不宜过高，一般不超过1.2～1.5Mpa。
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3.q0和qv大 q0大：获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循 环量； qv大：压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗 和投资。
4.临界温度高 制冷剂的临界温度高，便于用一般冷却水或空气 对制冷剂进行冷却、冷凝；此外，制冷循环的工作区 越远离临界点，制冷循环一般越接近逆卡诺循环，节 流损失小，制冷系数较高。
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4
(二)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（热导率和放热系数要高）： 可减少传热面积。
制冷技术
制冷剂和载冷剂
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1
第一节 制冷剂
制冷剂：制冷装置中进行制冷循环的工作物质 称为制冷剂或简称为制冷工质。
作用：在被冷却对象和环境介质之间传递热量， 并最终把热量从被冷却对象传给环境介质。
自1834年采用乙醚制造出蒸气压缩式制冷装置以 后，人们尝试采用二氧化碳、氨、二氧化硫作为制冷 剂；到20世纪初，一些碳氢化合物也被用作制冷剂， 如乙烷、丙烷、氯甲烷、二氯乙烯、异丁烷等；
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5.溶水性（吸水性）： 溶水性差： 优：制冷剂纯， t0稳定； 缺：游离态的水会在低温处结冰而发生“冰堵”。 溶水性好： 优：不会发生“冰塞”， 缺：提高t0、氨溶于水中易腐蚀金属。
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(三)其他方面的要求
1.制冷剂对人体健康无损害，不具有毒性、窒息 性和刺激性。制冷剂的毒性级别分为六级，一级毒性 最大，六级毒性最小。毒性分级标准见表。
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3.化学稳定性好： 对金属和非金属材料不腐蚀。 注意对制冷系统设备及管道、密封材料选择。 氨：对金属有腐蚀作用，对非金属腐蚀很小。选 用无缝钢管，普通橡胶； 氟利昂：对非金属有腐蚀作用，对金属腐蚀小。 选用铜管或无缝钢管，特殊橡胶。
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4.溶油性： 溶油性差（有限溶于润滑油）：
优：制冷剂和润滑油易分离，t0稳定； 缺：但易在热交换设备中形成油膜而影响传热。 溶油性好（无限溶于润滑油）： 优：润滑好，不易形成油膜，传热好； 缺：但在蒸发器中会引起t0升高。
类。制冷剂安全性分类见表2-2。
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起限值是物质在空气中的某浓度，几乎所有的人 日复一日暴露在此浓度下，对健康没有不利影响；而 起限值的时间加权平均值(TLV-TWA)是指一周五个工作 日共40h的时间加权平均浓度。TLV-TWA值小于等于 400ppm时，未被确定有毒性的制冷剂视为低毒性，列 为A类；而小于40ppm时，有霉性的制冷剂视为高毒性，
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二、制冷剂的种类
目前，可作为制冷剂的物质大约有几十种，但常 用的不过十几种，用于食品冷冻和空调制冷的制冷剂 也就是几种。常用制冷剂按其化学组成可分为四类即 无机化合物、氟利昂(卤代烃)、碳氢化合物(烃类)、 混合制冷剂。
无机化合物
烷烃
烃类
有机化合物
烯烃
卤代烃
混合溶液
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(一)无机化合物
无机化合物的制冷剂有氨(NH3)、水(H20)、二氧 化碳(C02)等。为了书写方便，国际上规定用RXXX表示 制冷剂的代号。
级别
1 2 3 4 5 6
条件
制冷剂蒸气在空气中的 体积百分比
0.பைடு நூலகம்～1.0 0.5～1.0 2.0～2.5 2.0-2.5 20 20
作用时间／ min
5 60 60 120 120 120以上
产生的结果
致死 致死 开始死亡或成重症 产生危害作用 不产生危害作用 不产生危害作用
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9
2)价格便宜，容易购买。
CH4——R50，C2H6——R170，C3H8——R290； ◆烯烃类命名方法：
R后先写上“1”，再按氟利昂方法： C2H4——R1150，C3H6——R1270;
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(四)混合制冷剂 概念：由两种(或以上)制冷剂按一定比例相互溶解
命名方法：R7XX
例：氨NH3——R717
XX为无机物的分子量
水H2O——R718
二氧化碳CO2——R744
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(二)氟利昂(卤代烃)
氟利昂是饱和烃类(饱和碳氢化合物)的卤族衍生 物的总称。
分子式：CmHnFxClyBrz （满足2m+2=n+x+y+z）
1）命名法一：R (m-1)(n+1) (x)B(z)
m-1=0时略
z=0时与B一起略
例：一氯二氟甲烷分子CHF2Cl------R22
一溴三氟甲烷分子CF3Br--------R13B1
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(三)碳氢化合物(烃类)
烷烃类：甲烷CH4，乙烷C2H6，丙烷C3H8; 烯烃类：乙烯C2H4，丙稀C3H6；
◆烷烃类命名方法: 与氟利昂相同(丁烷例外，为R600）
最低燃烧极限(LEL)能够在制冷剂与空气的均匀混 合物中传播火焰的制冷剂最小浓度；LEL一般是在25℃ 、101kPa条件下，制冷剂的体积百分比乘以0.0004141 、再乘以分子量，单位为kg／m3。
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可燃性第1类是在18℃、101kPa大气中无火焰传 播的制冷剂；第2类是在2l℃、101kPa条件下，LEL值 高于0.1kg／m3、燃烧热低于19000kJ／k的制冷剂；第 3类则是在21℃、101kPa条件下，LEL值小于等于 0.1kg／m3、燃烧热大于19000kJ／kg的制冷剂。
上述对制冷剂的要求仅作为选择制冷剂时的参 考，完全满足上述所有要求的制冷剂是不存在的， 目前所采用的制冷剂都存在一些缺点，因此在设计 选用制冷剂时，根据实际情况，保证主要要求即可 选用。
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二、安全标准与分类命名 当今国际上对制冷剂的安全性分类与命名一般采 用美国国家标准协会和美国供热制冷空调工程师学会 标准《制冷剂命名和安全性分类》(ANSI／ASHRAE34-1992)。我国国家标准《制冷剂编号方法和安全性分类》 (GB／T 7778—2001)，主要等效于ANSI／ASHRAE34标 准。 (一)安全性分类 制冷剂的安全性分类包括毒性和可燃性两项内容。 毒性按起限值的时间加权平均值(TLV-TWA)分为A、B两 类；可燃性则按最低燃烧极限(LEL)值分为1、2、3三
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一、对制冷剂的基本要求
(一)热力学方面的要求
1.制冷效率高 选用制冷效率较高的制冷剂可以提高制冷的经济 性。 2.蒸发压力和冷凝压力适中 蒸发压力：最好接近且稍高于大气压力； 冷凝压力：不宜过高，一般不超过1.2～1.5Mpa。
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3.q0和qv大 q0大：获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循 环量； qv大：压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗 和投资。
4.临界温度高 制冷剂的临界温度高，便于用一般冷却水或空气 对制冷剂进行冷却、冷凝；此外，制冷循环的工作区 越远离临界点，制冷循环一般越接近逆卡诺循环，节 流损失小，制冷系数较高。
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(二)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（热导率和放热系数要高）： 可减少传热面积。
制冷技术
制冷剂和载冷剂
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第一节 制冷剂
制冷剂：制冷装置中进行制冷循环的工作物质 称为制冷剂或简称为制冷工质。
作用：在被冷却对象和环境介质之间传递热量， 并最终把热量从被冷却对象传给环境介质。
自1834年采用乙醚制造出蒸气压缩式制冷装置以 后，人们尝试采用二氧化碳、氨、二氧化硫作为制冷 剂；到20世纪初，一些碳氢化合物也被用作制冷剂， 如乙烷、丙烷、氯甲烷、二氯乙烯、异丁烷等；
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5.溶水性（吸水性）： 溶水性差： 优：制冷剂纯， t0稳定； 缺：游离态的水会在低温处结冰而发生“冰堵”。 溶水性好： 优：不会发生“冰塞”， 缺：提高t0、氨溶于水中易腐蚀金属。
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(三)其他方面的要求
1.制冷剂对人体健康无损害，不具有毒性、窒息 性和刺激性。制冷剂的毒性级别分为六级，一级毒性 最大，六级毒性最小。毒性分级标准见表。
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3.化学稳定性好： 对金属和非金属材料不腐蚀。 注意对制冷系统设备及管道、密封材料选择。 氨：对金属有腐蚀作用，对非金属腐蚀很小。选 用无缝钢管，普通橡胶； 氟利昂：对非金属有腐蚀作用，对金属腐蚀小。 选用铜管或无缝钢管，特殊橡胶。
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4.溶油性： 溶油性差（有限溶于润滑油）：
优：制冷剂和润滑油易分离，t0稳定； 缺：但易在热交换设备中形成油膜而影响传热。 溶油性好（无限溶于润滑油）： 优：润滑好，不易形成油膜，传热好； 缺：但在蒸发器中会引起t0升高。
类。制冷剂安全性分类见表2-2。
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起限值是物质在空气中的某浓度，几乎所有的人 日复一日暴露在此浓度下，对健康没有不利影响；而 起限值的时间加权平均值(TLV-TWA)是指一周五个工作 日共40h的时间加权平均浓度。TLV-TWA值小于等于 400ppm时，未被确定有毒性的制冷剂视为低毒性，列 为A类；而小于40ppm时，有霉性的制冷剂视为高毒性，
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二、制冷剂的种类
目前，可作为制冷剂的物质大约有几十种，但常 用的不过十几种，用于食品冷冻和空调制冷的制冷剂 也就是几种。常用制冷剂按其化学组成可分为四类即 无机化合物、氟利昂(卤代烃)、碳氢化合物(烃类)、 混合制冷剂。
无机化合物
烷烃
烃类
有机化合物
烯烃
卤代烃
混合溶液
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(一)无机化合物
无机化合物的制冷剂有氨(NH3)、水(H20)、二氧 化碳(C02)等。为了书写方便，国际上规定用RXXX表示 制冷剂的代号。
级别
1 2 3 4 5 6
条件
制冷剂蒸气在空气中的 体积百分比
0.பைடு நூலகம்～1.0 0.5～1.0 2.0～2.5 2.0-2.5 20 20
作用时间／ min
5 60 60 120 120 120以上
产生的结果
致死 致死 开始死亡或成重症 产生危害作用 不产生危害作用 不产生危害作用
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2)价格便宜，容易购买。
CH4——R50，C2H6——R170，C3H8——R290； ◆烯烃类命名方法：
R后先写上“1”，再按氟利昂方法： C2H4——R1150，C3H6——R1270;
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(四)混合制冷剂 概念：由两种(或以上)制冷剂按一定比例相互溶解
命名方法：R7XX
例：氨NH3——R717
XX为无机物的分子量
水H2O——R718
二氧化碳CO2——R744
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(二)氟利昂(卤代烃)
氟利昂是饱和烃类(饱和碳氢化合物)的卤族衍生 物的总称。
分子式：CmHnFxClyBrz （满足2m+2=n+x+y+z）
1）命名法一：R (m-1)(n+1) (x)B(z)
m-1=0时略
z=0时与B一起略
例：一氯二氟甲烷分子CHF2Cl------R22
一溴三氟甲烷分子CF3Br--------R13B1
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(三)碳氢化合物(烃类)
烷烃类：甲烷CH4，乙烷C2H6，丙烷C3H8; 烯烃类：乙烯C2H4，丙稀C3H6；
◆烷烃类命名方法: 与氟利昂相同(丁烷例外，为R600）