制冷空调自动化课件

第一講製冷技術概述什麼是製冷技術？製冷技術就是研究人工冷卻的一門科學。研究內容包括：製冷過程、製冷過程熱力學和傳熱學原理，以及製冷機器與設備的製造、性能、操作與控制、故障診斷與維修技術等。目前製冷技術實際上是一門非常綜合性的學科，涉及到多個領域。第一節製冷技術發展的歷史我國早在三千年前的周朝———人們利用天然冰來冷藏食品和製作飲料

《詩經》:“二之日鑿冰沖沖,三之日納入淩陰”漢書•《周禮》中記載了:

周朝專管冰的官史——淩人春秋戰國和秦漢時期:天然用冰製冷技術有了較大的發展

《漢書》上載道:春秋時期，秦國皇宮造有一座冰宮魏國曹植在《大暑賦》中有:“積素冰於幽館，氣飛積而為霜”

人類“製冷技術”的發展，經歷了“自然冷卻”和“人工製冷”兩個階段。秦漢以後:冰的應用範圍逐步擴大唐朝，在長安市場出現了一種有名的冷飲：槐葉冷淘“青青高槐葉，採摘付中櫥，經齒冷於雪，勸人投此珠”———杜甫元朝:飲料生產技術已相當發達義大利著名旅遊家——馬可.波羅，曾來我國長期居住，並把飲料生產技術帶回義大利，傳向歐洲。近代現代：自然冷卻技術的在各領域得到全面發展冰鎮啤酒、飲料，冰凍魚肉地窯、山洞的綜合運用發動機、機床的水冷卻電風扇、水空調1755年化學家庫侖在愛丁堡利用乙醚蒸發製造出冰——人類首次人工製冷1834年美國發明家波爾斯在倫敦造出了第一臺以乙醚為工質的蒸汽壓縮機1844年美國醫生高裏在弗羅裏達州利用剛發明的制冰機造出了第一臺空調器，並於1851年獲得美國專利（No8080#）1910年第一臺以氨為工質的冰箱問世1920年美國開利公司製造出第一臺開啟式壓縮機的臥式櫃型空調器1930年第一臺以氟利昂為工質（R-12)的製冷機問世1951年第一臺窗式空調器正式問世1964年我國第一臺“雙鹿”牌——窗式空調器問世80年代末我國電冰箱產量占全世界第一位90年代中我國空調器產量占全世界第一位第二節製冷的主要方法及分類相變製冷－蒸汽壓縮，吸收式製冷，吸附式製冷氣體絕熱膨脹製冷氣體渦流管制冷熱電製冷磁製冷太陽能製冷熱管制冷脈管制冷等等1.主要方法分類蒸汽壓縮以及吸收式製冷氣體絕熱膨脹製冷渦流製冷熱電製冷磁熱效應-磁製冷磁熱效應：

利用磁致冷材料的磁熱效應(基本原理是磁性材料的磁化放熱和退磁吸熱)。基於材料的磁熱效應和一定的熱力流程可以構成磁製冷迴圈。永磁體驅動室溫磁製冷原理樣機2.製冷技術的分類：絕對溫度T（K）=攝氏溫度t(℃）+273華氏溫度F（℉

）=1.8×攝氏溫度t(℃）+32製冷技術一般按溫度範圍來劃分，可分為：120K（-153℃）以上———

普通製冷

120K~20K（-153℃~-253℃）———

深溫製冷120K~20K（-153℃~-253℃）———

深溫製冷

20K~0.3K（-253℃~-273℃）———

低溫製冷

0.3K（-273℃）以下———超低溫製冷圖1-17低溫溫度範圍

第三節製冷技術應用1.空氣調節2.人工環境3.食品冷凍與冷凍乾燥4.低溫生物醫學技術5.低溫電子技術6.機械設計7.紅外遙感技術8.加工過程9.材料回收10.火箭推力系統與高能物理製冷在空調中的作用(1)幹式冷卻

(2)減濕冷卻

(3)減濕與幹式冷卻混合方式

1.空氣調節圖1-26製冷與空調的關係

製冷和空調的關係相互聯繫又獨立用人工方法構成各種人們所希望達到的環境條件，包括地面的各種氣候變化和高空宇宙及其它特殊的要求。

2.人工環境與製冷有關的人工環境試驗有以下幾種(1)低溫環境試驗(2)濕熱試驗(3)鹽霧試驗(4)多種氣候試驗(5)空間模擬試驗根據對食品處理方式不同，食品低溫處理工藝可分3類：(1)食品的冷藏與冷卻(2)食品的凍結與凍藏(3)冷凍乾燥3.食品冷凍與冷凍乾燥低溫生物學-研究低溫對生物體產生的影響及應用的學科。

低溫醫學-研究溫度降低對人類生命過程的影響，以及低溫技術在人類同疾病作鬥爭中的應用的學科。低溫生物醫學-低溫生物學和低溫醫學的統稱。

典型應用例子

(1)細胞組織程式冷卻的低溫保存(2)超快速的玻璃化低溫保存方法(3)利用低溫器械使病灶細胞和組織低溫損傷而壞死的低溫外科。4.低溫生物醫學技術微波激射器

必須冷到液氮或液氦溫度,以使放大器元素原子的熱振盪不至於嚴重干擾微波的吸收與發射。超導量子干涉器即SQUIDs,被用在相當靈敏的數字式磁力計和伏安表上。在MHD系統、線性加速器和托克馬克裝置中，超導磁體被用來產生強磁場。5.低溫電子技術運用與超導電性有關的Meissner效應,用磁場代替油或空氣作潤滑劑,可以製成無磨擦軸承。在船用推進系統中,無電力損失的超導電機已獲得應用。偏差極小的超導陀螺也已經被研製出來。時速500km/h的低溫超導磁懸浮列車已經在日本投入試驗運行。6.機械設計

採用紅外光學鏡頭可以拍攝熱源外形，並可以對熱源進行跟蹤。一些紅外材料往往工作在120K以下的低溫下，使得熱源遙感信號更為清晰，為了拍攝高靈敏度的信號往往需要更低的溫度。

一般紅外衛星需要70-120K的低溫，往往通過斯特林製冷機、脈衝管制冷機、輻射製冷器來實現。空間遠紅外觀測則需要2K以下的溫度，往往通過超流氦的冷卻技術來實現。

7.紅外遙感技術煉鋼時氧起到某些重要的作用。制取氨時也用到低溫系統。壓力容器加工時,將預成形的圓柱體放在冷卻到液氮溫度的模具中,在容器中充入高壓氮氣,讓其擴脹15%,然後容器被從模具中移開並恢復到室溫。使用這個方法,材料的屈服強度能增加4至5倍。

8.加工過程目前低溫技術是回收鋼結構輪胎中橡膠的唯一有效的方法，這種方法採用了低溫粉碎技術。利用材料在低溫狀態下的冷脆性能，對物料進行粉粹。低溫粉碎技術材料溫度降低到一定程度，材料內部原子間距顯著減小，結合緊密的原子無退讓餘地，吸收外力使其變形的能力很差，失去彈性而顯示脆性。9.材料回收低溫粉碎機生物低溫切片機所有大型的發射的飛行器均使用液氧作氧化劑。太空船的推進也使用液氧和液氫。觀察研究大型粒子加速器產生的粒子的氫泡室要用到液氫。10.火箭推力系統與高能物理LHC-CERN27km超導磁體過冷態超流氦冷卻第四節本課程的安排與要求（一）緒論

2學時（二）蒸汽壓縮式製冷原理

4學時（三）電冰箱及其控制技術

4學時（四）空氣調節原理

2學時（五）製冷空調新技術

2學時（六）考

查

2學時

課程安排第一章製冷熱工基礎第一節基本概念第二節製冷的熱力學基礎第三節製冷的傳熱學基礎第三節製冷的傳熱學基礎一、概述1.傳熱學是研究熱量傳遞規律的學科熱力學從一個平衡態到另一個平衡態傳遞的能量系統傳遞一定能量後的狀態變化

傳熱學傳熱速率 系統中的溫度分佈達到穩定或某個溫度所需的時間傳熱是自然界和工程領域普遍的傳遞過程，溫差存在通常就有熱傳遞，溫差是實現傳熱的前提條件或推動力。傳熱的目的不外乎以下三種：加熱或冷卻換熱保溫傳熱學—非平衡熱力學—平衡熱傳導(導熱，conduction)

由微觀粒子(分子、原子、離子和電子)的微觀運動傳遞熱量的過程。

金屬，自由電子的運動。固體分子晶體，分子的振動。非金屬原子晶體，原子的振動。晶格結構的振動，彈性波。離子晶體，離子的振動。液體，分子的不規則熱運動(布朗運動)，介於氣體與非金屬之間。氣體，分子的不規則熱運動(布朗運動)。熱對流(對流，convection)

由流體質點的宏觀運動傳遞熱量的過程。由於同時存在分子不規則熱運動，所以對流必然伴隨導熱。自然對流：宏觀運動由流體密度差引起，而密度差由溫度差引起。強制對流：宏觀運動由外力(泵、風機、位差、壓差等)引起。熱輻射(輻射，radiation)

由電磁波傳遞熱量的過程。2.傳熱基本方式(傳熱機理)導熱和對流早已認識熱輻射則在1830年發現紅外線才被認識1900年以前萌芽狀態Fourier定律

Newton

冷卻定律Stefen-Boltzman

定律1900-1945年（德國人時代）形成獨立的學科Nusselt,Schmidt,Prandtl,Pohlhausen熱—由溫差引起的能量傳遞自然界和生產技術中幾乎到處存在著溫差美國發現號太空梭升空土星5號火箭運動中的乒乓球尾流人造骨骼

兩類傳熱問題

強化傳熱

減少傳熱3.傳熱基本方程

熱流量Q：單位時間傳遞的熱量。

熱通量(熱流密度)q：單位時間通過單位面積傳遞的熱量。

傳熱方程：

Q=K·

t·

A·

JQ=K·

t·

AW

q=K·

tW/m2

熱阻R:

fRtKAtQ/D=D=1RtKtq/D=D=1

Rf——傳熱面上的總熱阻；

R——單位傳熱面上的熱阻。單位換算:1kcal=4.187kJ1kcal/h=1.163J/s=1.163W熱阻R：

Rf——傳熱面上的總熱阻；

R——單位傳熱面上的熱阻。單位換算1kcal=4.187kJ1kcal/h=1.163J/s=1.163WfRtKAtQ/D=D=1RtKtq/D=D=1引言簡介以導熱轉移能量導熱及粒子運動導熱的例子問題測試1230二、熱傳導1 為什麼煎鍋和鍋多數是用金屬制的，而它們的手柄是塑膠制的？

引言若手柄同樣是金屬制的話，整個煎鍋或鍋會變得太熱，難以使用。

若手柄同樣是金屬制的話，整個煎鍋或鍋會變得太重，難以使用。若整個煎鍋是金屬的話，它的售價將會很貴。

能量怎樣從火爐傳遞至鍋，再傳遞至食物？

0 簡介1 以導熱傳遞能量能量通過導熱由火爐

傳遞至鍋及

食物的。

1

研究熱怎樣沿金屬棒傳遞

觀察圖釘的變化實驗銅棒隔熱墊蠟圖釘2

那種物料能傳熱？

感覺一下那支棒的末端會首先變熱。

熱水玻璃木鐵銅實驗在三支金屬棒的末端加熱，看看哪一顆圖釘首先跌下來。

3

那種物料傳熱最快？

鋁銅鐵圖釘實驗4

水能傳熱嗎？

用一小塊鐵絲網把冰塊藏在大試管底部，慢慢向鐵絲網上面的水加熱，然後觀察冰塊有沒有熔解。

水鐵絲網冰大試管實驗5

空氣能傳熱嗎？

如圖中所示把紙管放近電暖爐，一會兒後讀取溫度計的讀數。溫度計紙管暖爐實驗把紙管垂直放置，讓紙管下端放近電暖爐，過一會兒再讀取溫度。5

空氣能傳熱嗎？

實驗實

驗

說

明：

不同物料傳導的速度也不同。

金屬（如：銅和鐵）是熱的良好的導體。

而非金屬（如：木、水和空氣）則是熱的絕緣體。

1、 以傳導轉移能量

熱借著傳導由較熱的部分傳遞至較冷的部分。

熱透過傳導由物體較熱的部分傳遞至物體較冷的部分，熱的導體傳導效能較高，熱的不良導體則較遜色。

1 以傳導轉移能量

2 傳導及粒子運動

根據分子運動論，

受熱的一端（粒子振動較激烈）

沒受熱的一端（粒子振動較慢）

固體粒子排列得十分緊密，

它們只會前後振動，但卻不能改變本身的位置。

振動快的粒子碰撞鄰近振動較慢的粒子，

受熱的一端（粒子振動較激烈）

沒受熱的一端（粒子振動較慢）

使它們加快振動。

能量轉移（由棒較熱的部分傳遞至較冷的部份。）

2、

傳導及粒子運動

a 怎樣保暖3 導熱的例子棉質衣物能困住身體周圍的空氣保暖。北極熊的毛皮困住空氣保暖。

3 導熱的例子a 怎樣保暖雀鳥的羽毛困住空氣保暖。

3 導熱的例子a 怎樣保暖b 熱還是冷？

即使金屬塊和木塊的溫度相等，但當我們接觸它們時，往往會感覺到金屬塊比較冷。

原因是金屬塊是熱的導體，較容易從我們手上帶走能量，

使我們感到冰冷。

3 導熱的例子1 在熱傳導中，熱以...2 下列那項是瓷磚地板...3 因為金屬是熱的良好...問題測試A 由高溫的地方傳至低溫的地方。

B 由低溫的地方傳至高溫的地方。

C 金屬和非金屬的傳熱方向不一樣。

Q1 在熱傳導中，熱以...在熱傳遞中，熱以哪個方向傳遞？

A 瓷磚地板溫度較低。

B 瓷磚是較好的導熱體。

C 木是較好的導熱體。

D 瓷磚的表面比木材光滑。

Q2 下列哪項是瓷磚地板...

下列那項是瓷磚地板比木地板冰冷的原因？

Q3 因為金屬是熱的良好...

導體因為金屬是熱的良好__

_

_

_所以煎鍋是由金屬製造的；相反地，因為塑膠是熱的，_________，所以煎鍋的手柄是用塑膠製造的。絕緣體如圖所示加熱兩支金屬棒。那一枝金屬棒先變熱？為什麼？例題

1棒的放置方法不同有影響嗎？

兩支金屬棒變熱的速度是一樣的。

能量透過傳導由較熱的一端傳遞至較冷的一端，不會受金屬棒的放置方法影響。二、熱傳導(1)溫度場

概念:各時刻物體中各點溫度分佈的總稱1.基本概念非穩態溫度場溫度場分類:按時間穩態溫度場按空間一維溫度場二維溫度場三維溫度場(2)等溫面和等溫線概念：在同一時刻，溫度場中溫度相同的點連成的面或線不中斷

特徵不相交沿等溫線(面)無熱量傳遞(3)溫度梯度等溫面法線方向的溫度變化率向量：n--等溫面法線方向的單位向量溫度梯度是向量，指向溫度增加的方向。

在直角坐標系中，溫度梯度可表示為分別為x、y、z

方向的偏導數;i、j、k

分別為x、y、z方向的單位向量。(4)熱流密度和熱流密度向量熱流密度向量:等溫面上某點，通過該點處最大熱流密度方向的熱流密度ntdAd

q

在直角坐標系中，熱流密度向量可表示為

qx、qy、qz分別表示q在三個座標方向的分量的大小。熱流密度：單位時間、單位面積上所傳遞的熱量2.導熱基本定律—傅裏葉定律傅裏葉(Fourier)於1822年提出了著名的導熱基本定律

——傅裏葉定律，描述導熱熱流密度向量與溫度梯度之間的關係。

對於各向同性物體

傅裏葉定律表明：

導熱熱流密度的大小與溫度梯度的絕對值成正比，其方向與溫度梯度的方向相反。

3.導熱係數導熱係數的一些特點:(1)對於同一種物質,固態的導熱係數值最大,氣態的導熱係數值最小；

(2)一般金屬的導熱係數大於非金屬的導熱係數；(3)導電性能好的金屬,其導熱性能也好；(4)純金屬的導熱係數大於它的合金；(5)對於各向異性物體,導熱係數的數值與方向有關；t=20℃

時溫度對導熱係數的影響：所有氣體的導熱係數均隨溫度升高而增大純金屬的導熱係數隨溫度的升高而減小一般合金和非金屬的導熱係數隨溫度的升高而增大大多數液體(水和甘油除外)的導熱係數隨溫度的升高而減小

在工業和日常生活中常見的溫度範圍內,絕大多數材料的導熱係數可以近似地認為隨溫度線性變化,表示為：多孔材料的導熱係數

絕大多數建築材料和保溫材料（或稱絕熱材料）都具有多孔或纖維結構(如磚、混凝土、石棉、爐渣等),不是均勻介質,統稱多孔材料。

多孔材料的導熱係數是指它的表觀導熱係數,或稱作有效導熱係數。

國家標準規定，溫度低於350℃時導熱係數小於0.12W/(m

K)的材料稱為保溫材料。保溫材料（或稱絕熱材料）：

多孔材料的導熱係數隨溫度的升高而增大。

多孔材料的導熱係數與密度和濕度有關。一般情況下密度和濕度愈大，導熱係數愈大。典型材料導熱係數的數值範圍純金屬

50--415W/m·K合金

12--120W/m·K非金屬固體

1--40W/m·K液體(非金屬)0.17--0.7W/m·K絕熱材料

0.03--0.12W/m·K氣體

0.007--0.17W/m·K4.通過肋壁的傳熱過程

tw2

tw1

0xt

h1

tf1

h2

tf2

對於兩側表面傳熱係數相差較大的傳熱過程，在表面傳熱係數較小的一側壁面上加肋（擴大換熱面積）是強化傳熱的有效措施。假設：

稱為肋面總效率。

聯立以上各式，可得ki、ko為以光壁面積和以肋壁面積為基準的傳熱係數稱為肋化係數。

合理選擇肋化係數

。

接觸熱阻：

由於固體表面之間不能完全接觸而對兩個固體間的導熱過程產生的熱阻，用Rc表示。

由於存在接觸熱阻，使兩個接觸表面之間出現溫差

接觸熱阻的主要影響因素：

(1)相互接觸的物體表面的粗糙度；

(2)相互接觸的物體表面的硬度；

(3)相互接觸的物體表面之間的壓力等。減小接觸熱阻的措施：拋光、加壓、添加薄膜等。電影《泰坦尼克號》裏，為什麼Jack凍死了，而Rose沒有？中央電視臺1999年9月5日的《科技博覽》指出：72℃的鐵和600℃的木頭摸上去的感覺是一樣的，您知道為什麼嗎？

思考題人造地球衛星返回地球時，為什麼會被燒毀？

冬天,棉被經過曬後拍打,為什麼感覺特別暖和?

住新房和舊房的感覺一樣麼？同樣是25℃的房子，為什麼夏天可以穿襯衫，而冬天卻要穿毛衣？改變暖氣片中的水流速度是否可以顯著地增強換熱？

為什麼耳朵大的人更容易生凍瘡?

大電流電線外所包的絕緣層，是否不利於電線散熱?用紙可以燒開水，你相信嗎？引言簡

介對

流對流和粒子運動對流的例子問題測試1230三、對流傳熱1 在涼茶店，涼茶通常用...2 在超級時常，有些冷藏櫃...引言引言1 在涼茶店，涼茶通常用玻璃塊蓋著。空氣是不良導體，為什麼還要這樣做？

避免灰塵跌進涼茶內保持涼茶溫暖讓顧客看清楚涼茶的模樣，以決定是否喜歡飲用

引言2 在超級市場，有些冷藏櫃是沒有櫃門的。這與涼茶店的做法剛好相反。為什麼？

方便顧客拿取食品。

冷藏櫃內的冷空氣下沉，就算沒有櫃門，食品也能保持冰冷。

為了降低冷藏櫃的製造成本。

以便擺放更多食品引言

你有否注意到...浸沒式電熱器安裝在電飯煲的底部0 簡介製冷機安裝在牆壁高處它們都是利用對流來傳遞熱的0 簡介1 水中的對流

小心地把紫色晶體放進裝滿水的燒杯中，晶體要放近燒杯邊。

實驗觀察燒杯內紫色的水怎樣流動。

2 空氣中的對流

實驗點燃蠟燭，把正燃燒冒煙的紙條放在卡紙的另一邊，觀察煙霧的運動。

觀察煙霧的運動。1 對

流實驗顯示：當燒杯底部的水遇熱，它會膨脹並上升，它原來的位置被從上面流下來的冷水補充。1 對流水這樣的流動稱為對流。這種熱的傳遞方式也稱為對流。

當空氣受熱，

它會膨脹並上升，

它原來的位置被上面流下來的冷空氣補充。

對流1 對流產生對流冷氣機吸入暖空氣，然後把暖空氣冷卻，

1 對流冷氣機放出的冷空氣下降，使暖空氣向上流動，

為什麼製冷機安裝在牆壁高處？

1 對流熱可以透過對流在流體(液體/氣體)中傳遞。

流體這樣的流動稱為對流。

流體受熱會膨脹並上升，它原來的位置被周圍較冷的流體取代。

2 對流和粒子運動

E在分子運動論裏，

液體中的粒子會緊靠在一起。

但它們沒有固定的位置。

E當液體中的粒子受熱後，

粒子會以較高速度移動。

較暖的流體膨脹

密度會比附近的較冷的流體低

較暖的流體上升

上面較冷的流體會下降補充較暖的流體

對流2 對流和粒子運動

夏季時，空氣對流形成了岸上的陸風和海風。

3 對流的例子

a 陸風和海風

暖空氣上升陸地上的暖空氣上升後，從海面上流入的冷空氣作補充風暖空氣膨脹暖空氣轉冷在日間，陸地吸熱較海洋快，

3 對流的例子

a 陸風和海風

b 蠟燭火焰的形狀

熱空氣上升火焰的形狀通常向上呈圓錐形...

因為對流時熱空氣向上流動的緣故。

3 對流的例子

1 對流不會在以下...2 試繪出當我們用電茶壺燒開水...3 當液體/氣體受熱...問題測試A 固體B 液體C 氣體Q1 對流不會在以下...對流不會在以下那種物態發生？

Q2 試繪出當我們煲水...試繪出當我們用電茶壺燒開水的對流情形。對流低Q3 當液體/氣體受熱...當液體/氣體遇熱，較熱的液體/氣體會膨脹，密度比周圍的液體/氣體

_______因而上升。

周圍較冷的液體／氣體會流過來替代熱的液體/氣體，形成______。

發生火警時，為什麼我們應儘量貼近地面爬行？

煙霧比周圍的空氣熱。

例題2它上升時，原來的位置隨即被周圍較冷的空氣取代。

煙霧對身體有害為避免吸入過量濃煙，應貼近地面爬行。

為什麼發生火警時應在地上爬行？

1.對流傳熱的分類三、對流傳熱當流體流過固體壁面時，通過流體且與壁面垂直的對熱流密度與壁面溫度和流體溫度的差成正比，即：或

式中：qx——局部對流熱流密度，W/m2；

Q——對流傳熱速率或熱流量，W；

S——與流體接觸的固體傳熱面積，m2；

x——局部對流傳熱係數，W/(m2

K)；

tw，Tw——分別為冷熱流體側的局部壁溫，K，

C；

t，T——分別為冷熱流體的有限空間內局部截面平均溫度或大空間中流體主流溫度，K，

C。

2.牛頓冷卻定律牛頓冷卻定律實質上是對流傳熱係數的定義式；對流傳熱係數表徵對流傳熱能力的參數；與流體物性及流動狀態等有關：自然對流

x

(W/m2.K)

空氣

1～10

水

200～1000

強制對流

氣體

20～100高壓水蒸氣

500～3500

水

1000～15000水的相變換熱

沸騰

2500～35000

蒸汽凝結

5000～250003.對流傳熱係數

x

牛頓冷卻公式：

=A

h(tw－tf)

4.流體有相變化時的對流傳熱係數(1)蒸汽冷凝的對流傳熱蒸汽是工業上最常用的熱源；在加熱時產生的熱量將水加熱汽化，使之產生蒸汽；蒸汽具有一定壓力，飽和蒸汽的壓力和溫度具有一定的關係；蒸汽在飽和溫度下冷凝成同溫度的冷凝水時，放出冷凝潛熱，供冷流體加熱。膜狀冷凝冷凝液體能潤濕壁面，在壁面上鋪展成膜，膜狀冷凝時蒸汽放出的潛熱必須穿過液膜才能傳遞到壁面上去，液膜層就形成壁面與蒸汽間傳熱的主要熱阻。若凝液籍重力沿壁下流，則液膜越往下越厚，換熱係數隨之越小。滴狀冷凝凝液不能完全潤濕壁面，在壁面上形成小液滴，且不斷成長變大，在非水準壁面上受重力作用而沿壁滾下，在下滾過程中，一方面會合、相遇液滴，合併成更大的液滴，一方面掃清沿途所有的液滴，使壁重新暴露在蒸汽中。沒有完整液膜的阻礙，熱阻很小，換熱係數約為膜狀冷凝的5~10倍甚至更高。1)蒸汽冷凝的方式

蒸汽流速和流向

蒸汽流動會在汽—液介面上產生摩擦阻力，若蒸汽與液膜流相同，則會加速液膜的流動，使液膜減薄，傳熱加快。不凝性氣體

蒸汽中含有不凝性氣體時，即使含量極微，也會對冷凝傳熱產生十分有害影響。例如水蒸汽中含有1%空氣能使給熱係數下降60%。不凝性氣體將會在液膜外側聚積而形成一層氣膜，冷凝器操作中及時排除不凝性氣體至關重要。過熱蒸汽

溫度高於其飽和溫度的蒸汽稱為過熱蒸汽，實驗表明，在大氣壓力下，過熱30℃的蒸汽較飽和蒸汽的給熱係數高1%，而過熱540℃的蒸汽的給熱係數高30%，所以在一定情況下不考慮過熱的影響，仍按飽和蒸汽進行計算。2)影響冷凝傳熱的其他因素工業上經常需要將液體加熱使之沸騰蒸發，如：在鍋爐中把水加熱成水蒸汽；在蒸發器中將溶劑汽化以濃縮溶液，都是屬於沸騰傳熱。大容積沸騰是指加熱面沉浸在具有自由表面的液體中所發生的沸騰現象，此時，液體的運動由自然對流和汽泡的擾動所引起的。強制對流沸騰是指液體在管內流動的過程中而受熱沸騰的現象，此時，汽泡不能自由升浮，而是受迫隨液體一起流動，形成汽—液兩相流動，沿途吸熱，直至全部汽化。(2)液體的沸騰傳熱圖示為垂直管內液體沸騰過程中出現的流動型態和傳熱類型；液體進入管內至開始產生汽泡為單相液體的無相變加熱過程，液體開始產生汽泡時，液體主體尚未達到飽和溫度，處於過冷狀態，稱為過冷沸騰；繼續加熱至飽和溫度時，進入泡狀沸騰區，形成泡狀流和塊狀流(汽泡匯合成塊)；隨著蒸汽含量的增加，大汽塊合併，在管中心形成汽芯，稱為環狀流；環狀液膜受熱蒸發，逐漸變薄，直至液膜消失，稱為蒸幹；對濕蒸汽繼續加熱，最後進入幹蒸汽的單相傳熱區。(3)管內沸騰傳熱引言以輻射轉移能量良好和不良的吸熱體及輻射體輻射傳熱的例子問題測試123四、輻射傳熱1 太陽的能量怎樣傳遞...2 你在炎熱的夏天會穿什麼衣服...引言太陽的溫度很高，它把周圍的空間加熱，變熱了的空間再把能量傳遞到地球。

從太陽來的能量是透過對流傳至地球的。

從太陽來的能量直接傳至地球，不經任何介質。

1

太陽的能量怎樣傳遞至地球？

引言白色或淺色的衣服深色的衣服

銀色衣服

厚衣服

2 你在炎夏會穿以下哪種衣服？

引言我們感到溫暖！

不！能量並不是透過傳導傳遞的，原因是空氣是熱的不良導體。

1 以輻射轉移能量

能量是否透過傳導由電暖爐傳遞至我們的雙手呢？

能量是經由輻射傳遞的。

1 以輻射轉移能量太陽能便是穿過寬廣的太空(真空)傳遞過來的。

1 以輻射轉移能量暖的物體會放出能量。

較暖的物體，此輻射稱為紅外輻射

(IR)

會輻射較多的能量。

肉眼無法看見的。

當我們吸收到紅外輻射時，我們就會感到溫暖。

1 以輻射轉移能量電能可見光發熱線+電暖爐的發熱線釋放出光和熱，它的溫度高得不但能放出紅外輻射，還能放出可見光。

IR1 以輻射轉移能量電能可見光發熱線+IR它發光我們感到溫暖物體能放出紅外輻射傳遞能量。

1 以輻射轉移能量1 不同表面吸收輻射的能力

鋁箔

塗黑了的鋁箔

實驗~10cm~10cm那塊鋁箔的表面吸收輻射的能力較強？

燃料儲存缸塗上銀色

用以反射由太陽而來的能量

使儲存缸不會過熱

日常應用：2 良好和不良的吸熱體及輻射體

3 輻射傳熱的例子

保溫瓶能保持食物溫暖或冰冷，

a 保溫瓶(真空壺)

減低空氣與環境之間因傳導、對流，

及輻射而產生的熱交換。

蓋

塑膠/木塞

絕緣體的支架

減少由傳導和對流所散的熱

減少由傳導和對流所散發的熱量

a 保溫瓶(真空壺)

外鍋

內鍋

真空煲

真空煲也是以相同原理運作的。

良好的傳導

首先以內鍋烹調，

然後放入絕緣的外鍋內保溫，期間不須用火加熱。

保溫真空鍋

由鋁製成

絕緣

a

保溫瓶(真空煲)

內蓋和外蓋

(減少由傳導和對流所散的熱)

隔熱手柄

a

保溫瓶(真空壺)

真空煲

真空絕緣體外鍋銀色的鋼壁

(減少由輻射所散的熱)

(外鍋由兩層中間是真空的鋼組成，減少由傳導和對流所散的熱。)

內鍋a

保溫瓶(真空煲)

真空煲

3 輻射傳熱的例子

b 溫室允許從太陽而來的輻射穿過。

輻射進入溫室令地板及室內的空氣溫度上升。

玻璃牆壁玻璃屋頂b 溫室

紅外輻射很難從溫室逃走

保持溫室溫暖

暖空氣及地皮釋放紅外輻射

紅外輻射不能輕易穿過玻璃

在寒冷的日子，植物也能正常地生長。

大試管溫度計10cm10cm如圖中所示安排實驗裝置。

實驗記錄溫度計A及B的讀數。

開啟燈泡，在20分鐘（或更久）之後，再讀取溫度。

那支溫度計的讀數上升得較顯著？

實驗關掉燈泡，在大約20分鐘後再讀取溫度。

那支溫度計的讀數下降得較顯著？

實驗1 太空人透過以下...2 為什麼冰箱背面...3 黑色的物體是良好的...問題測試A 熱傳導B 熱對流C 熱輻射Q1 太空人透過以下...太空人透過以下那個過程散熱？

A 黑色的物體較易透過傳導散熱。

B 黑色的物體較易透過輻射散熱。

C 黑色的物體較易透過對流散熱。

Q2 為甚麼冰箱背面...為甚麼冰箱背面總是黑色的？

黑色的物體是良好的輻射______。所以，如果我們在冬季穿黑色衣物會感到較_______。

吸收體暖Q3 黑色的物體是良好的...夏季校服通常是淺色的，

例題3而冬季校服則是深色的。你知道原因嗎？

衣服的顏色原因是在太陽的照射下，淺色衣服比深色衣服經由輻射所吸收的能量少。例題3衣服的顏色冬季校服則使學生感覺溫暖

夏季校服使學生感覺涼快

四、輻射傳熱1.基本概念不直接接觸的兩物體可以不依賴任何介質而傳遞輻射熱；通常把物體發射輻射能以及輻射能的傳播成為輻射；若輻射能由與物體溫度有關的熱能轉換而來，則為熱輻射。熱射線在物理本質上與光射線一樣服從反射和折射定律。當物體發射的輻射能投射到另一物體的表面上時，一部分被物體吸收(QA),一部分被反射回去(QR),一部分透過物體(QD),其中被吸收的這部分可以轉化為熱能。(1)輻射產生的原因和特點1)投射在物體上輻射能的分佈(2)斯蒂芬—波爾茨曼定律黑體的輻射能力與絕對溫度的4次方成正比。高溫下輻射傳熱成為主要的傳熱方式。E—物體的輻射能力，單位時間內物體單位面積發射總輻射能，單位：W/m2。C0黑體輻射係數，C0=5.67W/(m2·K4)。黑體輻射能力Eb與絕對溫度T關係為：任何物料輻射能力與吸收率之比恒等於同溫度下黑體輻射能力

C=AC0——灰體的輻射係數。對於實際物體：A<1,C<C0。將黑體作為輻射計算的比較標準。黑度灰體輻射能力與同溫度下黑體輻射能力之比，以ε表示：結論：黑體的輻射能力最大，物體吸收率越大，輻射能力越強。上式即為克希霍夫定律。(3)克希霍夫定律設有兩塊相距很近的平行平板；若板1為灰體，其輻射能力、吸收率和溫度分別為E1、A1和T1；板2為黑體，其輻射能力，吸收率和溫度分別為E2(=Eb)，A2(=1)和T2，且T1>T2；板1發射的能量為E1，獲得的能量為A1Eb，其差額即淨的輻射傳熱量q=E1-A1Eb；當兩個物體溫度相等時，輻射傳熱達到平衡狀態，即q=0，也即E1=A1Eb或E1/A1=Eb，則得：比較得A=ε，即同一溫度下，物體的黑度在數值上等於它的吸收率。上式為灰體輻射能力的計算公式，為求灰體的輻射能力，需知灰體的黑度。黑度值可以通過實驗測定，其值與材料的性質，溫度和表面狀況有關，常用材料的黑度列於表中。材料溫度[℃]ε紅磚200.93耐火磚—0.8~0.9鋼板(氧化的)200~6000.8鋼板(拋光的)940~11000.55~0.61鋁(氧化的)200~6000.11~0.19鋁(拋光的)225~5750.039~0.057銅(氧化的)200~6000.57~0.87銅(拋光的)—0.03鑄鐵(氧化的)200~6000.64~0.78鑄鐵(拋光的)330~9100.6~0.7某些工業材料的黑度本章結束！第二章製冷技術第一節蒸氣壓縮式製冷原理第二節製冷工質一、物體的三種狀態溫度℃熱量kcal/kg-4001002080100539液化點液化熱汽化熱沸點凝固熱溶解熱水點凝固點顯熱顯熱顯熱1個大氣壓下水的三態圖第一節蒸氣壓縮式製冷原理如：冰融解為水80kcal/kg（335kJ/kg)1.固體液體溶解2.固體氣體昇華如：乾冰(CO2)152kcal/kg（636kJ/kg)固體轉化為液體或氣體存在二個問題：1.潛熱量較小2.連續工作困難1kcal=4.187kJ3.液體氣體沸騰（蒸發）如：水汽化為水蒸汽539kcal/kg（2253kJ/kg)蒸發與沸騰均為汽化過程，但兩者有明顯區別：蒸發——在任何壓力、溫度下都能進行，局限在表面的液體轉變為氣體，能量轉化能力弱沸騰——只有達到與一定壓力相對應的一定溫度時才能進行，能量轉化能力強

1.0001000.480800.095450.0096

不同壓力下，沸點不同，並有一一對應關係水在低大氣壓下的沸騰，可以達到製冷目的

大氣壓力（ata）水的沸點（℃）二、壓焓圖（lgp-h圖）343'122'1'●●lgph(kcal/kg)(kgf/cm2)壓焓圖過冷液體區濕飽和區蒸汽過熱蒸汽區●●●●●PoPkh3h4h1h2tktktotot排氣t排氣t過冷t過冷￭飽和液體線飽和蒸汽線臨界點(幹度x=0)(幹度x=1)(幹度0<x<1)壓焓圖(lgp-h圖)上的內容飽和液體線(x=0)幹飽和蒸汽線(x=1)等幹度線(x)等壓線(p)等溫線(t)等比焓線(h)等比熵線(s)等比體積線(v)8條曲線，6個參數溫度與壓力互不獨立6個參數中任意2個

——可確定1個狀態點蒸氣壓縮式製冷系統結構343'122'1'●●lgph(kcal/kg)(kgf/cm2)製冷迴圈壓焓圖過冷區飽和區過熱區●●●●●PoPkh3h4h1h2tktktotot排氣t排氣t過冷t過冷1-2：壓縮機作絕熱等熵壓縮過程；2-3：冷凝器作等壓散熱過程；3-4：節流閥作等焓減壓過程；4-1：蒸發器作等壓吸熱過程。蒸汽壓縮式製冷的熱力學四個過程第二章製冷技術第一節蒸氣壓縮式製冷原理第二節製冷工質第二節製冷工質一、製冷劑的發展、應用與選用原則只有在工作溫度範圍內能夠汽化和凝結的物質才有可能作為製冷劑使用。

乙醚是最早使用的製冷劑。1866年威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作製冷劑。1870年卡爾·林德(CartLinde)用NH3作製冷劑。1874年拉烏爾·皮克特(RaulPictel)採用SO2作製冷劑。SO2和CO2在歷史上曾經是比較重要的製冷劑。SO2毒性大，但作為重要製冷劑曾有60年曆史。CO2在使用溫度範圍內壓力特高，致使機器極為笨重，但它無毒使用安全。曾在船用冷藏裝置中作製冷劑達50年之久，1955年才被氟里昂所取代。1.熱力學性質方面2.遷移性質方面(1)工作溫度範圍內有合適的壓力和壓力比。(2)單位製冷量q0和單位容積製冷量qv較大。(3)比功w和單位容積壓縮功wv小，迴圈效率高。蒸發壓力≧大氣壓力冷凝壓力不要過高冷凝壓力與蒸發壓力之比不宜過大

(4)等熵壓縮終了溫度t2不能太高，以免潤滑條件惡化或製冷劑自身在高溫下分解。(1)粘度、密度儘量小。(2)導熱係數大，可提高傳熱係數，減少傳熱面積。製冷劑的要求3.物理化學性質方面4.其他(1)無毒、不燃燒、不爆炸、使用安全。(2)化學穩定性和熱穩定性好。(3)對大氣環境無破壞作用。原料來源充足，製造工藝簡單，價格便宜。二、製冷劑命名製冷劑按其化學組成主要有三類無機物氟里昂碳氫化合物字母“R”和它後面的一組數字或字母表示製冷劑根據製冷劑分子組成按一定規則編寫1.無機化合物2.氟里昂和烷烴類簡寫符號規定為R7()()括弧中填入的數字是該無機物分子量的整數部分。簡寫符號規定為R(m-1)(n+1)(x)B(z)數值為零時省去寫，同分異構體則在其最後加小寫英文字母以示區別。正丁烷和異丁烷例外，用R600和R600a(或R601)表示編寫規則製冷劑的簡寫符號3.非共沸混合工質簡寫符號為R4()()括弧中的數字為該工質命名的先後順序號，從00開始若構成非共沸混合工質的純物質種類相同，但成分含量不同，則分別在最後加上大寫英文字母以示區別4.共沸混合工質簡寫符號為R5()()括弧中的數字為該工質命名的先後順序號，從00開始5.環烷烴、鏈烯烴以及它們的鹵代物簡寫符號規定：環烷烴及環烷烴的鹵代物用字母“RC”開頭，鏈烯烴及鏈烯烴的鹵代物用字母“R1”開頭，其後的數字排寫規則與氟里昂及烷烴類符號表示中的數字排寫規則相同。表1製冷劑符號舉例

化合物名稱分子式m、n、x、z值簡寫符號一氟三氯甲烷CFCl3m=1,n=0,x=1R11二氟二氯甲烷CF2Cl2m=1,n=0,x=2R12三氟一溴甲烷CF3Brm=1,n=0,x=3,z=1R13B1二氟一氯甲烷CHF2Clm=1,n=1,x=2R22二氟甲烷CH2F2m=1,n=2,x=2R32甲烷CH4m=1,n=4,x=0R50三氟二氯乙烷C2HF3Cl2m=2,n=1,x=3R123五氟乙烷C2HF5m=2,n=1,x=5R125四氟乙烷C2H2F4m=2,n=2,x=4R134a乙烷C2H6m=2,n=6,x=0R170丙烷C3H8m=3,n=8,x=0R290為簡單定性判別製冷劑對臭氧層的破壞能力

將氯氟烴類物質代號中的R改用字母CFC氫氯氟烴類物質代號中的R改用字母HCFC氫氟烴類物質代號中的R改用字母HFC碳氫化合物代號中的R改用字母HC，數字編號不變三、製冷劑的物理化學性質及其應用1.安全性(1)毒性

雖然一些氟里昂製冷劑其毒性都較低，但在高溫或火焰作用下會分解出極毒的光氣。表2製冷劑的毒性指標給出常用製冷劑TLVs或AEL值製冷劑代號TLVs或AELppm·hr製冷劑代號TLVs或AELppm·hr製冷劑代號TLVs或AELppm·hr111000124500290100012100012510005001000221000134a10005021000231000142b1000600a1000321000143a1000717112310152a10007181000(2)燃燒性和爆炸性

在空氣中發生燃燒或爆炸的體積百分比範圍。這一範圍的下限值越小，表示越易燃；下限值相同，則範圍越寬越易燃。(3)安全分類表4與表5分別給出了6個安全等級的劃分定義和一些製冷劑的安全分類。2.熱穩定性製冷劑在正常運轉條件下不發生裂解。在溫度較高又有油、鋼鐵、銅存在長時間使用會發生變質甚至熱解。爆炸極限表3一些製冷劑的易燃易爆特性製冷劑代號爆炸極限(容積%)製冷劑代號爆炸極限(容積%)製冷劑代號爆炸極限(容積%)11None124

None2902.3-7.312

None125

None500

None22

None134a

None502

None23

None142b6.7-14.9600a1.8-8.43214-31143a6.0-na71716.0-25.0123

None152a3.9-16.9718

None注：None表示不燃燒，na表示未知。

表4ASHRAE34-1992以毒性和可燃性為界限的安全分類

毒性可燃性TLVs值確定或一定的係數，製冷劑體積分數≥4×10-4TLVs值確定或一定的係數，製冷劑體積分數<4×10-4無火焰傳播不燃A1B1製冷劑LFL>0.1kg/m3,燃燒熱<19000kJ/kg低度可燃性A2B2製冷劑LFL≤0.1kg/m3,燃燒熱≥19000kJ/kg高度可燃性A3B3低毒性高毒性LFL燃燒下限表5一些製冷劑的安全分類

製冷劑代號安全分類製冷劑代號安全分類製冷劑代號安全分類11A1124A1290A312A1125A1500A122A1134aA1502A123A1142bA2600aA332A2143aA2717B2123B1152aA2718A13.對材料的作用

正常情況下，鹵素化合物製冷劑與大多數常用金屬材料不起作用。只在某種情況例如水解作用、分解作用等下，一些材料才會和製冷劑發生作用。“鍍銅”現象

當製冷劑在系統中與銅或銅合金部件接觸時，銅溶解到混合物中，當和鋼或鑄鐵部件接觸時，被溶解的銅離子析出並沉浸在鋼鐵部件上形成一層銅膜。製冷系統中應儘量避免水分存在和銅鐵共用。

氨製冷機中不能用黃銅、紫銅和其他銅合金(磷青銅除外)，因為有水分時要引起腐蝕。

氟里昂對塑膠等高分子化合物會起“膨潤”作用(變軟、膨脹和起泡)，製冷系統要選用特殊橡膠或塑膠。4.與潤滑油的互溶性對每種氟利昂存在一個溶解臨界溫度，即溶解曲線最高點的溫度製冷劑與潤滑油的溶解曲線)5.與水的溶解性“冰堵現象”當溫度降到0℃以下時，水結成冰而堵塞節流閥或毛細管的通道形成“冰堵”，致使製冷機不能正常工作。6.洩漏性氨有強烈臭氣，靠嗅覺易判是否洩漏。易溶於水故不用肥皂水檢漏，用酚酞試劑和試紙檢漏氟利昂無色無臭，鹵素噴燈和電子檢漏儀檢漏製冷劑與油溶解會使潤滑油變稀，影響潤滑作用，且油會被帶入蒸發器中影響到傳熱效果。若製冷劑與油不相溶解，可以從冷凝器或貯液器將油分離出來，避免油帶入蒸發器中降低傳熱效果。常溫下氟利昂與礦物潤滑油溶解關係可用經驗公式判別互溶(Z≤1/2)部分溶解(1/2≤Z≤2/3)微量溶解(Z>2/3)表6水分在一些製冷劑中的溶解度（25℃）

製冷劑代號溶解度(品質%)製冷劑代號溶解度(品質%)製冷劑代號溶解度(品質%)110.00981240.07290na120.011250.075000.05220.13134a0.115020.06230.15142b0.05600ana320.12143a0.081230.08152a0.17注：na表示沒有找到可用的數據。

沸點-33.3℃，凝固點-77.9℃

單位容積製冷量大粘性小，傳熱性好，流動阻力小毒性較大，有一定的可燃性，安全分類為B2

氨蒸氣無色，具有強烈的刺激性臭味氨液飛濺到皮膚上會引起腫脹甚至凍傷氨系統中有水分會加劇對金屬腐蝕同時減小製冷量以任意比與水互溶但在礦物潤滑油中的溶解度很小系統中氨分離的游離氫積累至一定程度遇空氣爆炸氨液比重比礦物潤滑油小，油沉積下部需定期放出在氨製冷機中不用銅和銅合金材料(磷青銅除外)

四、常用製冷劑1.無機物氨2.氟利昂(1)R12（二氟二氯甲烷CF2Cl2）沸點-29.8℃，凝固點-158℃。無色，有較弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。系統裏應嚴格限制含水量，一般規定不得超過0.001%常用溫度範圍內能與礦物性潤滑油以任意比互溶不腐蝕一般金屬但能腐蝕鎂及含鎂量超過2%鋁鎂合金。對天然橡膠和塑膠有膨潤作用。(2)R134a（四氟乙烷CH2FCF3）毒性非常低，不可燃，安全。與礦物潤滑油不相溶，但能完全溶解於多元醇酯類。化學穩定性很好，溶水性比R12強得多，對系統乾燥和清潔性要求更高，用與R12不同的乾燥劑。(3)R11（一氟三氯甲烷CFCl3）沸點23.8℃，凝固點-111℃。毒性比R12更小，安全。水在R11中的溶解能力與R12相接近。對金屬及礦物潤滑油的作用關係也與R12大致相似。與明火接觸時，較R12更易分解出光氣。(4)R22（二氟一氯甲烷CHF2Cl）沸點-40.8℃，凝固點-160℃。毒性比R12略大，無色無味，不燃不爆，安全。屬於HCFC類製冷劑，也要被限制和禁止使用。

對金屬與非金屬的作用以及洩漏特性都與R12相似。化學性質不如R12穩定，對有機物的膨潤作用更強。部分與礦物潤滑油互溶。溶水性稍大於R12，系統內應裝設乾燥器。3.碳氫化合物(1)R600a（異丁烷i-C4H10）(2)R290（丙烷C3H8）沸點和凝固點比R600a低，蒸氣壓較高和容積製冷量比R600a大，其他製冷特性及安全特性均與R600a相似。沸點-11.73℃，凝固點-160℃。毒性非常低，在空氣中可燃，應注意防火防爆。與礦物潤滑油能很好互溶，與其他物質的化學相溶性很好，與水的溶解性很差。4.混合製冷劑(1)共沸製冷劑共沸製冷劑特點：一定蒸發壓力下蒸發時具有幾乎不變的蒸發溫度，而且蒸發溫度一般比組成它的單組分的蒸發溫度低。一定蒸發溫度下，共沸製冷劑單位容積製冷量比組成它的單一製冷劑的容積製冷量要大。共沸製冷劑化學穩定性較組成它的單一製冷劑好。在全封閉和半封閉壓縮機中，採用共沸製冷劑可使電機得到更好的冷卻，電機繞組溫升減小。

表7幾種共沸製冷劑的組成和沸點

代號組分品質成分分子量沸點(℃)共沸溫度各組分的沸點(℃)R500R12/152a73.8/26.299.3-33.50-29.8/-25R501R22/1284.5/15.593.1-41.5-41-40.8/-29.8R502R22/11548.8/51.2111.6-45.419-40.8/-38R503R23/1340.1/59.987.6-88.088-82.2/-81.5R504R32/11548.2/51.879.2-59.217-51.2/-38R505R12/3178.0/22.0103.5-30115-29.8/-9.8R506R31/11455.1/44.993.7-12.518-9.8/3.5R507R125/143a50.0/50.098.9-46.7－-48.8/-47.7(2)非共沸製冷劑

一定壓力下溶液加熱時，首先到達飽和液體點A(泡點)，再加熱到達點B，即進入兩相區，繼續加熱到點C(露點)時全部蒸發完成為飽和蒸氣。泡點溫度和露點溫度的溫差稱之為溫度滑移圖1–19非共沸製冷劑的T-ξ圖

(3)常用混合製冷劑的特性沸點-33.5℃，ODP值較高。1)共沸製冷劑R500

可代替R12用於活塞式製冷機沸點-45.4℃，ODP值較高。溶水性比R12大1.5倍，在82℃以上有較好的溶油性。沸點-88℃，不燃燒，無毒無腐蝕性，ODP值較高。適用於複疊式製冷機的低溫級。沸點-46.7℃，ODP值為零。不溶於礦物油，但溶於聚酯類潤滑油。2)共沸製冷劑R502

可代替R22用於獲得低溫3)共沸製冷劑R503可代替R13使用4)共沸製冷劑R507用R502的場合都可用R507替代5)非共沸製冷劑R401A和R401B性能與R12較接近。能溶於聚醇類和聚酯類潤滑油。可作為過度性替代物泡露點溫差大，使用時最好將熱交換器作成逆流形式不能與礦物潤滑油互溶，但能溶於聚酯類合成潤滑油低溫工況下，容積製冷量比R22要低得多。不能與礦物潤滑油互溶，但能溶於聚酯類合成潤滑油。泡露點溫差僅0.2℃，可稱之為近共沸混合製冷劑。具有與共沸混合製冷劑類似的優點。不能直接用來替換R22的製冷系統。7)非共沸製冷劑R410A兩元混合製冷劑

6)非共沸製冷劑R407C三元非共沸混合製冷劑

5.氟里昂與臭氧層離地球表面高度大約15-25km處，集中了大氣中的70％的臭氧，這一層大氣圈稱為臭氧層。幾乎全部吸收了對人體有害的太陽紫外線，形成了地球上生物和人類生存繁衍的保護傘，是一道天然屏障。

(1)臭氧層1974年，羅蘭教授和莫利納博士在《自然》雜誌上發表文章指出，紫外線照射使氯氟烴化合物分解出氯原子，與臭氧進行連鎖反應，是臭氧層遭到破壞，危及人類的健康和生態平衡。

CF2Cl2→CF2Cl+ClCl+O3→ClO＋O2ClO＋O→Cl＋O2近年來，人們還發現鹵代烴分子中如同時存在氫原子與氯原子，則氫原子能減弱氯原子對臭氧層的破壞。從代號上直接反映對臭氧層破壞，將鹵代烴分成CFC、HCFC、HFC、HC、及FC等五類。CFCChloro－Fluoro－Carbon

對大氣臭氧層破壞最大的一類。R11(CCl3F)R12(CCl2F2)HCFC，是對大氣層有一定破壞的一類，屬於過渡性使用物質。R22(CHClF2)HFC、HC、及FC均不含氯原子，不存在對臭氧層的破壞問題。R134a(CF3CHF2)R14(CF4)R290(C3H8)(2)ODP與GWPODP表示消耗臭氧層潛能值。GWP表示全球變暖潛能值。ODP及GWP值越小，則製冷劑對環境的影響越小。ODP值小於或等於0.05和GWP值小於或等於0.5的製冷劑是可以接受。

R111.0/1.0R220.04/0.32R134a0/0.25(3)製冷劑TEWI

評價某種製冷劑在製冷系統運行若干年而造成對全球變暖的影響。英文TotalEquivalentWarmingImpact的縮寫，總體溫室效應。造成溫室原因製冷劑洩漏所致製冷劑回收不徹底所致製冷裝置耗電所致(火力發電造成的CO2排放)。採用GWP值低的製冷劑力求減少製冷系統的洩漏降低製冷系統的製冷劑充注量在製冷裝置維修或廢棄時提高製冷劑的回收率提高製冷系統的COP值已降低能耗提高火力發電廠的效率以降低單位發電量的CO2的排放(4)降低TEWI的方法指間接冷卻系統中傳遞熱量的物質。(制冰池中的鹽水，就是常用的載冷劑)五、載冷劑1.載冷劑定義無毒、無腐蝕性比熱容大粘度小、密度小凝固點低在使用溫度範圍內呈液態化學穩定性好，價格低廉,容易獲得2.作為載冷劑物質的要求H2ONaClCaCl2乙二醇（CH2OH-CH2OH）丙二醇（CH2OH.CHOH.CH3）甲醇（CH3OH）乙醇（CH3CH2OH）3.常用的載冷劑品質濃度10％20％30％40％50％60％凝固溫度-3.2℃-7.8℃-14.1℃-22.3℃-33.8℃-48.3℃(1)乙二醇溶液的濃度與凝固點的關係品質濃度10％20％30％40％50％60％凝固溫度-3.3℃-7.1℃-12.7℃-21.1℃-33.5℃-51.1℃(2)丙二醇溶液的濃度與凝固點的關係凝固點-97℃，乙醇的凝固點為-117℃。(3)甲醇六、潤滑油1.製冷系統對潤滑油的要求(1)潤滑油的粘度粘度決定滑動軸承中油膜的承載能力、摩擦功耗及密封能力；粘度大，則承載力強，密封性好，但流動阻力較大；汽車空調潤滑油粘度較高，電冰箱等固定式系統潤滑油粘度較低；高粘度潤滑油可能在毛細管內形成“蠟堵”或油“彈”現象，影響毛細管的正常工作；潤滑油的粘度對壓縮機的能耗也有影響，考核參數取決於潤滑油與製冷劑混合物的粘度。(2)與製冷劑的互溶性互溶性好，在換熱器傳熱管內表面不易形成油膜，對換熱有利，否則會造成蒸發溫度降低(蒸發壓力不變時)，製冷效果下降；互溶性好，在換熱器內不會發生“池積”現象，有利於壓縮機回油。但互溶使油變稀，降低油的粘度，導致壓縮機內油膜過薄，影響壓縮機潤滑。(3)熱化學穩定性製冷系統中，製冷劑、油、金屬共存；高溫會使潤滑油發生化學反應，導致油分解、劣化，生成沉積物和焦炭；分解後產生的酸會腐蝕電氣絕緣材料。(4)吸水性潤滑油具有強親水性，會給系統帶入水分；水在毛細管中形成冰晶，造成“冰堵”現象；採用親水性潤滑油必須安裝乾燥篩檢程式。2.潤滑油對製冷系統的影響(1)潤滑油對壓縮機的影響含油量超過4%時，氣閥處流動阻力增加，實際吸氣壓力降低，使實際吸氣比容增加；製冷劑含油還會影響氣閥工作過程，改變製冷劑熱力性質等，從而導致壓縮機的製冷量和性能係數下降；壓縮機功耗隨含油量的增加而增加，而排氣溫度正好相反，隨著含油量的增加而降低；此外壓縮機排氣管道中的潤滑油內會溶解一定量製冷劑，使壓縮機的實際排氣量減少；由於在壓縮機進氣口處潤滑油中溶解有一定量製冷劑，潤滑油的粘度會降低，導致潤滑效果下降，容易造成壓縮機機械部件損壞；潤滑油溶解了製冷劑而導致體積增大，在壓縮機啟動過程中，曲軸箱中的壓力下降，引起溶解於潤滑油中的製冷劑沸騰，產生大量泡沫，有可能將大量的油從曲軸箱帶人氣缸，產生液擊，損壞設備；壓縮機排氣管道中的潤滑油中溶解有較多的製冷劑(約32.5%-40%)，如果使用油分離器，會使油中溶解的製冷劑不能進入迴圈，導致製冷劑品質流量減小，製冷量降低，故不宜使用油分離器；製冷劑與潤滑油不能互溶的製冷系統，會有大量的潤滑油進入迴圈。(2)潤滑油對冷凝器的影響製冷劑中潤滑油含量非常低時(約為0.01%)，冷凝器內換熱係數達到最大值，但與純製冷劑時相比增幅不大；總體上，換熱係數隨著潤滑油含量的增加而降低；由於潤滑油溶於製冷劑，會導致製冷劑粘度增大，從而使壓降增大；總體而言，潤滑油的存在會削弱冷凝換熱，使冷凝器傳熱溫差增大，冷凝壓力升高。(3)潤滑油對毛細管的影響含油製冷劑在毛細管中的品質流量比純製冷劑小，液相長度短；含油量較高時，製冷劑的流量減小；當含油量很小時，油的存在對製冷劑的流量沒有明顯的影響；潤滑油的存在，使閃蒸溫度升高，液體段長度減小；製冷劑含油影響毛細管流量的原因主要有兩個方面：

1)油的粘度遠高於製冷劑，製冷劑中含少量油會增加混合物的粘度及流動阻力，使製冷劑提前達到飽和狀態，使得流量減小。

2)油的表面張力遠高於製冷劑，製冷劑中含油會使混合物的表面張力增大，阻礙製冷劑蒸發，使汽化欠壓增大，延緩製