关于制冷培训资料

过冷液体饱和气液混合过热蒸气高压端冷凝器冷凝膨胀阀膨胀压缩压缩机蒸发蒸发器低压端过热蒸气饱和气液混合图1：制冷原理图制冷知识积累一、基础知识电冰箱、空调、冷柜、冷库获得低温的方法很多，总体上可分为物理方法和化学方法两大类，目前，多采用物理方法。物理方法制冷是运用物质的物理变化来实现的，这些物质被称为制冷剂（制冷工质或冷媒）。制冷剂在制冷系统中不断进行状态变化，用以描述制冷剂的热力状态的宏观物理量称为热力状态参数，有温度（T）、压力（p）、质量体积（υ）、焓（）、熵（S）、内能（）等。其中，温度、压力和质量体积等参数又称为热力状态的基本参数。热力状态都是通过复杂的热力过程来实现的，在热力设备中，常见的热力状态变化过程有：吸热、膨胀、放热、压缩等典型过程。实际过程很复杂，严格来讲都是不可逆过程，若工质各个状态参数都在变化，则不易确定其变化规律。但仔细观察常见过程发现它们又往往近似具备某一简单的特征。为了方便研究，工程热力学把热力设备中的各种过程近似地概括为几种典型过程：定容、定压、定温、绝热过程。热力学的研究和计算方法是：通过对实际热力过程的观察和分析，确定对应的近似典型热力过程，按相应的典型热力过程的规律，计算出各状态参数，然后按热力学的各种计算公式进行计算和修正。21．温度及三种温标温度是表示物体冷、热程度的物理量，即热度的数量表示。温度常用三种衡量和计量尺度----即三种温标制，摄氏温度（℃）、华氏温度（°F）和热力学温标（）（又称绝对温度或开氏温度）。摄氏温度：略华氏温度=1.8摄氏温度+32（°F）绝对温度=摄氏温度+273（）温度计常见有酒精温度计和水银温度计，前者可以在-100~75℃范围使用，后者可在-30~300℃范围使用。热力学意义上的常温指20℃，但生活中往往把20~25℃叫常温。热力学上的标准状态指0℃，1个大气压（atm）。干湿球温度计是用来测量相对湿度的。不同湿度下，干湿球温度计温度差值是不一样的，但湿球温度总比相应的干球温度低，这是因为水分蒸发吸热的缘故。2．压力热力学上的压力指的是压强，单位是帕Pa（2）。还有兆帕MPa（106Pa表示压力的其他常用非标单位还有：标准大气压/atm、工程大气压/atkgf/cm2、托/Torr/bar和毫巴/mbar、毫米汞柱/mmHg、毫米水柱/mmH2，关系如下：表1-1压力单位换算表压力单位换算表Pa帕bar巴kgf/cm2atm标准大at工程大mmH20毫米mmHg毫米气压气压水柱汞柱Torr托Psi磅／寸２１Pa帕10.000010.000010.000010.000010.00750.101970.00750.0001431bar巴100000.011.019720.98691.01972750.06210197750.06214.5041kgf/cm298067.00.9806710.96781735.610000735.614.221atm标准大气压101325.01.0131.03311.0337601033276014.71at工程大气压98067.00.9806710.96781735.610000735.614.221Torr托133.30.001330.001360.001320.00136113.610.019341mmH20毫米水柱9.80670.0000980.000110.00009680.00010.0735610.073560.001421mmHg毫米汞柱133.3220.001330.001360.001320.00136113.595110.019341Psi磅／寸２6894.760.068950.070310.068050.0703151.7149703.0751.714811Psi=7kPa;1bar=100kPa;1"=0.254kPa;1m米水柱=10kPa;1mm毫米水柱=10Pa;1mmHg=0.133kPa;压力可以用压力表来检测，压力表有两种，普通压力表和真空压力表，前者属于单量程表，只能测相对正压力；后者是双量程表，既可测正压力，也可测真空度。但数值都是相对的，是相对标准大气压而言的，即标准大气压下压力表指向0。另外还有专门用来测量真空度的专用真空计，也是单量程表，如果出现正压就会损坏表，所以使用时应慎重。4601.01.540压力表-0.4-0.6真空表2080-0.8-0.220.82公斤/厘米1000-1.02.400.1（）（）（）3．质量体积指单位质量的物质所占的体积，用υ表示，其单位是3/kg或L/kg。是密度的倒数。所以，密度越大的物质质量体积越小。υ=1/ρ4．热力学能、总能、焓、熵和热量热力学能U是制冷系统内部能量的总称。包括内动能、内位能、维持一定分子结构的化学能、原子核内部的原子能、在电磁场作用下的电磁能。在热力学计算时，一般由于后面几项能不变化，所以可以不予考虑，因此热力学能的变化只是内动能和内位能的变化。根据气体分子运动学说，热力学能是热力状态的单值函数，与达到这一状态的过程无关。1kg物质的热力学能称为比热力学能，用符号u表示，可以表达如下：u=ƒ(T,v)或u=ƒ(T,p),u=ƒ(p,v)5总能E是物质内部储存能和外部储存能的总和，如果用Ek表示动能，用Ep表示位能，那么，有下列公式：E=U+Ek+Ep在热力设备中，工质总是不断地从一处流到另一处，随着工质的移动而转移的能量不等于热力学能而等于焓，所以，在热力工程的计算中焓有更广泛的应用。焓和熵是制冷热力学计算中经常用到的状态参数。焓H是制冷剂能量的表征，当加热制冷剂时，其焓值增加，如压缩机活塞向制冷剂做功时，其焓值就会增加，反之制冷剂冷却时，其焓值就会减少。焓是物体在某种状态下所具有能量的总和。所以焓的表达式如下：H=U+pV从式子来看，焓是物质内能和推动功的和。1kg的工质的焓称为比焓，用h表示，因此有h=u+pv可见焓也是一个状态参数。熵S是一个导出状态参数，如果把焓看作“含热量”，熵就是表示制冷剂状态变化时其热量传递的程度，即物体增减1K时其吸收和放出热量的多少。热量Q是不同状态之间的能量变化的反映，详见下面热力学第一定律。热量不是状态参数，是一个过程参数。5．热力学基本定律热力学第一定律：能量守恒定律。热和功可以相互转换，但不会自生自灭。具体表达式可以表述如下：进入系统的能量－离开系统的能量＝系统中储存能量的增加∆U＝U2－U1＝Q－W可以推出如下公式：Q＝∆U＋Wq=∆u+w对稳流开口系q=∆h+wt6从上式可以看出，热量等于内能增加和对外作功。也就是说，加给系统的热量，一部分用于增加工质的热力学能，储存于工质内部，余下的一部分以作功的方式传递至外界。在状态变化的过程中，转化为机械能的部分为Q－∆U。热量和功的转换比例按下式进行。Q=A/4.18=0.24A（cal）A=4.18Q（J）功热相互转换的关系可以用功热当量来衡量，即1卡（cal）=4.18焦耳（J），反之，1焦耳（J）=0.24卡（cal）。1卡（卡路里cal）：1公升水温度升高1℃所吸收的热量。大卡和千卡是一样的，均等于1000卡。1焦耳（J）：1牛顿力推动物体运行1米所做的功。1英国冷吨（Btu）=1磅（Lb）水温度升高1℉所吸收的热量。1Btu=252cal=1055.06J1英国冷冻吨（Rt）=把1英吨（2000磅）32℉水冷冻为32℉冰所吸出的热量。1Rt=288,000Btu=72,576kcal另外还有美国冷吨和日本冷吨的概念，但它们不是热量单位，而是制冷量（功率类单位），见后面内容。热力学第二定律：热量总是自动地从高温物体向低温物体传递。反过来，热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。要想使热量从低温向高温传递从而实现制冷，必须借助外力来做功，如热能或机械能。或者可以表示为：凡有温度差的地方都能产生动力。热力学第三定律：在绝对零度下任何纯粹物质完整晶体的熵等于零。或表述为：不可能应用有限个方法使物系的温度达到绝对零度。6．显热、潜热和质量热容c吸热或放热后，物体温度单纯表现为升高或降低，而没有发生物态变化，那么它所吸或放的热量称为显热。显热可以用手感觉出来。当物体吸热或放热时，仅使其物质分子的位能增加或减少，即使物质物态发生变化而其温度不变化，它所吸收或放出的热量称为潜热。潜热有气化热、液化热、溶解热和凝固热。一般来说，压力增高或蒸发温度降低均使气化潜热增大。这就是为什么要使毛细管中的制冷剂降低温度。表1-2不同温度下制冷剂气化潜热比较7制冷剂R12R22R114R502-20℃的气化潜热kJ/kg163.5220.94142.98163.290℃的气化潜热kJ/kg151.1206.96137.96150.02质量热容c是指1g某种物质温度升高1℃时所吸收的热量，单位J/g.℃或kJ/kg.℃。物体吸收或释放热量的计算公式如下：Q=cm（t2-t1）7．物态变化与汽化、液化、沸点、临界压力和临界温度、饱和温度、饱和压力、过冷和过热物体有三态：固、液和气。三态之间的变化都伴有热量转移。气化：液体变成气体称为气化。水的气化又叫汽化，有两种形式，蒸发和沸腾。蒸发是液体表面汽化的一种现象，速度很慢；沸腾是液体表面和内部同时剧烈气化的一种现象，表现为速度很快。沸腾是有条件的，当液体吸热温度达到一定值（沸点）时，才会沸腾，这时的温度就是沸点；另外，当温度不变，压力降低到一定程度时液体也会产生沸腾。这就是毛细管内的液体制冷剂为什么到蒸发器时迅速气化的原因（制冷剂在蒸发器内不是蒸发，而是沸腾，这样看来蒸发器是名不副实的，应该叫“沸腾器”）。如，标准大气压下，水的沸点是100℃，而在5000多米高原上，80℃多一点就会水开（海拔高度每升高300m，水的沸点就会降低大约1℃）。液化：是气化的相反过程，在一定压力下，当温度降到一定值时，气体就会变成液体。或当一定温度下，压力增加到一定值时，气体变成液体的现象。但当温度高到一定值后，再高的压力也不会使气体变成液体，这就是该气体的临界温度，其压力就是临界压力。液体沸腾时所维持不变的温度称为沸点，又称在某一压力下的饱和温度；与之相对应的压力称为饱和压力。过热：是针对气体而言的，当一定压力下，制冷剂气体温度高于其所对应的饱和温度的现象。当温度不变，压力降低也同样会产生气体过热（这里也可以大概说明压缩机进出口压力相差很大，为什么都有过热气体）。过冷：是针对液体而言的，当液体在一定压力下，温度低于饱和温度的情况；或者，温度不变，压力高于对应压力也会产生液体过冷。8．湿度和露点湿度：在自然界，空气中总会有一定的水蒸气，这种空气叫湿空气。在一定温度下，空气中的水蒸气会达到最大值，这种空气称为饱和空8气。湿度有绝对湿度和相对湿度之分。绝对湿度指1m3湿空气中所含水蒸汽的质量。相对湿度指空气中所含水蒸汽的质量与该温度下达到饱和时的水蒸气质量之比，用百分数表示。露点：即露点温度。是反映在一定压力下，空气中含有水蒸气量不变时所含水蒸汽达到饱和的温度，也就是空气开始结露的温度。物体表面的温度只要高于露点温度就不会凝露，低于露点温度就会结露。湿度越高，露点温度与空气温度的差值就越小。表1-3不同湿度下的露点比较(1个大气压)环境温度℃各种湿度下露点℃60%70%75%80%90%2516.719.220.021.323.33223.226.327.028.030.03828.831.532.134.036.0根据露点这一规律，可以考虑在设计保温层厚度、玻璃门层数、除露管和除露发热丝时参考。9．理想气体的热力过程简介前面讲过，热力学有四种典型的基本热力过程，定容、定压、定温和绝热。下面就这几种热力过程进行简介。1)定容过程v=定值v1=v2,p2/p1=T2/T1由于体积不变，过程功w=0，过程热量qv=u2-u1按照热力学第一定律，如果没有能量损失，那么过程热量来源于技术功wt=v(p1-p2)9pT221

12/2/OvOs2)定压过程p=定值p2=p1,v2/v1=T2/T1过程功w=p(v2-v1),技术功为0。10pT2＝定值2/121定值2/OvOs3)定温过程T=定值,按照理想气体的状态方程pv=RgT,pv=定值。因此这是一个定热力学能和定焓的过程。∆u=0,∆h=0但熵是变化的，过程功和技术功均存在。11pT

2定值12/12w<0w>02/q<0q>0OvOs4)绝热过程δq=0,q=012绝热过程技术功和过程功均存在，技术功等于焓值的减少；过程功等于内能的减少。由q=∆u+w得出w=-∆u=u1-u2对稳流开口系q=∆h+wt，得出wt=h1-h2绝热膨胀时，膨胀功等于工质的热力学能降；绝热压缩时，消耗的压缩功等于工质的热力学能增量。13p//T221122OvOs14过冷液体饱和气液混合过热蒸气高压端冷凝器冷凝膨胀阀膨胀压缩压缩机蒸发蒸发器低压端图2-2：压缩机制冷原理构件图过热蒸气饱和气液混合蒸发器冷凝器储液器二、压缩机制冷基本原理根据制冷方式不同，制冷原理也不同，压缩机制冷是根据不同压力的变干燥过滤器毛细管化气体（制冷剂）温度随之变化的原理，从而对环境放热和吸热而达到制冷压缩机目的的。图1是压缩机制冷最基本的原理图，压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器是构成制冷循环必不可少的四元件。压缩机和节流阀把制冷系统分为高压区图2-3：压缩机制冷实用构件图和低压区，使制冷剂在高压区向外界散热，同时低压区从外界吸热，从而达到对局部环境降温制冷的目的。15图2-2是冷柜和冰箱最基本的制冷系统，与图1不同的是节流阀被毛细管所取代。由于毛细管节流和降压易于控制，所以中小型制冷装置常常用之，但大型制冷设备基本还是使用节流阀。左图2-3是比较贴合实际的商用冷柜制冷系统。在系统中增加了干燥过滤器和储液器（集液器），毛细管中部与回气管紧裹在一起，达到充分降低毛细管内制冷剂温度的作用。为的是充分提高系统的制冷效率。图2-3是按商用冷柜基本的配置和零部件工作状态设计的，其特点如下：1．冷凝器和蒸发器内的冷媒都是自上而下流动的，为什么要这样设计？对冷凝器来讲，因为靠近压缩机的部分是高温气体，远离压缩机的部分由于不断放热而液化，所以从下向上运行会出现“气穴”现象，同时增大系统噪音。蒸发器内冷媒从上而下流动，防止液体冷媒沉积在下端（蒸发器入口端），便于蒸发管内冷媒尽量均布，吸热比较均匀。尤其是对冷藏和冷冻串联蒸发器形式更要注意这一点（关于冷藏和冷冻串联蒸发器串联的形式，冷媒先进冷藏或者先进冷冻要根据实际情况来定，一般要看冷柜的主要功能是哪个，总的来说，这种设计很难兼顾两者。同时还要注意温控器感温头的位置选择）2．干燥过滤器与冷凝器连接端在上，而与毛细管连接端在下，能垂直的尽量垂直，也可以与水平面有60°左右夹角。为什么？干燥过滤器这样设置主要是为了进一步防止毛细管脏堵。3．毛细管与回气管并联或直接从回气管内穿过，为什么？因为毛细管内的冷媒过冷度越大，到蒸发器内吸热效果就越明显，系统制冷效率就越高。这里从两个方面来看。一是前面讲过的液体温度越低，气化潜热越大；二是冷媒温度越低，在毛细管内气化的比例就越少，到蒸发器参与气化的液体就越多。这些都有助于提高蒸发器吸热效果。但毛细管内冷媒的温度一般不要低于-5℃，主要是担心温度万一低于0℃时可能引起冰堵。164．储液器内冷媒是自下而上流动，可有效储藏多余的冷媒，因此，储液器至少与水平面有60°的夹角。为什么？冷凝器这样设置主要是为了在系统有多余冷媒时在储液器内有效储存，不至于过多的液体冷媒被压缩机吸入而引起“液击”，液击对压缩机损害很大，同时也使系统产生很大噪声。5．压缩机配备注意什么？压缩机分高、中、低温不同制冷温度的类型，设计时应根据制冷的不同温度需要来选择对应的压缩机。其次是考虑正常使用的环境温度，要选择对应的压缩机气候类型。再次才是根据制冷量大小选择压缩机制冷量（或功率）。对于要求较高的情况还要考虑压缩机电机转速，活塞直径和气缸行程（排气量）等参数。高温压缩机不能用于冷冻箱设计，否则无法达到设计温度。低温压缩机适应面较广，但用在高温制冷场合有浪费的可能，同时对温度的平稳性也有影响。所以，优化设计时应仔细考虑诸多因素，但在应急情况可以考虑类比选择和简单替代。由于无氟替代逐步深入，R12和R22压缩机逐步禁用，R502也面临最终限制，所以R134a和R404A等无氟和较环保的制冷剂会逐步替代氟利昂制冷剂，由于各种制冷剂的特性不同在选用压缩机时应予以充分考虑。比如R12和R134A压缩机不能互相替代，因为两者用油不同，用错就无法正常工作。R600a作为全无氟和绿色环保制冷剂，从环保角度自然是最好的选择，但由于有爆炸性，用量严格受限，所以180升以上的冷柜和冰箱一般不使用，因此在今后相当长一段时间内，在没有更好的冷媒出现之前，R134a和R404A等无氟和较环保的制冷剂会一直存在。R22制冷剂由于冷凝压力高，对系统密封要求较高，小型压缩机加工难度大，所以一般用在较大型制冷系统上，比如200W以上的商用冷柜才用到。另外，R22的沸点较低，很适应低温系统制冷。一般来说较大型压缩机靠自然冷却散热难以达到要求，所以250W以上的压缩机多采用风冷式散热，200W以下的压缩机基本采用自然冷却的方式。正如R134a是R12的替代品一样，R404A是R22的替代品。三、冷柜制冷常见零部件介绍171.毛细管1）毛细管起节流和降压双重作用，一般来说冰箱和冷柜都是中压制冷(指冷凝压力，这和压缩机的背压是两个不同概念)，系统高低压差值在10~20atm毛细管长度（）冷凝温度54.4°，过冷度8.3°冷凝温度（°）（冷媒不同图3-1：毛细管长度选择图3-2：毛细管长度修正会有一定差异），因此，毛细管的总压力降应该在这个范围选取，计算时应根据冷柜（冰箱）制冷温度的高低准确确定。系统制冷温度要求越低，毛细管压力降就要越大，冷冻箱比冷藏箱压力降要大。毛细管直径一般为0.6~2.0mm（该数据适应1000升以下的冷柜。对于更大的冷柜，毛细管直径会超过2mm，但一般不会超过3mm），一般按系统制冷量大小来确定，制冷量大的系统制冷剂流量大，应选用较粗的毛细管，反之则用较细的；毛细管长度在1.5~3.5m之间比较合适，再长也不要超过5m。毛细管尺寸选取可粗略按下图进行，然后再结合不同的情况（过冷度不同）来修正。见下图3-1和图3-2：182）一般来说，系统制冷量越大，冷媒灌注量就越大，毛细管直径就应越大，但由于流量不仅决定于毛细管直径，所以，在实际应用中可以按经验确定一个基本合理的毛细管直径，然后再用毛细管长度调整的办法来保证合理流量和压力降。3）一般来说让毛细管内冷媒温度尽可能降低，以获得较大的过冷度，如果过冷度小，制冷效率就比较低，只能通过减小毛细管长度从而增大流量来达到设计制冷量的目的，但同时会对系统降温产生影响，因此不是最理想办法。注：1W=0.86kal/h1kW=1.34HP;1HP=0.746kW(英制马力HP)1kW=1.36Ps;1Ps=0.735kW（公制马力Ps）马力意为一匹马的力量，各国的定义有所不同，最常见的是英制马力和公制马力，制冷行业对英制马力尤为青睐，所以在压缩机和制冷系统等资料中常常可以见到。1马力又叫1匹马力，简称1匹，空调中用得最多。虽然1HP的功率为746W，但空调中1HP相当于2500W的制冷量。在汽车行业多用公制马力Ps。1美国冷吨=3024kcal/h=3.516kW；1日本冷吨=3320kcal/h=3.86kW注意英国冷吨是热量概念，1英国冷吨=252cal下面是不同厂家，各种情况毛细管的实际选取尺寸。表3-1毛细管选配表压缩机功率（）制冷剂冷凝器形式（N自然，F风冷）应用蒸发温度（°C），长度（）、内径（）-23~-15-15~-6.7-6~-2内径长度内径长度内径长度60R12N冷冻箱0.663.660.793.6692R12N冷冻箱0.663.660.793.66123R12N冷冻箱0.793.660.913.6619123R12F冷冻箱0.914.850.913.05123R12F冷藏箱0.913.660.912.44147R12N冷冻箱0.914.850.913.051.073.66147R12F冷冻箱0.911.34184R12N冷冻箱0.913.66184R12F冷藏箱1.073.661.072.41245R12F冷藏箱1.243.661.373.05368R12F冷冻箱1.373.051.54.58368R22F冷冻箱1.073.051.254.58368R22F冷冻箱1.373.661.53.05552R22F冷冻箱1.373.051.54.58552R22F冷冻箱1.53.051.633.66736R22F冷冻箱1.633.051.784.58736R22F冷冻箱1.733.052.03.664）由于毛细管的压力与毛细管直径和长度都有关系，所以，直径和长度要均衡考虑，一般，为了减少毛细管堵塞，在计算毛细管直径太细的情况下，可以采用适当加粗、加长毛细管的办法来等效选取。不同直径毛细管在代用时长度系数的变化见下表。表3-2不同内径毛细管的长度换算表（倍数关系）序号内径（）0.790.911.121.271.41.6310.711.5920.761.1630.791.002.0040.810.861.752050.840.751.5460.860.651.3570.890.581.1680.910.501.002.5690.940.450.952.22100.970.390.801.92110.990.350.711.75121.020.310.621.552.78131.040.280.561.382.50141.070.250.501.242.23151.090.230.451.111.98161.120.20.391.001.792.78171.140.350.901.602.52181.170.320.821.472.27191.190.741.312.06201.230.671.201.87211.240.641.091.69221.270.561.001.56231.300.510.931.44241.320.470.851.32251.350.430.781.2261.370.390.701.092.18271.400.360.641.002.0215）毛细管冷媒入口端插入干燥过滤器，插入深度为15~20毫米，或插到底后退5毫米，见下图3-3。另一端插入蒸发器入口端，插入深度12~20毫米，与蒸发管入口端的内径有关（蒸发管直径较细时，可靠蒸发管一边，插入12~20mm；蒸发管直径较粗时，可放中间，蒸发管两边夹扁，深度为15~25mm；为减低气流声，毛细管插入蒸发管可达100~200mm）。）毛细管插入太浅）毛细管插入合适）毛细管插入太深图3-3毛细管插入深度6）在实际使用中，常使毛细管中的制冷剂保持一定的过冷度，以尽量减少毛细管中制冷剂的提前气化，减少蒸汽含量，从而提高制冷效率。一般来说，毛细管温度降低1℃，系统制冷效率提高0.8%。为此有两种办法，一种是把毛细管和回气管并在一起，用铝箔或热缩管裹紧；一种是把毛细管从回气管中穿过，可临时装配，也可买现成的总成管。7）判定毛细管是否合适除了上述查表和看图法以外，还可以采取低压法和高压流量法来判定。方法如下：．低压法（比较法）：22有一定经验的设计人员，参照类似的冷柜来初步选取毛细管，然后把仅缺毛细管的制冷系统的干燥过滤器入口端焊上毛细管，另一端敞开，并在干燥过滤器的工艺管上焊接压力表，待压力表指针指到环境大气压（1atm）时（压力表压力为0），开动压缩机，如果压力表稳定下降0.076~0.075MPa（呈负压），则毛细管合格。B．高压流量法：也是利用自身压缩机进行，毛细管的流量取决于压缩机排气效率。选取长3m，内径适当的毛细管（凭经验类比选取），将毛细管一端焊接在压缩机排气口，并在排气口装上压力表，毛细管另一端敞开，压缩机吸气端与大气相通。启动压缩机，进行高压流量测量，当高压表压力值稳定在1.0~1.2MPa之间，则认为毛细管合适，否则应加长或减短。这两种方法都是试验法，由于不是系统完整的情况下的真实反映，因此有一定的误差。2.干燥过滤器干燥过滤器的选择应考虑两端与冷凝器和毛细管的连接，口径大小必须对接合适，此外还要考虑干燥剂与制冷剂的匹配。干燥剂一般采用人工合成泡沸石作为干燥剂。这是一种具有晶体结构的硅铝酸盐，用粘合剂制成小球形状分子筛，分子筛具有比较均匀的晶格空隙。当制冷剂分子直径小于晶格间隙时，通过分子筛后水分就被吸附在分子筛中，10g分子筛大约能吸附1~2g水。干燥过滤器潮湿后加热300℃左右可以恢复本能，重复使用。常温下分子筛吸水能力不小于其自重的20%，一旦分子筛用过，在系统重注冷媒时要更换过滤器，尤其是R134a系统。过滤器内部在靠近毛细管一端有100目的铜网，对污物有过滤作用。由于制冷剂分子大小不同，要求干燥剂晶体的晶格间隙也不同，因此干燥过滤器有不同的类型，如R12制冷剂系统用XH-5型，R134a系统用XH-7或XH-9型。3.蒸发器冷柜常用蒸发器有铝复合板式、丝管式、内藏式和翅片式，特点如下：表3-3蒸发器比较结构形式铝复合板式丝管式内藏式翅片式冷却方式自然对流冷却强制风冷2320.40.30.2()0.1100200300400传热性能好，管路可做结构紧凑，传热效率结构简单，传热性能好，特点成单路或多路，铝板复高，制冷性能强，强度便于除霜合吹胀而成高立式柜柜内后部立式柜冷冻室卧式柜四周、立式柜上立式柜室内顶部或底部，无霜安装位置下、左右面冷柜必用1）复合板式由两张铝板在约500℃的温度下辊轧装配而成，在辊轧前通道管路先用石墨压印在铝板上，然后把两张铝板合起辊轧。辊轧结束对印有石墨的管路加15MPa的压力进行吹胀，有石墨的线路就会被胀起成管路。在管道的末端用铜铝合金管对焊并对对焊部位用磁漆或聚氯乙烯管紧箍防锈，然后对管道进行清洗、检漏、封口。铝蒸发器表面防锈包括电解阳，极氧化和搪瓷它的K值在5~7kJ/（h.m2.℃）之间，管路间距一般为30mm。该蒸发器分为单管和双管型，无论哪种形式通常都在尾部借用复合板面做有整体除液器，除液器容积通常是蒸发器内部容积的15~20%，除液器形式为棋盘式。该蒸发器的管道截面一般为22mm2，如果管道过长，则把管道设计成并联形式，否则可能产生明显的蒸发器内部压力降。对于冷柜来说，在-30℃的蒸发温度下，一般允许蒸发器内部产生相当于1℃温差的压力降。24立式冷藏柜所用复合板式蒸发器有平板式和U型两种。前者简单便宜，后者温度均匀。平板式都设计在柜内顶部。图3-12是冷藏柜容积和蒸发器面积之间关系图。设计条件为：聚氨酯厚度为45mm，环境温度为32℃，柜内温度平均在1.5℃。2）丝管式丝管式多用在立式冷冻柜中。这种丝管可以制冷，也可以充当层架。该种蒸发器采用1.5mm钢丝焊接在管子的两面，钢丝间距10mm，管子间距60~80mm。为了保证顶部温度能和下部均匀，顶部可以设计成两层蒸发管。对于丝管式和管板式蒸发器来说，一般100升冷柜容积要配备0.6m2蒸发面积。柜内温度与蒸发器管子表面温度之间的差值不应超过5℃。在32环境温度下，每100升容积用25公斤试验包进行降温试验，降温期间蒸发温度的结果将表明蒸发器是否合适。表3-4是降温期间几台立式冷柜在各个不同阶段的蒸发温度。表3-4立式冷冻柜的蒸发温度平均值（单位℃）环境温度蒸发管长度是遵循表面积和管子间距的规则的情况下给出的。蒸发器最常用的是32258mm的管子，但在管长超过28mm时，则应增加到10mm以避免太大的压力降和由此引

最高蒸发温度-8-11起的压缩机能力的减少。对于400升的复合板蒸发器，其通道为22mm2的截面，需要用

结晶时的蒸发温度-19-22双通道的平行线路。静止时的蒸发温度-30.5-32.5为了防止冻坏冷柜门，蒸发管距柜口距离20~30mm。3）内藏式卧式冷柜多用内藏式蒸发器，一般内箱四周均匀绕制蒸发管就可以满足制冷要求，不必在底部设管。绕制蒸发管形式内箱上下边缘距蒸发器最近处各40mm，管子间距视冷柜制冷要求而定，冷藏箱70~85mm，冷冻箱40~55mm。绕制蒸发管的材料有铜管、邦迪管、镀铜铁管和铝管几种。邦迪管一般是先绕好再套贴，其它三种可以直接绕在内箱上。有些内箱四周是尖角，甚至有搭边在外无法或不易绕制，可以改为四面盘管分别粘贴，但要保证每面蒸发管内的冷媒均为自上而下流动。冷藏箱蒸发器的管长和容积关系见上图3-13所示。25工作台和立式柜的内藏式蒸发器可参照卧式柜，但由于前面为门体，设计管子时优先考虑左右和上方，如果不够再考虑后面和底部，一般能安排得下就尽量不安排在底部。

内藏式蒸发器的管子必须要和内箱可靠接触，为此可以用铝箔或胶带来固定管子，管子和内箱之间的间隙也可以用导热胶来填补，目前普遍使用的导热胶，其导热系数为0.7Kj/（h.m2.℃），适应大批量生产。4）翅片式无霜冷柜必用翅片式蒸发器。所谓无霜，实质上是蒸发器被隔开，看不到而已，用风机把储藏间内的热空气抽过来，通过蒸发器再返回到储藏间。无霜冷柜有自动除霜装置，大约24小时除霜3~4次。0()对于双温无霜冷柜来讲，每100升冷柜容积需要0.4~0.5m2的表面积；对于立式冷柜，则1000.5m2的表面积。这些蒸发器尺寸使用于大约100m3/h的空气注入量的机器。为了避免空气吹到蒸发器上产生压力降，散热片的距离应不小于5mm，为了避免蒸发器的初始结霜过多而减少空气压力，在蒸发器入口处的散热片的距离应加倍。翅片式蒸发器，在自然空气循环时K值为7kJ/（2.℃）；在强制风冷循环时，K值为12kJ/（h.m2.℃）；结霜时K值将减少。为了保证翅片式蒸发器结霜小和制冷效率高，蒸发器不适宜吹风设计，而应采用吸风设计（对蒸发器而言，即风先经过蒸发器，而后才通过风扇出去）为了保证立柜保温好，风机不正对门体方向吹风。图3-4：丝管式冷凝器图3-5：带百叶窗板26管式冷凝器4.冷凝器①冷凝器分类冷凝器常见有三种形式，钢丝盘管式（含带百叶窗的管板式）、内藏式和翅片盘管式。三种各有利弊，但翅片盘管式效率最高，但是为了充分发挥其效率，要增加风冷电机。内藏式散热效果最差，所以面积最大。②冷凝器计算冷凝器的能力k可以按下式计算：k=K*A*ΔtK----传热系数kJ/（h.2.℃）A----冷凝器面积2)Δt----冷凝温度与空气温度的差值（℃）不同冷凝器，传热系数是不一样的,翅片式最大，钢丝式次之，内藏式最小。所以内藏式的散热面积相对都很大。在冷凝器面积一定的情况下，如果环境空气温度低，通风条件好，则传热系数会增大，冷凝器传热能力就增大，所以按N型环境温度设计的冷凝器在ST型环境下就不能胜任。一般来说夏季冷柜的制冷效果不如其他季节也是缘于此。考虑到压缩机的寿命和能量消耗的问题，应该使冷凝温度尽量低。以下是内藏式冷凝器制冷系统连续工作的情况下测得的冷凝温度：在32℃的环境温度下冷凝温度不应超过50℃；27在热带环境下，应用静态冷却系统时（不带强制热传递系数吹风的自然冷却方/（2.°）热传递系数/（2.°）式），冷凝器温度3通常不能保持在32°2

250℃以下，但是在1111任何情况下也不能超过60℃，否则系9统制冷能力将明显9降低。8()如果不能保证24682022Δ冷凝温度在限制的83()405060708090100管间距范围内，则要选用

()温差与值关系()管间距与值关系

油冷却压缩机或风图3-6：值表机冷却的压缩机，否则压缩机寿命会明显缩短。因此在设计冷凝器面积时要留一定的余量，防止在其他因素变化时冷凝器能力不足。③丝管式冷凝器计算丝管式和管板式冷凝器主要用在小型立式冷柜，作为后背式冷凝器，部分卧式冷柜的底部机组室也有用多层丝管式冷凝器的。28丝管式冷凝器是用1~1.5mm的细钢丝在蛇形管上均匀焊接，钢丝间距6mm，管间距60mm最优化。管板式冷凝器是蛇形管点焊在0.5mm的钢板上，钢板冲有百叶窗，其散热效果比前者好，约高出40~50%。或者说同面积的管板式冷凝器比丝管式冷凝器用管少。因此管板式冷凝器比丝管式冷凝器冷媒注入量要少。为此前者有足够的时间进行压力平衡，后者就不足，所以，前者管子水平设置，后者刚好相反。不论是哪种，管子直径都常用6mm的。两者的传热效率U值几乎相同。下面是温差与U值、以及管间距与U值得关系表。热传递效率（U值）表示3在1℃的温度差内每平方米单位时间内可散出的热量。从上图a可以看到60mm管间距中温度差与U值的关系。对于后背式冷凝器来说，8该温度差一般在15~16℃，从图中可以查到U值等于610~11kJ/（h.m2.℃）4从图b似乎得出管间距越小越好的结论，但实际上60mm管间20距是最经济的设计。8后背式冷凝器管子用5mm和6mm均可。一般来说可以参考压缩6机排气管的尺寸来选择后背式冷凝

4器的管径。2(29后背式冷凝器面积计算可用图3-7来选择：④内藏式冷凝器计算内藏式冷凝器多用于卧式冷柜，因为他四个面都可以布置，对于内藏式传热系数小是一个补充。卧式冷柜内藏式冷凝器计算比较麻烦，由冷柜的容积算出管长，由管长算出管间距，由管间距再算出U值。见图3-8。对150~600L的家用卧式冷柜来说，一般选用6mm的钢管作为内藏式冷凝器的管道，对于较小的冷柜，比如压缩机功率小于60W，可使用5mm的管子。如果管子做成D型，散热效果会好些，可以少用一些管子。30管路间距

（）4011010090

值管路长度（）50302010345670（）400图3-8：内藏式冷凝器各参数间的关系（32°）500600冷柜容积⑤翅片式冷凝器计算翅片式冷凝器在自然冷却的情况下，U值在3~5之间，水平安装的U值最大，垂直安装的最小（指安装板的位置）。强制吹风情况U值会显著提高，风速越高，U制越大。一般风冷式冷凝器散热片间距为2~10mm，当散热片间距缩小时，U值会降低，冷却装置的噪音也会升高。散热片厚度0.1~0.5mm，多数为铝板，也有钢板。31冷凝器管子的间距影响U值，管间距越小，U值就越大，但最佳管间距为25~35mm之间，冷凝管可以是铜管，也可以是钢管。典型的冷凝管直径是10mm。冷凝器的U值以及冷凝器的能力在很大程度上取决于空气的循环量、冷凝器的位置、散热片间距等，所以冷凝器的面积不好计算确定。下表给出了压缩机大小与冷凝器装置之间的干系，压缩机的能力是以压缩机排气量来衡量的。该表适用于M/LBP（蒸发温度-40~-5℃）和HBP（蒸发温度-5~+15℃），在冷凝器入口处的空气流速大约为1m/s。表3-5压缩机大小与冷凝器装置的关系冷凝器面积（环境温度32℃）冷凝器序号1234表面积（2）1.161.733.324.28M/LBPR120~108.5~1512~2118~25HBPR120~5.54.5~8.57.5~1512~21LBPR1210~1512~18压缩机排气量3（cm）带冷却导风板冷凝效率（U值）1815.617.318.7⑥冷凝器安装冷凝器的安装主要是考虑最小的压力平衡时间。一般都是从上进口，从下出口。这样可以避免“液体空穴”的产生。管路的布置可以是单向流动的，也可以是一个并联的系统32风冷式冷凝器出风口要离墙50mm以上，风机一般放置在压缩机和冷凝器之间，从冷凝器方向吸风，然后吹向压缩机。这是因为压缩机总是比冷凝器温度更高的缘故。5.储液器储液器的储液管是用铜管轧压而成，直径20~35mm，长度120~150mm，外型与干燥过滤器相象，但内部是空的。还有一种外型像鸡蛋般大小。储液器的容积设计为蒸发器容积的15~20%，对其功能发挥非常有效，但实际应用中只要冷媒灌注量控制比较精确，这个比例可以减少到5%左右，有些工厂工艺控制非常稳定，在适当减少冷媒灌注量的情况下，为了降低成本有省去储液器的做法。但如果冷柜使用环境温度变化比较大，还是要重视储液器的使用。通常蒸发器出口端插入储液器进口端，插入深度为储液器长度的2/3多一点，一般可能的话尽量把储液器入口管前端10~15mm段弯曲，使入口偏离储液器中线；储液器出口端插入回气管，插入深度12~15mm。6.压缩机①压缩机分类对于单级制冷压缩机，在其运转的蒸发温度最低到－45℃的范围内，可以按其工作的蒸发温度分为高温、中温和低温压缩机三种。但在具体蒸发温度区域的划分上并不统一。下面列举其大致蒸发温度范围：表3-6常见压缩机按蒸发温度分类方法压缩机类型蒸发温度范围适应场合冷柜能达到的星级33高温压缩机－10～+10℃冷藏箱（高温柜）或空调设备0中温压缩机－20～－10℃中温柜、高温柜2低温压缩机－45～－20℃冷冻箱（低温柜）、中温柜3各个厂家压缩机分类又一定差别，见下表：表3-7欧洲标准EN12900制冷压缩机工况表应用范围蒸发温度℃冷凝温度℃吸气温度℃低蒸发温度-35+40+20中蒸发温度-10+45+20高蒸发温度+5+50+20可见，在设计冷柜系统时，中、低温柜要选用低蒸发温度的压缩机，高温柜可以选用中蒸发温度的压缩机，高蒸发温度压缩机只能在空调设计时选用。选错压缩机类型不是达不到制冷温度要求，就是浪费压缩机资源。另外，也可根据压缩机蒸发端（入口）压力的大小划分压缩机为低背压压缩机、中背压压缩机和高背压压缩机等（背压也称回压）。表3-8美国泰康AE、系列商用压缩机（50Hz）应用范围蒸发温度℃冷凝温度℃回气温度℃环境温度℃备注低回压（LBP）-23.3+54.4+32.232.2商用回压（CBP）-6.7+54.4+3535中、高回压+7.2+54.4+3535（MHBP/A）②压缩机的选用压缩机的选用一般可以采取三种方法，类比法、计算法和查表速配法。34类比法就是参考他人或自己曾经有过的同规格产品，按不同点影响因素的大小进行修正后确定一个大致的制冷量，然后适当加大后决定压缩机的型号和规格。计算法是根据箱体结构及尺寸、箱体容积、负载大小、冷柜类型、冷冻速度、气候类

型等设计要素计算出单位时间内系统处于平衡状态时吸收和放出热量的差值，从而计算出所（）需制冷量，据此来选择压缩机。查表速配法是按图3-10的经验图线查出。型由于图中冷柜处于中小型区间，遇到超出范围的产品就无法直接查出，可以据此推算出来。不论选用哪种方法，都是初步的，都要用

实验来验证和调整。同时按照查表速配法，还

（）要考虑下列几个因素，只有根据实际情况充分图3-10：压缩机选配图线考虑各种不同要素的影响，并进行合理修正，最后的数据才比较接近实际需要，否则可能会与实际情况差别很大。．发泡门加玻璃窗或玻璃门增玻璃窗都会使冷柜的保温变差，因此都需要在初选型基础上增加20%的制冷量。B．气候类型从N型变为ST型要增加压缩机制冷量30%。C．保温层厚度从60mm增加到90mm，压缩机制冷量可以减少20%（在合理发泡层厚度范围内，发泡层厚度每增加5mm，制冷量节约3%左右；厚度每减少5mm，制冷量增加4~5%；但一般来讲高温柜厚度在40~60mm之间选择，局部允许30mm左右，低温柜在60~80mm之间选择，最终选择的厚度还要考虑箱体大小、结构特点、发泡料质量和成本等因素）。．根据不同要素改变程度，应类比增减，几个要素均有变化要综合考虑。35③压缩机结构压缩机分类方法有多种。常见的冷柜和冰箱用压缩机多是全封闭、往复式、活塞式压缩机。近年来旋转式压缩机发展很快，特别是在空调上应用比较多。一般，全封闭往复活塞式压缩机的吸气管直接与壳内空间相通，排气端直接从汽缸上引出。压缩机上一般都有三个管口对外，除吸气口和排气口外，工艺管也是必有的，因为系统灌注冷媒是从压缩机工艺管进入的，压缩机工艺管还有一个作用就是抽真空时用，一般单头抽真空都是从压缩机工艺管接头的，这中抽真空叫低压端抽真空，单头抽真空效果不会太理想，一般较大的冷柜应该采用双头抽真空的办法，双头抽真空除压缩机工艺管外，还要在干燥过滤器的进口端焊接一个工艺管，接此管抽真空就是高压端抽真空，但高压端抽真空不能替代低压端抽真空。④压缩机效率压缩机制冷效率差异很大，随着制冷温度降低，制冷效率会逐渐降低，空调制冷效率可达到5.0以上，但低背压压缩机在用于冷冻时效率很难达到2.0。下面是的低背压压缩机的分类表，不同厂家分类方法会有所不同。压缩机种类压缩机能效比COPR12压缩机R134a压缩机R600a压缩机3普通型COP<=1.35√√√表3-9低背压压缩机效率分类表半高效型1.35<COP<=1.5√√高效型1.5<COP<=1.7极少√超高效型1.7<COP√86注：表中归类测试是在-23.3℃蒸发温度下进行的。4从表中可以看到，R12只有普通型压缩机，R134A最2高是半高效型，而R600a则各种均有。主要是R12即将()36被淘汰，压缩机厂家不愿下力气去开发无用的技术，而R600a由于饱和气体密度太小，因此排气量相对增大，如果不开发高能压缩机将会因压缩机体积相对太大而影响推广使用，因此各压缩机厂家都在设法开发更高效的压缩机。。图3-11压缩机排量与制冷量的关系曲线⑤压缩机主要附件启动器（也叫启动继电器）：有PTC和重锤式热保护器启动电容（压缩机主要部件详见电路部分）37四、制冷剂常用制冷剂分布图

介绍1.制冷剂分CFCSHCFCSHFCS4Cl线3Cl线2Cl线1Cl线0Cl线

类方法1----按制冷温度0FCCl4R20R30R40R50/CH4甲1FR11R21R31R41分类烷2FR12R22R32按正常蒸发温度t03FR13R23类和常温下的4FR14/CF4冷凝压力pk氢0H1H2H3H4H5H6H分为三种6FR116/C2F61）高温制冷5FR115R125乙4FR114R124R134/134a剂（或低压烷3FR113R123R143/143a制冷剂）：t0>0℃,p<2FR142bR152a类(2~3)kg/cm21FR141bR1612）中温制冷0FR160R170/C26剂（或中压6Cl线5Cl线4Cl线3Cl线2Cl线1Cl线0Cl线制冷剂）：CFCSHCFCSHFCS0℃>t0>-70℃,pk<(15~20)kg/cm23）低温制冷剂（或低压制冷剂）：-70℃t0,pk>20kg/cm238制冷剂多数是烷类物质，或衍生物，常见元素为C、、F、Cl，有的还有、、Br和S。正三角关系很好说明四种主要成分的组合方式：氟化物FC（氯化物，氟利昂）ClH（碳氢化合物）2.制冷剂分类方法2----按化学成份分1）甲烷系列（CH4）：R11、R22、R122）乙烷系列（C26）：R115、R125、R134a、R141b3）丙烷系列（C38）：R218、R227、R245fa4）丁烷系列（C410）：R365mfc、R338mcc、R600（丁烷）、R600a（异丁烷）；戊烷系列（C512）：R601（戊烷）、R601a异戊烷5）环状有机化合物：C270（环丙烷）、C318（八氟环丁烷）、C5（环戊烷）6）非共沸混合物：R404A、R407C7）共沸混合物：R502、R500、R5058）有机化合物（烃类、氧化合物、硫化合物）：R1150（乙烯）、R1270（丙烯）、R600a（异丁烷）、R610（乙醚）、R7146（六氟化硫）9）氮化合物：R630（甲胺）10）无机化合物：R718（水）、R744（二氧化碳）、R729（空气）11）不饱和有机化合物：3.制冷剂编号方法制冷剂除甲烷系列、乙烷系列外，还有其它许多系列，其它常见制冷剂见下表，摘自国家有关标准。39丙烷、丁烷、混合型和其他制冷剂R218八氟丙烷无机化合物共沸混合物

R227R704氦R500R12/152a

丙R236R717氨R501R22/12

烷R245fa五氟丙烷R718水R502R22/115

R254R728氮R503R23/13

R290丙烷R729空气R504R32/115

R329九氟丁烷R744二氧化碳R505R12/31R338R764二氧化硫R506R31/114丁R347R507AR125/143a烷R356非共沸混合物R508AR23/116

R365mfc五氟丁烷R400R12/114R508BR23/116

R600丁烷R401AR22/152a/124R509AR22/218

R600a异丁烷R401BR22/152a/124R601戊烷R401CR22/152a/124R601a异戊烷R402AR125/290/22其R610乙醚R402BR125/290/22RXXX它R611甲酸甲酯R403AR290/22/218氟个数R630甲胺R403BR290/22/218氢个数加1R631乙胺R404AR125/143a/134a碳个数减1R1150乙烯R407AR32/125/134aRefrigerant40R1270丙烯R416AR134a/124/6004.常见制冷剂主要参数表常见制冷剂主要参数制冷剂大气相对分子标准沸点临界温度临界压力凝固点寿命ODPGWP/a质量Tb/ºCTc/ºCpc/MpTf/ºC备注R114514600137.3723.71984.41-111还是常见的发泡剂R121000.8210600120.96-29.8111.54.14-158R5020.2214500111.63-45.380.74.02R2211.90.034170086.47-40.896.24.49-160R141b9.30.086700116.9532204.24.25美国和日本认可的发泡剂R125290.03400120.02-48.166.23.63-103.15R134a13.80.01300102.03-26.1101.14.06-96.6R404A0.0380097.6-46.672.13.74滑移温度0.78ºCR245fa7.20.0950134.0515.1154.14.43R365mfc110.0850148.0740.2187.72.75美国推崇的无氟发泡剂R600a0.0约2058.12-11.7134.73.64-160R7170.0<117.03-33.3132.311.34-77.7R7280.028.01-198.8-146.90.03-210R744>500.0144.01-78.431.17.38-56.6527kPa下测凝固点5.常见氟里昂制冷剂特性表常见氟利昂制冷剂的特性表41项目R12R22R502分子式CCl2F2CHClF2R22/R115分子量120.9286.48111.64标准沸腾温度/ºC-29.8-40.8-45.61.5MPa下冷凝温度/ºC59392.0MPa下冷凝温度/ºC74.551凝固温度/ºC-158.2-160-对润滑油的溶解性极易溶能溶易溶可燃可爆性无无无毒性等级65a5~6使用温度/ºC10~-4010~-50-10~-50使用场合冰箱、冷柜、汽车空调空调、商用冷柜冷库、低温制冷机组、空调、超市展示柜、冷藏车6.氟里昂制冷剂替代方案1）R12替代大致有R134a、碳氢化合物R600a及其混合物、二元或三元混合物。替代对照表如下：制冷剂R12R134a结论安全分类A1A1相当ODP0.820对臭氧层破坏变好（100年）81001300温室效应变轻摩尔质量120.91102.03相当42正常沸点/℃-29.8-26.1蒸发压力/MPa0.1290.115略低冷凝压力/MPa1.3521.457略高压比10.4612.85高排气温度/℃145.7134.9低质量制冷量（相对值）11.25上升，可节约制冷剂COP10.979略低容积制冷量（相对值）10.932略低临界温度/℃112101.1临界压力/MPa4.144.0624℃饱和液密度/kg.m-31314.41210.1容积制冷量减少，系统容积及压缩机排24℃饱和气密度/kg.m-335.8631.36气量要增加24℃气化潜热/kJ.kg.-1139.89178.88单位质量制冷量增大，制冷剂用量减少24℃饱和液比定压热容/kJ.（kg.K）-10.9811.42024℃饱和气比定压热容/kJ.（kg.K）-10.7001.00624℃饱和气质量热容比1.2331.226压缩机排气温度降低24℃饱和液导热系数/mW.（m.K）-168.482.4好24℃饱和气导热系数/mW.（m.K）-19.9613.96好24℃饱和液黏度/μPa.s200.7215.4略差，换热管应重排，以减少压力损失24℃饱和气黏度/μPa.s13.3212.14好24℃表面张力/mN.m-1-8.38液相介电常数2.1（25℃）-43气相介电常数1.012（室温下饱1.099（25℃，0.5MPa）和）相对击穿强度（2=1）2.4（1atm，0.8~1.1电机绝缘要好22.8℃）在水中溶解度/%280*10-41500*10-4（298.15K,0.1MPa）易溶于水（298.15K，0.1MPa）在制冷剂中水的溶解度/%90*10-4（298.15K）2800*10-4（298.15K）易吸水，干燥器分子筛剂量应加大压缩机润滑油矿物油酯类油（POE）或聚二醇类油（PAGs）分子直径/10-10m4.44.2小，容易渗透，干燥剂孔要小分子筛干燥剂XH-5XH-7或XH-9剂量也要加大相同冷柜采用不同制冷剂时系统配置的特点见下表制冷剂R12R134aR600a系统配置压缩机汽缸大小标准+10~15%+65~70%压缩机标准噪音略大外型尺寸不变压缩机电机标准效率要提高功率不变冷媒量标准减少5~10%减少60%，灌注机精度要提高蒸发器标准规格可用，要求清洁度高可用，要做匹配实验冷凝器标准规格可用，要求清洁度高可用，要做匹配实验44毛细管标准直径不变，长度增加基本不变，要做实验系统含水量限制标准总体<=50mg/m3不特别要求压缩机<=100mg/m3酯类油<=60mg/m3系统暴露时间标准压缩机拔塞不超过10分钟，其他部不做特别要求件打开不超过15分钟抽真空时间标准>=45分钟>=20分钟干燥过滤器XH5/6XH7或XH9，增重20%XH-9蒸发压力（MPa）0.1290.1150.063冷凝压力（Mpa）1.3521.4570.76压比10.4612.8512检漏要求标准提高精度，氦质谱检漏法比较合适用不超过0.8MPa的氮气检漏，然后用肥皂水检漏。其他标准系统和维修禁用氟橡胶启动继电器用PTC，冷媒灌注和翻修场地的抽风至少15次/小时2）R22替代比较成熟的替代方案有：R407C、R410A，其它也有R134a、R290、THR03等，下表列出R22在作为空调制冷剂时与替代材料的对比：制冷剂R22R407CR410A摩尔质量86.4786.272.58正常沸点/℃-40.8-43.8-51.6蒸发压力/MPa625.3632.0996.1冷凝压力/MPa2152.32316.63350.8压比3.443.673.3645排气温度/℃107.896.8102.9质量制冷量（相对值）10.9941.42COP（相对值）11.030.92临界温度/℃96.287.372.5临界压力/MPa4.994.634.9524℃饱和液密度/kg.m-31194.61149.8（1.1Mp）1066.1（1.6Mp）24℃饱和气密度/kg.m-343.1247.37（1.1Mp）63.65（1.6Mp）24℃气化潜热/kJ.kg.-1183.37188.52（1.1Mp）188.81（1.6Mp）24℃饱和液比定压热容/kJ.（kg.K）-11.2541.512（1.1Mp）1.679（1.6Mp）24℃饱和气比定压热容/kJ.（kg.K）-10.8751.116（1.1Mp）1.285（1.6Mp）24℃饱和液导热系数/mW.（m.K）-186.286.26（25℃）79.4（25℃）24℃饱和气导热系数/mW.（m.K）-110.9413.14（25℃）15.44（25℃）24℃饱和液黏度/μPa.s167.7164.3（25℃）121.23（25℃）24℃饱和气黏度/μPa.s12.6312.83（25℃）13.85（25℃）24℃表面张力/mN.m-115.77（-26℃）7.085.887（25℃）液相介电常数2.10（25℃）气相介电常数1.0035（25.6℃，50.7kPa）相对击穿强度（2=1）1.3（1atm，22.8℃）压缩机润滑油矿物油酯类油脂类油分子筛干燥剂XH-5XH-10或XH-11XH-10或XH-11R22和R404A由于标准蒸发温度很低，因此还大量在冷冻柜上作冷媒。在冷冻柜上，取-24℃时的压力作为蒸发压力，55℃时的压力作为冷凝压力，两者的压比均在10左右。46作为冷冻柜制冷剂，R22的替代物是R404A，同R502的最终替代。3）R502替代过渡性替代物有：R402A、R402B、R408A、THR04最终替代物有：R507A、R404A、R407A、R407B4）不同制冷剂的蒸发温度比较常用制冷剂绝对压力和蒸发温度对比绝对压力(Mpa)R12R22R152aR290R134aR404AR600aR7170.04-49-59-43-58.8-45-64.18-33-50.60.06-42-51-36-52-37-56.87-24-43.30.08-35-45.5-29.3-48-32-51.3-17.5-37.60.10-29.75b-40.8-24.02-42.08-26.07-46.48-11.61-33.330.12-25.8-37-19.9-38.2-22.2-42.87-7-29.90.14-21.9-33.5-16.4-34.3-18.7-39.47-3-26.50.16-18.4-30.6-15.2-31.2-15.5-36.421-23.70.18-15.4-27.7-10.3-28.2-12.5-33.664-21.60.20-12.2-25-7.8-25.5-10-31.137.1-18.80.24-7-20.5-2.6-20.5-5.4-26.6112.6-14.40.3-0.05-14.63.3-14.40.8-20.8019.5-9.30.408.1-6.512.2-5.59-12.8429.5-1.90.6022.15.825.27.921.6-0.65459.30.803315.835.318.131.68.775617.2471.004223.443.82739.516.5766251.2049.830.25134.546.223.2774.5311.4056.136.5574152.429.188236.21.6062.241.963.14757.934.4988.5411.8067.946.767.95462.839.3294.745.32.0074.851.372.557.267.543.76100.549.32.4082.659.581.56775.651.71110.8565）常用制冷剂几种重要参数比较制冷剂-24℃蒸发压力（Mpa）55℃冷凝压力（Mpa）压比热效率COP质量制冷量（相对R12）相对R12可减少冷媒（％）备注R120.1291.35210.46110R134a0.1151.45712.850.9791.2510～20R600a0.0630.76121.012.1850～60R220.212.1523101.1～1.32.0940R404A0.262.610R407C0.242.4810R410A0.343.4210R152a0.1011.3113R1250.292.89.5R320.353.51048五、制冷剂灌注及检漏1.冷媒灌注量的确定制冷剂的灌注量只与系统的容积有关，这一点是得到公认的，但至今没有很权威的计算方法。下表是冷柜采用R12作为冷媒时的灌注量，采用R134a时应适当减量。表5-1普通家用冷柜中R12冷媒灌注量(冷冻)冷柜容积（L）R12冷媒灌注量（g）备注10080~100冷媒不是越多越好，特别是双系统设备，200100~120宁少勿多。300120~140400140~180由于大型冷柜没有列出，所以实用性不大，下面是星星冷柜不同产品冷媒注入量摘录表。表5-2立式厨房冷柜冷媒灌注量(R12)高温立柜R12灌注量(g)中温立柜R12灌注量(g)低温立柜R12灌注量(g)G0.5\0.6F600Z0.5\0.6F600D0.5\0.6450G1.0F650Z1.0F650D1.0680G1.2F730Z1.2F730D1.2700G1.6F750Z1.6F750D1.6800G248290Z0.5L2450D2.0600*2G318310Z1.0L4510Z1.6L668049KZ1.00E4490KZ1.60E4420*2表5-3工作台式厨房冷柜冷媒灌注量(R12)高温台柜R12灌注量(g)中温台柜R12灌注量(g)低温台柜R12灌注量(g)TG0.35390TZ306E2380TD0.3F430TG0.4\0.5400TZ406E2380TD0.4F460TZ0.3390TZ0.4400TG0.4F450TZ0.4F450R22比R12的用量少10%~20%表5-4外贸立式柜加液量高温立柜冷媒灌注冷媒灌注低温立柜灌注量(g)冷媒灌注量(g)冷媒BC-49080R134aBD-580120R404AD368BM480R134aD368BMF480R134aD368BMF510R404AD768BM2600R134aD768BM2F900R134aD768BM2F900R404ADN650TN600R134aDN650BT580R404ADN1410TN680R134aDN1410BT860R404A502010R600R134a2010F580R404A2020R850R134a2020F580R404A2030R1050R134a2030F800R404ACFD-1RR550R134aCFD-1FF500R404ACFD-2RR630R134aCFD-2FF850R404A2.冷媒灌注合适与否的判定方法在试制时，如果系统上有压力表，可以通过压力表读数了解冷媒灌注是否合适。一般来说可以通过观察法确认冷媒注入量是否合适，总结为“两看、三摸”法。一看制冷剂冲注压力：制冷系统低压压力的高低，与制冷剂充注量密切相关。制冷剂过多，低压端压力就高，蒸发温度就高；反之，蒸发温度就低。但不同季节低压压力应控制在不同数值：夏季低压压力控制在0.05~0.07MPa；春秋季低压压力控制在0.03~0.05MPa；冬季低压压力控制在0.02~0.04MPa。二看蒸发器结霜情况：冷柜正常充注冷媒后，经1~2小时的运行，蒸发器全部结霜层均匀而光滑，湿手触摸霜层有“粘手”感觉。有时会看到靠近蒸发器一端200mm的回气管有结霜情况，回气管内藏时，在露出箱体到压缩机之间的部分有发冷和微霜可判断为充注正常，一般回气管的外露部分温度在15~32度之间为恰当，过冷和过热都不好。制冷剂过多时，蒸发器上结浮霜。双温冷柜的冷冻箱达不到设计要求。制冷剂充注不足时，蒸发器上结霜不均匀，甚至只有部分结霜。对于制冷剂先进入冷藏蒸发器的冷柜，会出现冷藏室温度低，而冷冻室温度降不下来的情况。如果看到回气管结霜过多，则制冷剂充注过多，应该放掉一些；反之，制冷剂沿着制冷剂流向，看到蒸发器结霜不满，则为充注量不足，应该再补加充注。一摸冷凝器温度。充注制冷剂后，冷柜运行30分钟左右，沿制冷剂流向触摸冷凝器，正常时在夏季应感到它上部剧热火烫，中部较热，下部温热。若制冷剂过量，则冷凝器大部分管道发烫。若制冷剂不足，则冷凝器上部不太烫，仅温热。51如果发现下部或中部发凉，温差不大，则可判断系统抽真空不良。如果开始冷凝器发烫，但运行1小时后又变凉，则系统出现了冰堵或脏堵，制冷系统管道被堵塞了。二摸低压回气管上的温度。回气管有凉感，说明充注量合适，发热则不足；结霜则过量。三摸干燥器和毛细管上的温度。充注准确，干燥器上有热感；若过热则充注量过量；若不热则充注量不足。毛细管进口处管道上的温度略高于干燥过滤器上的温度。在双回路制冷系统中，如果把握不准充注量，那么宁少，不要多，因为多比少对制冷的影响会更大。3.检漏检漏分为部件检漏和系统检漏，检漏的方法有：水检、泡沫检、电子卤素检漏仪检、氦检漏仪检。1）水检主要是对蒸发器和冷凝