冷热源工程课件-制冷剂及载冷剂lyh

冷热源工程刘映辉建筑工程学院第2章制冷剂及载冷剂本章主要内容2.1制冷剂2.2CFCs的使用与替代2.3载冷剂2.1制冷剂2.1.1作用：在制冷装置中能够循环变化，并发挥其冷却作用。2.1.2对制冷剂的要求：1、热力学的性质（1）蒸发压力和冷凝压力适中

A）蒸发压力不低于大气压力（希望制冷剂是在大气压力下沸点较低的物质）

B）常温下制冷剂的冷凝压力也不应过高，一般不要超过12~15barC）冷凝和蒸发压力之比不要过大（增压比较小）4（2）单位容积制冷能力要大：单位容积制冷能力越大，就可以减小压缩机的尺寸（3）临界温度要高，凝固温度要低（4）绝热指数要低一些：绝热指数越小，压缩机排气温度越低，增压比小5（3）密度、粘度要小（4）不燃烧、不爆炸、无腐蚀、高温下不分解3、其它:

无害、无毒、无刺激性、温室效应小、不破坏大气臭氧层、材料易得、价格便宜2、物理化学的性质（1）在润滑油中的可溶性（2）导热系数、放热系数要高61）破坏臭氧潜能值（臭氧衰减指数ODP）：表示物质对大气臭氧层的破坏程度。以Ｒ１１的值作为基准值．应越小越好，ODP=0则对大气臭氧层无害。2）温室效应潜能值（温室效应指数GWP）：表示物质造成温室效应的影响程度。以二氧化碳的值作为基准值．应越小越好，GWP=0则不会造成大气变暖82.1.3安全标准与分类命名:(一)安全性分类：分为六级，每级分为A、B两级。表2.39(二)制冷剂的种类1、卤代烃（氟利昂族）：是饱和碳氢化合物（）的卤族衍生物的总称（）则：2m+2=n+x+y+zR(m-1)(n+1)xBzEg：CHF2Cl

102、多元混合液非共沸溶液——在固定压力下蒸发或冷凝时，其蒸发温度或冷凝温度以及各组分的浓度不能保持恒定。

R4()()

获得命名的先后顺序号共沸溶液——在固定压力下蒸发或冷凝时，其蒸发温度或冷凝温度恒定不变，而且它的气相和液相具有相同的组分。

R5()()

获得命名的先后顺序号113、有机化合物：R6如丁烷为R6004、无机化合物：氨（R717）、水（R718）、二氧化碳（R744）5.烷烃类：R（m-1）（n+1）。正丁烷和异丁烷例外。2.1.4常用制冷剂1、氨:氨除了毒性大些以外，是一种很好的制冷剂。（1）最大的优点是单位容积制冷能力较大，蒸发压力和冷凝压力适中；粘性小，密度小，流动阻力小，传热性能好；（2）吸水性强，吸水后对铜和铜合金有腐蚀作用，但不会产生冰塞；（3）几乎不溶于润滑油（需定期放油）（4）价廉，极易购得，是我国生产企业最广泛采用的中温制冷剂（5）最大的缺点是有毒，且具可燃性，有爆炸危险。绝热指数高，排气温度高，需降温。适用：大中型工业制冷装置（-65℃以上）和大中型冷库132、氟利昂大多数氟利昂本身无毒、无臭、不燃、与空气混合遇火也不爆炸，适用于公共建筑或实验室的空调制冷装置。氟利昂中不含水分时，对金属无腐蚀作用。绝热指数小、排气温度低。氟利昂的放热系数低，价格较高。

密度大、粘性大、流动阻力大；极易渗漏又不易被发现，而且它的吸水性较差，为了避免发生“冰塞”现象，系统中应装干燥器。有水分存在时，对金属有腐蚀。含氟原子的氟利昂与明火接触能分解出剧毒的光气COCl2。14适用：范围广常用的制冷剂R12、R22、R11、R502等在通常的制冷温度下，会和润滑油互溶，会降低润滑油的粘度，在相同的蒸发压力下，蒸发温度将升高，使制冷量减少。在换热器表面不会形成油膜，且润滑良好。

CFCs、HCFCs、HFCs沸点-29.8℃，凝固点-158℃。无色，有较弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。系统里应严格限制含水量，一般规定不得超过0.001%。

常用温度范围内能与矿物性润滑油以任意比互溶。

不腐蚀一般金属但能腐蚀镁及含镁量超过2%铝镁合金。

(1)R12（二氟二氯甲烷CF2Cl2）毒性非常低，不可燃，安全。与矿物润滑油不相溶。化学稳定性很好，溶水性比R12强得多，对系统干燥和清洁性要求更高，用与R12不同的干燥剂。

(2)R134a（四氟乙烷CH2FCF3）沸点23.8℃，凝固点-111℃。

毒性比R12更小，安全。水在R11中的溶解能力与R12相接近。对金属及矿物润滑油的作用关系也与R12大致相似。

(3)R11（一氟三氯甲烷CFCl3）沸点-40.8℃，凝固点-160℃。毒性比R12略大，无色无味，不燃不爆，安全。

部分与矿物润滑油互溶。溶水性稍大于R12，系统内应装设干燥器。(4)R22（二氟一氯甲烷CHF2Cl）3.混合制冷工质由两种或两种以上的纯制冷工质以一定的比例混合而成。共沸混合制冷工质（与单一制冷剂比，单位容积制冷量大，化学稳定性好，对电动机有更好的冷却效果）非共沸混合制冷工质（无共沸点，定压相变时，温度变化，用于变温热源的温差匹配场合，实现近似的洛伦兹循环）2.2CFCs的使用与替代一、臭氧层的破坏

1、问题的提出：

1974年，美加州大学科学家在Nature杂志发表论文，提出卤代烃中的cl原子会破坏大气O3层。（获1995年诺贝尔化学奖）

后果：O3层的破坏，增加太阳对地面紫外线辐射强度

人的免疫系统受到破坏，抵抗力下降皮肤癌、白内障等农作物、鱼类减产树木坏死、塑料制品老化加速城市光化学烟雾发生几率提高2.2CFCs的使用与替代2、保护措施及发展过程

蒙特利尔议定书及其修正案1985年：《维也纳公约》，二十多国家签署1987年:《蒙特利尔议定书》，主要发达国家成员1990年：《伦敦修正案》1993年：《哥本哈根修正案》，第一次对HCFC类提出限制CFC类:发达国家1996年;发展中国家2010年。我国已于2007年7月1日停止使用HCFC类：发达国家2030年；发展中国家2040年2.2CFCs的使用与替代1997年：《蒙特利尔修正案》，将HCFC类的禁用时间提前10年；1999年：《北京修正案》这些修正案对议定书所列的种类、消耗量基准和禁用时间做了进一步调整和限制。2.2CFCs的使用与替代二、温室效应及京都议定书

CFCs、HCFCs及HFCs的排放会加剧地球的温室效应带来的危害:气温上升、海平面上升、土地沙漠化加速、厄尔尼诺现象1997年10月，联合国气候变化框架公约缔约国第三次会议在日本东京召开，通过了《京都议定书》:将CO2、HFCS等6种气体定为受管制的温室气体，并限制其排放总量,但无禁用期。我国2002年9月加入，并承担相应国际义务。2.2CFCs的使用与替代替代方案

制冷用途原制冷剂制冷剂替代物家用和楼宇空调系统R22R407c、R410a大型离心式冷水机组螺杆式冷水机组R11R22R123R134aR134a低温冷冻冷藏机组和冷库R12R502或R22NH3R134aR407c、R410aNH3冰箱、冷柜、汽车空调R12R134a、R600a2.2CFCs的使用与替代替代选择时考虑的主要问题：热力性质（相近）、兼容性、ODP、GWP值（小）替代过程中的注意事项：

压缩机尺寸、密封性能、干燥剂、制冷剂量2.3载冷剂载冷剂是指在间接制冷系统中用来传递冷量的中间介质。2.3载冷剂一、基本要求5.来源广泛，价低易得。工作