《制冷与空气调节》教学课件

实际循环的压焓图示实际循环的压焓图示1实际制冷循环是怎样的？实际制冷循环中压缩过程是多变过程；制冷工质的循环流动有压力损失；蒸发过程和冷凝过程都有压差；节流过程是增焓过程；实际制冷循环的Q0↓、N↑

、ε↓

；实际循环过程线不同。实际制冷循环是怎样的？实际制冷循环中压缩过程是多变过程；2

第二讲

1.

蒸汽压缩式制冷的热力学原理1.3蒸气压缩式制冷循环的改善

1.4跨临界制冷循环

1.5蒸气压缩式制冷的实际循环2.制冷剂及载冷剂第二讲

32.制冷剂与载冷剂

Refrigerant&SecondCoolant根本要求1、从热力学、物理化学、平安性及环境性能等方面了解对制冷剂的要求；2、掌握空调〔及冷库〕常用制冷剂的主要性质及使用本卷须知；3、了解载冷剂种类及其应用场合。2.制冷剂与载冷剂

Refrige42.1制冷剂

Refrigerant作用：制冷系统的工作流体，“血液〞循环流动－与外界发生能量交换－热力状态循环变化吸热－蒸发制冷剂相变－根本要求放热－冷凝2.1制冷剂Refrigerant作用：制冷系统的工作52.1制冷剂开展简史1834乙醚，低温Pe<B，漏入空气易爆1866，Windhausen，CO2，使用温度下压力高〔Pc＝80MPa〕1870，CarlLinde，NH3，气味，平安性大型制冷机用1874，RaulPicte，SO2，毒性大，腐蚀2.1制冷剂开展简史1834乙醚，低温Pe<B，漏入62.1制冷剂1929－1930，ThomesMidgley：FreonR12最早使用1974年，发现大气O3层破坏的化学机理1985年，科学确定CFC〔氯氟烃〕是引起O3破坏和温室效应的危害物质。1987年蒙特利尔议定书90年代HCFCHFC2.1制冷剂1929－1930，ThomesMidgle7ThomesMidgley

托马斯·米基利

美国化学家，机械工程师1921年加铅汽油leadedgasoline1930年氟利昂Freon患脊髓灰质炎和铅中毒瘫痪在床，他创造了一套绳索滑轮系统以便于起床。不幸被滑轮绳索缠住，窒息而死，55岁。ThomesMidgley

托马斯·米基利美国化学家，8《制冷与空气调节》教学课件92.1制冷剂1.热工性能(1)压力适中在使用温度下冷凝压力PcPc≤12～15bar蒸发压力Pe适中PeB〔大气压力〕Pc/Pe适中，活塞式：Pc/Pe≤8~102.1制冷剂101.热工性能(2)单位制冷能力适中制冷装置Q0＝mq0=vqv大型装置，q0和qv大，m及v小，压缩机尺寸小小型装置，qv适当小一些1.热工性能(2)单位制冷能力适中11《制冷与空气调节》教学课件121.热工性能(3)单位理论压缩功和单位容积压缩功要小，循环性能要高。(4)压缩终了温度t2不太高，以免润滑条件恶化〔润滑油粘性降低，结焦〕或制冷剂自身在高温下分解。1.热工性能(3)单位理论压缩功和单位容积压缩功132.物理化学性质(1)与润滑油的溶解性溶解性与制冷剂状态、制冷剂和润滑油各自成分及种类有关。1〕难溶油或微溶油与润滑油共存时，有明显分层，油易别离出来，如NH3，CO2，R13，R14，R115等2.物理化学性质(1)与润滑油的溶解性14(1)与润滑油的溶解性2〕有限溶油高温时无限溶油低温时分层：贫油层〔富含制冷剂〕富油层〔富含油〕如R22、R114、R152和R5023〕完全溶油：与油溶解成均匀溶液，无分层现象。如R11、R12、R21、R113、R500等(1)与润滑油的溶解性2〕有限溶油15(1)与润滑油的溶解性溶油性与温度有关。温度变化时，完全溶油与有限溶油可以相互转化。制冷剂与润滑油的溶解性对制冷装置有利也有弊。(1)与润滑油的溶解性溶油性与温度有关。16⊙溶油性利弊分析溶油性好运动外表形成良好的润滑条件不影响传热改变制冷剂ts=f(ps)性质，ts升高，制冷效果下降。降低润滑油粘度。沸腾时泡沫多，蒸发器液面不稳定。⊙溶油性利弊分析溶油性好172.物理化学性质(2)溶水性溶水性差的缺点：“冰堵〞〔“冰塞〞〕溶水性强的问题：“水解腐蚀〞所以，制冷剂含水量应严格控制(3)导热系数、换热系数大：减少传热面积(4)粘度、密度小：耗功小，管道直径小(5)对金属及其他材料无腐蚀及浸蚀作用(6)有化学稳定性，不燃、不爆，不分解。2.物理化学性质(2)溶水性183.环境友好性能(1)对人体安康无害，无毒，无臭，无刺激气味毒性级别：豚鼠在制冷剂蒸气中发生生理变化而定1-6。NH3：2级，R22：5级(2)不破坏大气环境，或对大气危害小(3)容易获得，价廉3.环境友好性能(1)对人体安康无害，无毒，无臭，无刺激19环境性能参数消耗臭氧层潜值〔OzoneDepletionPotential,ODP〕全球变暖潜值〔GlobalWarmingPotential,GWP〕大气寿命〔排放到大气层的制冷剂被分解一半时所需要的时间，AtmosphericLife〕等。环境性能参数消耗臭氧层潜值〔OzoneDepletion20变暖影响总当量TEWI变暖影响总当量TEWI〔TotalEquivalentWarmingImpact〕综合考虑了制冷剂对全球变暖的直接效应DE和制冷机消耗能源而排放的CO2对全球变暖的间接效应IE。变暖影响总当量TEWI变暖影响总当量TEWI〔TotalE21环境友好制冷剂国际认可的条件

LCGWP+LCODP×105≤100 其中：LCGWP=[GWP·(Lr×N+α)·Rc]/N

LCODP=[ODP·(Lr×N+α)·Rc]/N

环境友好制冷剂国际认可的条件LCGWP+LCODP×122制冷剂的种类和表示方法无机化合物、烃类、卤代烃以及混合工质1、无机化合物：R7〔整数分子量〕NH3－R717CO2－R744H2O－R718制冷剂的种类和表示方法无机化合物、烃类、卤代烃以及混合工质23制冷剂的种类和表示方法2、氟利昂饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称多为甲烷和乙烷的衍生物H少，可燃性降低F多，对人体越无害，对金属腐蚀性小Cl多，大气压下ts升高，消耗臭氧含水，冰塞，镀铜制冷剂的种类和表示方法2、氟利昂242、氟利昂

CmHnFxClyBrz

n+x+y+z=2m+2

代号：R〔m－1〕〔n＋1〕〔x〕B〔z〕二氟二氯甲烷：CF2Cl2m=1,n=0,x=2R12二氟一氯甲烷：CHF2Clm=1,n=1,x=2R22三氟一溴甲烷：CF3Brm=1,n=0,x=3,z=1R13B1四氟乙烷：C2H2F4m=2,n=2,x=4R1342、氟利昂CmHnFxClyBrz

253、烃类〔碳氢化合物〕烷烃：饱和碳氢化合物，代号同氟利昂甲烷CH4R50乙烷C2H6R170丙烷C3H8R290丁烷C4H10R600异丁烷

R600a乙烯C2H4R1150乙醚R610丙烯C3H6R1270CmHnFxClyBrz

R〔m－1〕〔n＋1〕〔x〕B〔z〕3、烃类〔碳氢化合物〕烷烃：饱和碳氢化合物，代号同氟利昂Cm264、混合工质两种或两种以上制冷剂按一定比例相互溶解而成共沸混合物：与单纯制冷剂性质一样相变过程，气液相成分一样代号R5xx按使用先后顺序R500～R507R502：48.8%R22和51.2%R1154、混合工质两种或两种以上制冷剂按一定比例相互溶解而成274、混合工质〔非共沸〕非共沸混合工质：R4xxR410AR32/125(50/50)R407CR32/125/134a(23/25/52)4、混合工质〔非共沸〕非共沸混合工质：R4xx28按标准沸点分类

1、高温〔低压〕制冷剂，tB>0°C，Pc≤0.3MPa，R11，R113，R1142、中温〔中压〕制冷剂，tB=0~-60°C，Pc=0.3~2MPa，R12，R22，R717，R2903、低温〔高压〕制冷剂，tB<-60°C，Pc=2~4MPa，R13，R14，R170按标准沸点分类

1、高温〔低压〕制冷剂，tB>0°C，P29制冷剂的平安性分类制冷剂的平安性分类30制冷剂的毒性危害程度分类制冷剂的毒性危害程度分类31制冷剂的燃烧性危害程度分类制冷剂的燃烧性危害程度分类32常用制冷剂R717沸点-33.3℃R22-40.8℃R12327.9℃R134a-26.2℃R125-48.6℃R32-51.8℃R407C泡点-43.8，露点-36.7℃〔非共〕R410A泡点-51.6，露点-51.5℃〔近共〕常用制冷剂R717沸点-33.3℃33常用制冷剂-R22代：R407A，R410A,R417A常用制冷剂-R22代：R407A，R410A,R417A34市场供给市场供给35R134a化学名称：四氟乙烷分子式：C2H2F4分子量：102.03沸点：-26.26℃凝固点：-96.6℃临界温度：101.1℃临界压力：4067KPaODP:0GWP:0.29平安性：A1R134a化学名称：四氟乙烷36R717历史悠久，应用广泛，中温制冷剂氨的分子式：NH3标准沸点：-33.3℃凝固点：-160℃临界温度：132.4℃临界压力：11.35MPaODP:0GWP:0蒸发潜热：5276KJ/Kg6倍R22R717历史悠久，应用广泛，中温制冷剂37R407CR32/R125/R134a,23﹪/25﹪/52﹪三元非共沸混合制冷剂标准沸点-43.77℃(-51.8/-48.6/-26.2℃)替代R22，房间空调器，小型制冷机组R407CR32/R125/R134a,23﹪/25﹪/538R410AR32/R125,50﹪/50﹪,-51.8/-48.6℃二元近共沸混合制冷剂标准沸点-51.56℃替代R22，多联机、房间空调器R410AR32/R125,50﹪/50﹪,-51.8/-39二元混合溶液二元混合溶液40《制冷与空气调节》教学课件41《制冷与空气调节》教学课件42质量守恒

质量守恒 43研究新型制冷剂不含氯的碳氢制冷剂：ODP=0R290,R600a,R600,R610不含氯的氟醚化合物制冷剂HFEs：ODP=0HFE143m,HFE245mc,HFE347mcc,HFE347mmy研究新型制冷剂不含氯的碳氢制冷剂：ODP=044《制冷与空气调节》教学课件452.2制冷机润滑油〔冷冻油〕作用：减少摩擦，降低能耗；带走摩擦热，保护运动件；密封间隙，防止渗漏；油压推动，调节负荷。2.2制冷机润滑油〔冷冻油〕作用：462.2制冷机润滑油〔冷冻油〕种类：矿物油

MO，4种；合成油，常用4种。2.2制冷机润滑油〔冷冻油〕种类：矿物油MO，4种；合成47《制冷与空气调节》教学课件482.2制冷机润滑油〔冷冻油〕聚稀烃乙二醇油

PAG烷基苯油

AB聚酯类油

POE聚醚类油

PVE2.2制冷机润滑油〔冷冻油〕聚稀烃乙二醇油PAG492.2制冷机润滑油〔冷冻油〕应用：粘度等级；制冷剂的溶油性粘度等级分为5级：N15，N22，N32，N46，N68制冷剂的溶油性：f〔t〕2.2制冷机润滑油〔冷冻油〕应用：粘度等级；制冷剂的溶油性502.2制冷机润滑油〔冷冻油〕2.2制冷机润滑油〔冷冻油〕512.3载冷剂高于0℃：水〔空调冷冻水〕低于0℃：盐水溶液；有机化合物水溶液盐水溶液：氯化钠水溶液氯化钙水溶液有机化合物水溶液：乙烯乙二醇水溶液；丙三醇水溶液；甲醇2.3载冷剂高于0℃：水〔空调冷冻水〕522.3载冷剂---盐水溶液2.3载冷剂---盐水溶液53讨论1.将R22和R134a制冷剂分别放置在两个完全一样的钢瓶中，如何利用最简单的方法进展识别？讨论1.将R22和R134a制冷剂分别放置在两个完全一样的54作业1.

在单级蒸气压缩式制冷循环中，当冷凝温度为40℃、蒸发温度为5℃时，请问R717、R22、R134a、R123、R407C、R410A的单位质量制冷能力各为何值？P46-47：练习题2-5作业1.在单级蒸气压缩式制冷循环中，当冷凝温度为40℃、蒸55实际循环的压焓图示实际循环的压焓图示56实际制冷循环是怎样的？实际制冷循环中压缩过程是多变过程；制冷工质的循环流动有压力损失；蒸发过程和冷凝过程都有压差；节流过程是增焓过程；实际制冷循环的Q0↓、N↑

、ε↓

；实际循环过程线不同。实际制冷循环是怎样的？实际制冷循环中压缩过程是多变过程；57

第二讲

1.

蒸汽压缩式制冷的热力学原理1.3蒸气压缩式制冷循环的改善

1.4跨临界制冷循环

1.5蒸气压缩式制冷的实际循环2.制冷剂及载冷剂第二讲

582.制冷剂与载冷剂

Refrigerant&SecondCoolant根本要求1、从热力学、物理化学、平安性及环境性能等方面了解对制冷剂的要求；2、掌握空调〔及冷库〕常用制冷剂的主要性质及使用本卷须知；3、了解载冷剂种类及其应用场合。2.制冷剂与载冷剂

Refrige592.1制冷剂

Refrigerant作用：制冷系统的工作流体，“血液〞循环流动－与外界发生能量交换－热力状态循环变化吸热－蒸发制冷剂相变－根本要求放热－冷凝2.1制冷剂Refrigerant作用：制冷系统的工作602.1制冷剂开展简史1834乙醚，低温Pe<B，漏入空气易爆1866，Windhausen，CO2，使用温度下压力高〔Pc＝80MPa〕1870，CarlLinde，NH3，气味，平安性大型制冷机用1874，RaulPicte，SO2，毒性大，腐蚀2.1制冷剂开展简史1834乙醚，低温Pe<B，漏入612.1制冷剂1929－1930，ThomesMidgley：FreonR12最早使用1974年，发现大气O3层破坏的化学机理1985年，科学确定CFC〔氯氟烃〕是引起O3破坏和温室效应的危害物质。1987年蒙特利尔议定书90年代HCFCHFC2.1制冷剂1929－1930，ThomesMidgle62ThomesMidgley

托马斯·米基利

美国化学家，机械工程师1921年加铅汽油leadedgasoline1930年氟利昂Freon患脊髓灰质炎和铅中毒瘫痪在床，他创造了一套绳索滑轮系统以便于起床。不幸被滑轮绳索缠住，窒息而死，55岁。ThomesMidgley

托马斯·米基利美国化学家，63《制冷与空气调节》教学课件642.1制冷剂1.热工性能(1)压力适中在使用温度下冷凝压力PcPc≤12～15bar蒸发压力Pe适中PeB〔大气压力〕Pc/Pe适中，活塞式：Pc/Pe≤8~102.1制冷剂651.热工性能(2)单位制冷能力适中制冷装置Q0＝mq0=vqv大型装置，q0和qv大，m及v小，压缩机尺寸小小型装置，qv适当小一些1.热工性能(2)单位制冷能力适中66《制冷与空气调节》教学课件671.热工性能(3)单位理论压缩功和单位容积压缩功要小，循环性能要高。(4)压缩终了温度t2不太高，以免润滑条件恶化〔润滑油粘性降低，结焦〕或制冷剂自身在高温下分解。1.热工性能(3)单位理论压缩功和单位容积压缩功682.物理化学性质(1)与润滑油的溶解性溶解性与制冷剂状态、制冷剂和润滑油各自成分及种类有关。1〕难溶油或微溶油与润滑油共存时，有明显分层，油易别离出来，如NH3，CO2，R13，R14，R115等2.物理化学性质(1)与润滑油的溶解性69(1)与润滑油的溶解性2〕有限溶油高温时无限溶油低温时分层：贫油层〔富含制冷剂〕富油层〔富含油〕如R22、R114、R152和R5023〕完全溶油：与油溶解成均匀溶液，无分层现象。如R11、R12、R21、R113、R500等(1)与润滑油的溶解性2〕有限溶油70(1)与润滑油的溶解性溶油性与温度有关。温度变化时，完全溶油与有限溶油可以相互转化。制冷剂与润滑油的溶解性对制冷装置有利也有弊。(1)与润滑油的溶解性溶油性与温度有关。71⊙溶油性利弊分析溶油性好运动外表形成良好的润滑条件不影响传热改变制冷剂ts=f(ps)性质，ts升高，制冷效果下降。降低润滑油粘度。沸腾时泡沫多，蒸发器液面不稳定。⊙溶油性利弊分析溶油性好722.物理化学性质(2)溶水性溶水性差的缺点：“冰堵〞〔“冰塞〞〕溶水性强的问题：“水解腐蚀〞所以，制冷剂含水量应严格控制(3)导热系数、换热系数大：减少传热面积(4)粘度、密度小：耗功小，管道直径小(5)对金属及其他材料无腐蚀及浸蚀作用(6)有化学稳定性，不燃、不爆，不分解。2.物理化学性质(2)溶水性733.环境友好性能(1)对人体安康无害，无毒，无臭，无刺激气味毒性级别：豚鼠在制冷剂蒸气中发生生理变化而定1-6。NH3：2级，R22：5级(2)不破坏大气环境，或对大气危害小(3)容易获得，价廉3.环境友好性能(1)对人体安康无害，无毒，无臭，无刺激74环境性能参数消耗臭氧层潜值〔OzoneDepletionPotential,ODP〕全球变暖潜值〔GlobalWarmingPotential,GWP〕大气寿命〔排放到大气层的制冷剂被分解一半时所需要的时间，AtmosphericLife〕等。环境性能参数消耗臭氧层潜值〔OzoneDepletion75变暖影响总当量TEWI变暖影响总当量TEWI〔TotalEquivalentWarmingImpact〕综合考虑了制冷剂对全球变暖的直接效应DE和制冷机消耗能源而排放的CO2对全球变暖的间接效应IE。变暖影响总当量TEWI变暖影响总当量TEWI〔TotalE76环境友好制冷剂国际认可的条件

LCGWP+LCODP×105≤100 其中：LCGWP=[GWP·(Lr×N+α)·Rc]/N

LCODP=[ODP·(Lr×N+α)·Rc]/N

环境友好制冷剂国际认可的条件LCGWP+LCODP×177制冷剂的种类和表示方法无机化合物、烃类、卤代烃以及混合工质1、无机化合物：R7〔整数分子量〕NH3－R717CO2－R744H2O－R718制冷剂的种类和表示方法无机化合物、烃类、卤代烃以及混合工质78制冷剂的种类和表示方法2、氟利昂饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称多为甲烷和乙烷的衍生物H少，可燃性降低F多，对人体越无害，对金属腐蚀性小Cl多，大气压下ts升高，消耗臭氧含水，冰塞，镀铜制冷剂的种类和表示方法2、氟利昂792、氟利昂

CmHnFxClyBrz

n+x+y+z=2m+2

代号：R〔m－1〕〔n＋1〕〔x〕B〔z〕二氟二氯甲烷：CF2Cl2m=1,n=0,x=2R12二氟一氯甲烷：CHF2Clm=1,n=1,x=2R22三氟一溴甲烷：CF3Brm=1,n=0,x=3,z=1R13B1四氟乙烷：C2H2F4m=2,n=2,x=4R1342、氟利昂CmHnFxClyBrz

803、烃类〔碳氢化合物〕烷烃：饱和碳氢化合物，代号同氟利昂甲烷CH4R50乙烷C2H6R170丙烷C3H8R290丁烷C4H10R600异丁烷

R600a乙烯C2H4R1150乙醚R610丙烯C3H6R1270CmHnFxClyBrz

R〔m－1〕〔n＋1〕〔x〕B〔z〕3、烃类〔碳氢化合物〕烷烃：饱和碳氢化合物，代号同氟利昂Cm814、混合工质两种或两种以上制冷剂按一定比例相互溶解而成共沸混合物：与单纯制冷剂性质一样相变过程，气液相成分一样代号R5xx按使用先后顺序R500～R507R502：48.8%R22和51.2%R1154、混合工质两种或两种以上制冷剂按一定比例相互溶解而成824、混合工质〔非共沸〕非共沸混合工质：R4xxR410AR32/125(50/50)R407CR32/125/134a(23/25/52)4、混合工质〔非共沸〕非共沸混合工质：R4xx83按标准沸点分类

1、高温〔低压〕制冷剂，tB>0°C，Pc≤0.3MPa，R11，R113，R1142、中温〔中压〕制冷剂，tB=0~-60°C，Pc=0.3~2MPa，R12，R22，R717，R2903、低温〔高压〕制冷剂，tB<-60°C，Pc=2~4MPa，R13，R14，R170按标准沸点分类

1、高温〔低压〕制冷剂，tB>0°C，P84制冷剂的平安性分类制冷剂的平安性分类85制冷剂的毒性危害程度分类制冷剂的毒性危害程度分类86制冷剂的燃烧性危害程度分类制冷剂的燃烧性危害程度分类87常用制冷剂R717沸点-33.3℃R22-40.8℃R12327.9℃R134a-26.2℃R125-48.6℃R32-51.8℃R407C泡点-43.8，露点-36.7℃〔非共〕R410A泡点-51.6，露点-51.5℃〔近共〕常用制冷剂R717沸点-33.3℃88常用制冷剂-R22代：R407A，R410A,R417A常用制冷剂-R22代：R407A，R410A,R417A89市场供给市场供给90R134a化学名称：四氟乙烷分子式：C2H2F4分子量：102.03沸点：-26.26℃凝固点：-96.6℃临界温度：101.1℃临界压力：4067KPaODP:0GWP:0.29平安性：A1R134a化学名称：四氟乙烷91R717历史悠久，应用广泛，中温制冷剂氨的分子式：NH3标准沸点：-33.3℃凝固点：-160℃临界温度：132.4℃临界压力：11.35MPaODP:0GWP:0蒸发潜热：5276KJ/Kg6倍R22R717历史悠久，应用广泛，中温制冷剂92R407CR32/R125/R134a,23﹪/25﹪/