制冷剂、载冷剂、冷冻油.ppt

第二章 制冷方法及原理,第三节 制冷剂、载冷剂、冷冻油,一、制冷剂的分类和命名,目前，可以作为制冷机的物质有百余种，现在仍在使用的也有数十种。各个国家、厂家对制冷剂的命名较为混杂。世界上大多数国家均采用美国供暖制冷空调工程师协会标准中的规定。我国也在国标中规定采用此命名方式。 该命名方式将制冷剂的名称和它的化学结构联系起来，用R开头加一串字母数字组合，只要知道它的分子式，就可以写出它的名字，反之亦可。,常见制冷剂可分为以下几大类： 一、无机物 该类制冷剂命名用R7+分子量表示，如氨NH3表示为R717，水表示为R718，二氧化碳表示为R744 二、氟利昂 氟利昂是饱和碳氢化合物的卤素衍生物总称，其分子通式为CmHnFxClyBrz。 其中n+x+y+z=2m+2。 氟利昂的代号用R和跟随数字 （m-1)(n+1)(x)B(z)组成，如果z=0，则B省略，如果m-1=0，则第一个0省略。如CFCl3写成R11。 R22、R134的分子式是什么？,三、碳氢化合物 该类制冷剂的命名方式参照氟利昂的规则。 四、混合制冷剂 混合制冷剂有共沸点和不同沸点两类，其中共沸点制冷剂用R500加固定编号表示，非共沸点制冷剂用R400加固定编号表示。 *近年来，美国杜邦公司提出一种新的命名方法以区分各类氟利昂对臭氧层的破坏作用。用CFC表示分子中氢原子全部被卤素原子取代的生成物，如R12叫做CFC12。该类制冷剂对臭氧层具有严重破坏作用。用HCFC表示分子中氢原子部分被取代，如R22叫做HCFC22，该类制冷剂对臭氧层有较轻破坏作用。用HFC表示分子中不含氯原子的氟利昂，该类氟利昂对臭氧层无破坏作用。,二、制冷剂选择要求,1)临界温度要高，以便在常温下或普通低温下能够液化。 2)凝固温度低，可使制冷系统安全地制取较低的蒸发温度，制冷剂在工作温度范围内不发生凝固现象，因而不影响其流动性。 3)具有适宜的饱和蒸气压力。即蒸发压力po不宜低于大气压力，以避免外部空气从不严密处渗人系统，造成制冷机的无效耗功和腐蚀。冷凝压力 p k也不宜过高，以免引起压缩机耗功增加和设备金属材料消耗的增加。 4)单位容积制冷量大。对于制取相同的制冷量而言，它可减少制冷剂的循环流量，缩小制冷机的结构尺寸。,5)粘度和密度小，以减小制冷剂在系统中的流动阻力。 6)导热系数要高，可提高换热设备的传热系数，减少设备的传热面积。 7)等熵指数要小，可使压缩过程耗功减小。压缩终了时，气体的排气温度不过高，有利于机器的安全运行和寿命的提高。 8)不燃烧、不爆炸、无毒，对金属材料不腐蚀，与润滑油不发生化学作用，高温下不分解。 9)应具有良好的电绝缘性。特别是在半封闭式和全封闭式制冷机中，电动机线圈与制冷剂、润滑油直接接触，要求制冷剂具有较高的电击穿强度和导电系数。 1 0)价格低廉，便于获得。 11)对人类健康及全球环境无破坏作用。 十全十美的制冷剂很难找到，一般根据实际情况总和考虑进行选择。,三、制冷剂对环境的影响,一、臭氧层破坏： 制冷剂总是会泄露，当氟利昂分子在高空受到紫外线照射后产生下列反应： CF2Cl2CF2Cl+Cl Cl+O3ClO+O2 ClO+O3Cl+2O2 一个Cl原子可以破坏数百万个臭氧分子，最终导致臭氧层破坏。 二、温室效应,解决措施,为了解决制冷剂造成的环境问题，1987年24个国家在加拿大蒙特利尔签订协议，逐年减少CFC和HCFC的生产和使用，如今CFC已经全面禁用，HCFC也将在2030年全部禁用。 为了解决全球变暖问题，世界各国又签订了旨在减少温室气体排放的京都协议。 由于环保问题，很多原来大量应用的制冷剂面临淘汰，新型制冷剂的研发如火如荼，市场潜力巨大。,常见制冷剂性质,对于常见制冷剂性质请同学们自行对照教材了解，主要注意以下几个方面： 气味 毒性 燃烧、爆炸性、腐蚀性 跟润滑油、水的溶解性 热力性能 来源、成本,四、载冷剂,当制冷机械和需要进行制冷的地方举例较远或者被制冷环境比较庞大的时候，直接进行制冷剂远距离输送是不合理的，这时候一般采用一种比热较大的工质承担中间传输工作，该类工质在制冷工程中称为载冷剂或者第二制冷剂。 采用载冷剂的有点是可以使得制冷系统集中在较小的场所，因而可以减少制冷设备的容积及制冷剂充注量；且载冷剂比热较大，容易保持被冷却对象温度的恒定；缺点是系统比较复杂，而且增大了被冷却物体和制冷剂之间的温差。,载冷剂选择要求,1)载冷剂在工作温度下应处于液体状态；其凝固温度应低于工作温度，沸点应高于工作温度。 2)比热要大，在传递一定冷量时，可使载冷剂的循环量小。使输送载冷剂的泵耗功减少，管道的耗材量也将减少，从而提高循环的经济性 3)导热系数要大，可增加传热效果，减少换热设备的传热面积。 4)粘度小，密度也要小，以减少流动阻力和输送泵的功率。 5)化学稳定性好，载冷剂应在工作温度下不分解，不与空气中的氧气起化学反应，不发生物理化学性质的变化。不燃烧、不爆炸，挥发性要小。 6)要求对人体和食品、环境无毒、无害，不会引起其他物质的变色、变味、变质。 7)不腐蚀设备和管道。 8)价格低廉，便于获得。,在实际工程中使用的载冷剂有：水、氯化钠水溶液、氯化钙水溶液、乙二醇水溶液、甲醇、乙醇、三氯乙烯、二氯甲烷和三氯氟甲烷等。 对于5以上的系统一般直接采用水作为载冷剂，对于0-50的系统一般采用盐水作为载冷剂。在食品加工和药品加工中一般采用酒精水作为