制冷剂与冷冻油基本常识

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1、制 冷 剂 制 冷 剂 又 称 制 冷 工 质 ， 是 制 冷 循 环 的 工 作介 质 ， 利 用 制 冷 剂 的 相 变 来 传 递 热 量 ， 即制 冷 剂 在 蒸 发 器 中 汽 化 时 吸 热 ， 在 冷 凝 器中 凝 结 时 放 热 。 当 前 能 用 作 制 冷 剂 的 物 质有 80多 种 ， 最 常 用 的 是 氨 、 氟 里 昂 类 、 水和 少 数 碳 氢 化 合 物 等 。空 调 用 的 制 冷 剂 ： 早 期 ： R12 目 前 ： R134a 、 R22。制 冷 剂 制 冷 剂 的 要 求 热 力 学 的 要 求 在 大 气 压 力 下 ， 制 冷 剂 的 蒸 发

2、温 度 (沸 点 ) 要 低 。 这 是 一 个 很 重 要 的 性 能 指 标 。 蒸 发 温 度(沸 点 )愈 低 ， 则 不 仅 可 以 取 得 较 低 的 温 度 ， 而 且 还 可 以 在 一 定 的 蒸 发 温 度 to下 ， 使 其 蒸 发 压力 Po高 于 大 气 压 力 。 以 避 免 空 气 进 入 制 冷 系 统 ， 且 发 生 泄 漏 时 较 容 易 发 现 。 要 求 制 冷 剂 在 常 温 下 的 冷 凝 压 力 Pc应 尽 量 低 些 ， 以 免 处 于 高 压 下 工 作 的 压 缩 机 、 冷 凝 器 及排 气 管 道 等 设 备 的 强 度 要 求 过 高

3、。 并 且 ， 冷 凝 压 力 过 高 也 有 导 致 制 冷 剂 向 外 渗 漏 的 可 能 和引 起 消 耗 功 的 增 大 。 对 于 大 型 活 塞 式 压 缩 机 来 说 ， 制 冷 剂 的 单 位 容 积 制 冷 量 qv要 求 尽 可 能 大 ， 这 样 可 以 缩 小 压 缩 机 尺 寸 和 减 少 制 冷 工 质 的 循 环 量 ； 而 对 于 小 型 或 微 型 压 缩 机 ， 单 位 容 积 制 冷 量 可 小 一 些 ；对 于 小 型 离 心 式 压 缩 机 亦 要 求 制 冷 剂 qv要 小 ， 以 扩 大 离 心 式 压 缩 机 的 使 用 范 围 ， 并 避 免

4、小尺 寸 叶 轮 制 造 之 困 难 。 凝 固 温 度 是 制 冷 剂 使 用 范 围 的 下 限 ， 凝 固 温 度 越 低 制 冷 剂 的 适 用 范 围 愈 大 。 制 冷 剂 分 子 式 分 子量 u 正 常蒸 发温 度ts( ) 凝 固点tf( ) 临 界温 度 tkp( ) 临 界压 力PKP绝对 压力 绝 热 指 数K水 （ R718） H 2O 18.02 +100 0 +374.1 225.6 1.33氨 （ R717） NH3 17.03 -33.4 -77.7 +132.4 115.2 1.31R12 CF2CL2 120.92 -29.8 -155 +111.5 40

5、.86 1.15R13 CF3CL 104.47 -81.5 -180 +28.8 39.4 -R22 CHF 2CL 88.48 -40.8 -180 +96 50.3 1.19 制 冷 剂 的 要 求 制 冷 剂 要 求物理化学的要求制冷剂的粘度应尽可能小，以减少管道流动阻力、提换热设备的传热强度。制冷剂的导热系数应当高，以提高换热设备的效率，减少传热面积。制冷剂与油的互溶性质：制冷剂溶解于润滑油的性质应从两个方面来分析。如果制冷剂与润滑油能任意互溶，其优点是润滑油能与制冷剂一起渗到压缩机的各个部件，为机体润滑创造良好条件；且在蒸发器和冷凝器的热换热面上不易形成油膜阻碍传热。其缺点是从压缩

6、机带出的油量过多，并且能使蒸发器中的蒸发温度升高。部分或微溶于油的制冷剂，其优点是从压缩机带出的油量少，故蒸发器中蒸发温度较稳定。其缺点是在蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油膜，影响了传热。应具有一定的吸水性，这样就不致在制冷系统中形成“冰塞”，影响 正常运行。应具有化学稳定性：不燃烧、不爆炸，使用中不分解，不变质。同时制冷剂本身或与油、水等相混时，对金属不应有显著的腐蚀作用，对密封材料的溶胀作用应小。 制 冷 剂 要 求 对 环 境 友 善 由 于 制 冷 剂 在 运 行 中 可 能 泄 漏 ， 故 要 求 工质 对 人 身 健 康 无 损 害 、 无 毒 性 、 无 刺 激 作用 。

7、制 冷 剂 的 分 类 在 压 缩 式 制 冷 剂 中 广 泛 使 用 的 制 冷 剂 是 氨 、氟 里 昂 和 烃 类 。 CFC类 ： 分 子 由 氯 、 氟 和 碳 原 子 组 成 。 如R12。 HCFC类 ： 分 子 由 烃 、 氯 、 氟 和 碳 原 子 组 成 。如 R22。 HFC类 ： 分 子 由 烃 、 氟 和 碳 原 子 组 成 。 如R134a。 http:/ 氨 （ R717） 的 特 性 氨 （ R717、 NH3） 是 中 温 制 冷 剂 之 一 ， 其 蒸 发 温 度 ts为 -33.4 ， 使 用范 围 是 +5 到 -70 ， 当 冷 却 水 温 度 高 达

8、 30 时 ， 冷 凝 器 中 的 工 作 压力 一 般 不 超 过 1.5MPa。 氨 的 临 界 温 度 较 高 （ tkr=132 ） 。 氨 是 汽 化 潜 热 大 ， 在 大 气 压 力 下 为1164KJ/Kg， 单 位 容 积 制 冷 量 也 大 ， 氨 压 缩 机 之 尺 寸 可 以 较 小 。 纯 氨 对 润 滑 油 无 不 良 影 响 ， 但 有 水 分 时 ， 会 降 低 冷 冻 油 的 润 滑 作 用 。 纯 氨 对 钢 铁 无 腐 蚀 作 用 ， 但 当 氨 中 含 有 水 分 时 将 腐 蚀 铜 和 铜 合 金 （ 磷青 铜 除 外 ） ， 故 在 氨 制 冷 系

9、统 中 对 管 道 及 阀 件 均 不 采 用 铜 和 铜 合 金 。 氨 的 蒸 气 无 色 ， 有 强 烈 的 刺 激 臭 味 。 氨 对 人 体 有 较 大 的 毒 性 ， 当 氨 液飞 溅 到 皮 肤 上 时 会 引 起 冻 伤 。 当 空 气 中 氨 蒸 气 的 容 积 达 到 0.5-0.6%时 可 引 起 爆 炸 。 故 机 房 内 空 气 中 氨 的 浓 度 不 得 超 过 0.02mg/L。 氨 在 常 温 下 不 易 燃 烧 ， 但 加 热 至 350 时 ， 则 分 解 为 氮 和 氢 气 ， 氢 气于 空 气 中 的 氧 气 混 合 后 会 发 生 爆 炸 。 氟 里

10、昂 的 特 性 氟 里 昂 是 一 种 透 明 、 无 味 、 无 毒 、 不 易 燃 烧 、 爆 炸 和 化 学性 稳 定 的 制 冷 剂 。 不 同 的 化 学 组 成 和 结 构 的 氟 里 昂 制 冷 剂热 力 性 质 相 差 很 大 ， 可 适 用 于 高 温 、 中 温 和 低 温 制 冷 机 ，以 适 应 不 同 制 冷 温 度 的 要 求 。 氟 里 昂 对 水 的 溶 解 度 小 ， 制 冷 装 置 中 进 入 水 分 后 会 产 生 酸性 物 质 ， 并 容 易 造 成 低 温 系 统 的 “ 冰 堵 ” ， 堵 塞 节 流 阀 或管 道 。 另 外 避 免 氟 里 昂 与

11、 天 然 橡 胶 起 作 用 ， 其 装 置 应 采 用丁 晴 橡 胶 作 垫 片 或 密 封 圈 。 常 用 的 氟 里 昂 制 冷 剂 有 R12、 R22、 R502及 R134a， 由 于 其他 型 号 的 制 冷 剂 现 在 已 经 停 用 或 禁 用 。 在 此 不 做 说 明 。 氟 里 昂 12（ CF2CL2， R12） 是 氟 里 昂 制 冷 剂 中 应 用 较 多 的 一 种 ， 主 要 以 中 、小 型 食 品 库 、 家 用 电 冰 箱 以 及 水 、 陆 冷 藏 运 输 等制 冷 装 置 中 被 广 泛 采 用 。 R12具 有 较 好 的 热 力 学 性能 ， 冷

12、 藏 压 力 较 低 ， 采 用 风 冷 或 自 然 冷 凝 压 力 约0.8-1.2KPa。 R12的 标 准 蒸 发 温 度 为 -29 ， 属 中温 制 冷 剂 ， 用 于 中 、 小 型 活 塞 式 压 缩 机 可 获 得 -70 的 低 温 。 而 对 大 型 离 心 式 压 缩 机 可 获 得 -80的 低 温 。 近 年 来 电 冰 箱 、 汽 车 空 调 等 的 代 替 冷 媒为 R134a。 氟 里 昂 22（ CHF2CL， R22） 是 氟 里 昂 制 冷 剂 中 应 用 较 多 的 一 种 ， 主 要 以 家 用空 调 和 低 温 冰 箱 中 采 用 。 R22的 热

13、力 学 性 能 与 氨相 近 。 标 准 气 化 温 度 为 -40.8 ， 通 常 冷 凝 压 力 不超 过 1.6MPa。 R22不 燃 、 不 爆 ， 使 用 中 比 氨 安 全可 靠 。 R22的 单 位 容 积 比 R12约 高 60%， 其 低 温时 单 位 容 积 制 冷 量 和 饱 和 压 力 均 高 于 R12和 氨 。近 年 来 对 大 型 空 调 冷 水 机 组 的 冷 媒 大 都 采 用R134a来 代 替 。 氟 里 昂 502（ R502） R502是 由 R12、 R22以 51.2%和 48.8%的 百 分 比混 合 而 成 的 共 沸 溶 液 。 R502与

14、R115、 R22相 比具 有 更 好 的 热 力 学 性 能 ， 更 适 用 于 低 温 。 R502的标 准 蒸 发 温 度 为 -45.6 ， 正 常 工 作 压 力 与 R22相近 。 在 相 同 的 工 况 下 的 单 位 容 积 制 冷 量 比 R22大 ，但 排 气 温 度 却 比 R22低 。 R502用 于 全 封 闭 、 半 封闭 或 某 些 中 、 小 制 冷 装 置 ， 其 蒸 发 温 度 可 低 达 -55 。 R502在 冷 藏 柜 中 使 用 较 多 。 氟 里 昂 134a （ C2H2F4， R134a） 是 一 种 较 新 型 的 制 冷 剂 ，其 蒸 发

15、温 度 为 -26.5 。 它的 主 要 热 力 学 性 质 与 R12相似 ， 不 会 破 坏 空 气 中 的 臭氧 层 ， 是 近 年 来 鼓 吹 的 环保 冷 媒 ， 但 会 造 成 温 室 效应 。 是 比 较 理 想 的 R12替 代制 冷 剂 。 http:/ 氟 里 昂 的 功 绩 氟 里 昂 的 应 用 比 氨 晚 60余 年 ， 但 它 一 问 世 就 以 其无 毒 无 臭 、 不 燃 不 爆 、 稳 定 性 好 、 对 设 备 有 良 好的 润 滑 作 用 而 成 为 制 冷 工 业 的 明 星 ， CFC-12更 是广 泛 用 于 冰 箱 生 产 中 ， 其 他 如 CF

16、C-11、 HCFC-22、 HCFC-113、 HCFC-114也 都 有 广 泛 应 用 。目 前 的 R134a. 氟 里 昂 的 过 失 但 是 ， 氟 里 昂 有 其 致 命 的 缺 点 ，它 是 一 种 温 室 效 应 气 体 “ ， 温室 效 应 值 比 二 氧 化 碳 大 1700倍 ，更 危 险 的 是 它 会 破 坏 大 气 层 中 的臭 氧 。 80年 代 ， 美 国 加 州 两 位学 者 率 先 指 出 ， CFCs（ 氟 氯 烃 ）在 紫 外 线 的 作 用 下 放 出 氯 原 子 ，氯 原 子 与 臭 氧 发 生 自 由 基 链 反 应 ，一 个 氯 原 子 就 可

17、 以 消 耗 上 万 个 臭氧 分 子 ， 从 而 影 响 臭 氧 分 子 250- 320纳 米 紫 外 线 的 吸 收 ， 使 过 量的 紫 外 线 到 达 地 球 表 面 ， 直 接 影响 到 人 类 和 其 他 生 物 的 生 存 。 http:/ 氟 里 昂 的 替 代 1990年 蒙 特 利 尔 协 议 规 定 ， 到 20世 纪 末 世界 各 国 要 停 止 氟 里 昂 的 生 产 和 排 放 。 现 在各 国 都 在 寻 找 氟 里 昂 的 替 代 产 品 ， 这 些 产品 因 符 合 环 保 要 求 而 被 称 作 绿 色 制 冷 剂 。要 找 到 既 符 合 环 保 要 求

18、 又 具 有 实 际 使 用 性能 的 替 代 产 品 是 一 件 很 困 难 的 事 情 ， 目 前可 能 的 产 品 有 R407c、 R134a、 R152a、 R410a等 。 新 型 制 冷 剂 的 发 展 方 向 既 不 破 坏 臭 氧 层 ， 又 没 有 温 室 效 应 的 制 冷 剂 。 如 HC类 制 冷 剂 ： 由 天 然 的 烃 类 （ 含 有 烃 和 碳原 子 的 化 合 物 ） ； R290、 R600a、 CN-01。 缺 点 ： 具 有 一 定 的可 燃 性 （ 在 空 气 中 的 燃 烧 温 度 约 度 ） 冷 冻 油 1、 冷 冻 油 机 的 作 用 （ 1）

19、 、 润 滑 作 用 （ 2） 、 密 封 作 用 （ 3） 、 冷 却 作 用 （ 4） 、 降 低 压 缩 机 噪 声 2、 冷 冻 机 油 的 性 能 要 求 ： （ 1） 、 凝 固 点 要 低 ， 低 温 下 要 有 较 好 的 流 动 性 。 （ 2） 、 与 制 冷 剂 互 溶 性 要 好 。 （ 3） 、 冷 冻 机 油 要 有 一 定 的 粘 度 ， 因 为 冷 冻 机 油与 制 冷 剂 互 溶 会 使 其 变 稀 而 失 去 润 滑 作 用 。 （ 4） 、 高 温 热 稳 定 性 要 好 。 （ 5） 、 含 水 量 要 低 。 冷 冻 油 3、 使 用 冷 冻 机 油 的 注 意 事 项（ 1） 、 不 同 牌 号 的 冷 冻 机 油 不 能 混 合 使 用 ， 否 则 会 引 起 冷 冻 机 油 变 质 。（ 2） 、 冷 冻 机 油 极 易 吸 水 ， 所 以 使 用 后 的 冷 冻 机 油 瓶 应 该 马 上拧 紧 。（ 3） 、 不 能 使 用 变 质 的 冷 冻 机 油 。（ 4） 、 加 注 制 冷 剂 时 应 先 加 润 滑 油 。 冷 冻 油