第4章 制冷技術(shù)

1、第4章 制冷技術(shù)1 制冷基本原理v制冷的方法有液體汽化制冷、汽體膨脹制冷、渦流管制冷及電熱制冷等，其中液體汽化制冷應(yīng)用最廣。v一、制冷基本原理v液體汽化制冷是利用液體汽化時(shí)的吸熱、冷凝時(shí)的放熱效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷的。液體汽化形成蒸汽。當(dāng)液體（制冷工質(zhì)）處在密閉的容器中時(shí)，此容器中除了液體及液體本身所產(chǎn)生的蒸汽外，不存在其他任何氣體，液體和蒸汽將在某一壓力下達(dá)到平衡，此時(shí)的汽體稱為飽和蒸汽，壓力稱為飽和壓力，溫度稱為飽和溫度。平衡時(shí)液體不再汽化，這時(shí)如果將一部分蒸汽從容器中抽走，液體必然要繼續(xù)汽化產(chǎn)生一部分蒸汽來(lái)維持這一平衡。 v液體汽化時(shí)要吸收熱量，此熱量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來(lái)自被冷卻對(duì)象，使被冷

2、卻對(duì)象變冷。為了使這一過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，就必須從容器中不斷地抽走蒸汽，并使其凝結(jié)成液體后再回到容器中去。從容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成蒸汽，則所需冷卻介質(zhì)的溫度比液體的蒸發(fā)溫度還要低，我們希望蒸汽的冷凝是在常溫下進(jìn)行，因此需要將蒸汽的壓力提高到常溫下的飽和壓力。v制冷工質(zhì)將在低溫、低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應(yīng)；并在常溫、高壓下冷凝，向周圍環(huán)境或冷卻介質(zhì)放出熱量。蒸汽在常溫、高壓下冷凝后變?yōu)楦邏阂后w，還需要將其壓力降低到蒸發(fā)壓力后才能進(jìn)入容器。v液體汽化制冷循環(huán)是由工質(zhì)汽化、蒸汽升壓、高壓蒸汽冷凝、高壓液體降壓四個(gè)過(guò)程組成。 壓焓圖為一熱力狀態(tài)圖。圖中縱坐標(biāo)表示絕對(duì)壓力的對(duì)數(shù)lnp，橫坐標(biāo)表示焓值h。Ln

3、phtSPk=0=1hLnph12342壓焓圖壓焓圖LnphtSPk=0=1h二、壓焓圖二、壓焓圖v圖中臨界點(diǎn)k左邊的粗實(shí)線為飽和液體線，線上的任何一點(diǎn)代表一個(gè)飽和液體狀態(tài)，干度x=0；v右邊的粗實(shí)線為干飽和蒸汽線，線上任何一點(diǎn)代表一個(gè)飽和蒸汽狀態(tài)，干度x=1。LnphtSPk=0=1h這兩條曲線將圖形分為三個(gè)區(qū)域：飽和液體線的左邊是過(guò)冷液體區(qū)，該區(qū)域的液體稱為過(guò)冷液體，過(guò)冷液體的溫度低于同一壓力下飽和液體的溫度；干飽和線的右邊是過(guò)熱蒸汽區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的蒸汽稱為過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽的溫度高于同一壓力下飽和蒸汽的溫度；兩條線之間的區(qū)域?yàn)閮上鄥^(qū)，制冷劑在該區(qū)域處于汽、液混合狀態(tài)（濕蒸汽狀態(tài)）。v圖中共

4、有六種等參數(shù)線簇：v等壓線p水平線；v等焓線h鉛垂線；v等溫線t液態(tài)區(qū)幾乎為鉛垂線。兩相區(qū)內(nèi)由于制冷劑的狀態(tài)變化是在等壓等溫下進(jìn)行，與等壓線重合，為水平線。過(guò)熱蒸汽區(qū)為向右下方彎曲的傾斜線；v等熵線s向右上方傾斜的實(shí)線；v等容線v向右上方傾斜的虛線，但比等熵線平坦v等干度線x只存在于濕蒸汽區(qū)域內(nèi)，其方向大致與飽和液體線或飽和蒸汽線相近，視干度大小而定。LnphtSPk=0=1hv對(duì)于理論循環(huán)，離開(kāi)蒸發(fā)器、進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑蒸汽是處于蒸發(fā)壓力下的飽和蒸汽；離開(kāi)冷凝器和進(jìn)入膨脹閥的液體是冷凝壓力下的飽和液體；v等熵過(guò)程：制冷劑在壓縮機(jī)中壓縮是等熵過(guò)程；v等壓過(guò)程：制冷劑在冷卻及冷凝過(guò)程為等壓過(guò)程v

5、等焓過(guò)程：制冷劑通過(guò)膨脹閥節(jié)流時(shí)，節(jié)流前后焓值相等：v等溫過(guò)程：制冷劑在蒸發(fā)器和冷凝器中沒(méi)壓力損失。v點(diǎn)2表示表示制冷劑出壓縮機(jī)、進(jìn)入冷凝器時(shí)的狀態(tài)。過(guò)程線1-2表示制冷劑蒸汽在壓縮機(jī)中的等熵壓縮過(guò)程（s1=s2），壓力由蒸發(fā)壓力p0壓縮到冷凝壓力pk。等熵線與于壓力為冷凝壓力pk等壓線的交點(diǎn)為2點(diǎn)。壓縮過(guò)程中外界對(duì)制冷劑作功，使制冷劑溫度增加，2點(diǎn)處于過(guò)熱蒸汽狀態(tài)。LnphtSPk=0=1hLnph12342v點(diǎn)1表示制冷劑出蒸發(fā)器、進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)的狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于蒸發(fā)溫度t0的飽和蒸汽。根據(jù)壓力和飽和溫度的關(guān)系，該點(diǎn)應(yīng)處于與蒸發(fā)壓力p0相對(duì)應(yīng)的等壓線與飽和蒸汽線（x=0）的交點(diǎn)上。點(diǎn)3表示制冷劑

6、出冷凝器、進(jìn)膨脹閥的狀態(tài)，位于與冷凝溫度tk相對(duì)應(yīng)的飽和液體線上。v過(guò)程2-2-3表示制冷劑蒸汽在冷凝器中冷卻（2-2）和冷凝（2-3）的過(guò)程。由于這個(gè)過(guò)程是在冷凝壓力pk不變的情況下進(jìn)行的，為等壓過(guò)程。進(jìn)入冷凝器的過(guò)熱蒸汽首先將一部分熱量放給外界冷卻介質(zhì)，在等壓下變成飽和蒸汽（點(diǎn)2），然后再在等壓、等溫下繼續(xù)放出熱量，直至最后冷凝成飽和液體（點(diǎn)3）。壓力為pk的等壓線與干度x=0的飽和液體線的交點(diǎn)即為點(diǎn)3的狀態(tài)。LnphtSPk=0=1hLnph12342點(diǎn)4表示制冷劑出節(jié)流閥、進(jìn)蒸發(fā)器的狀態(tài)。過(guò)程線3-4表示制冷劑通過(guò)節(jié)流閥的節(jié)流過(guò)程。在這一過(guò)程中，制冷劑的壓力由冷凝壓力pk降低到蒸發(fā)壓力

7、p0，溫度由冷凝溫度tk降低到蒸發(fā)溫度t0，并進(jìn)入兩相區(qū)。由于節(jié)流前后制冷劑的焓值不變，過(guò)程3-4為等焓過(guò)程。v由點(diǎn)3作等焓線與等壓線p0的交點(diǎn)即為點(diǎn)4的狀態(tài)，由于節(jié)流過(guò)程是不可逆的，所以用一虛線表示。 LnphtSPk=0=1hLnph12342v過(guò)程4-1表示制冷劑在蒸發(fā)器中的汽化過(guò)程。這一過(guò)程是在等溫、等壓（溫度為t0、壓力為p0）下進(jìn)行的，液體制冷劑吸收被冷卻對(duì)象的熱量而不斷汽化，其狀態(tài)沿等壓線p0向干度增大的方向變化，直到全部變?yōu)轱柡驼羝麨橹?。制冷劑的狀態(tài)又變回到進(jìn)入壓縮機(jī)前的狀態(tài)點(diǎn)1，完成了一個(gè)完整的循環(huán)。LnphtSPk=0=1hLnph12342 2 2 蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)

8、成蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成壓縮機(jī)壓縮機(jī)熱交換設(shè)備熱交換設(shè)備節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu)管道管道各種控制閥各種控制閥輔助部件輔助部件膨 脹 閥3冷 凝 器水2壓 縮 機(jī)等熵等 壓 、 等 溫等焓4蒸 發(fā) 器冷媒1蒸氣壓縮式制蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成冷系統(tǒng)的構(gòu)成v單級(jí)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器組成，用管道連接成一封閉系統(tǒng)， 制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。v制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻對(duì)象的熱量并沸騰汽化成蒸汽，與之相對(duì)應(yīng)的壓力P0稱為蒸發(fā)壓力，溫度t0稱為蒸發(fā)溫度；壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸汽并將其壓縮到冷凝壓力Pk，然后送往冷凝器，蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)圖在冷凝壓力下冷凝成液體，并將放出的

9、熱量傳給了冷卻介質(zhì)（水或空氣）。一、蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的組成一、蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的組成膨 脹 閥3冷 凝 器水2壓 縮 機(jī)等熵等 壓 、 等 溫等焓4蒸 發(fā) 器冷媒1壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟主機(jī)主機(jī)有用能的輸入有用能的輸入制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動(dòng)制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動(dòng)整機(jī)性能整機(jī)性能可靠性可靠性壽命壽命噪聲噪聲1.壓縮機(jī)壓縮機(jī)v與冷凝壓力相對(duì)應(yīng)的溫度tk稱為冷凝溫度，tk一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度；冷凝后的高壓液體通過(guò)膨脹閥或節(jié)流元件使其壓力從冷凝壓力pk降低到蒸發(fā)壓力p0，使部分液體汽化，剩余液體溫度降至t0；離開(kāi)膨脹閥的制冷劑變?yōu)闇囟葹閠0的汽液混合物?；旌衔镏械囊后w在蒸

10、發(fā)器中從被冷卻對(duì)象中吸收他所需要的蒸發(fā)熱，使被冷卻對(duì)象冷卻；混合物中的蒸汽通常稱為閃發(fā)蒸汽，不起吸熱作用。在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽和造成蒸發(fā)器中低壓的作用，推動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)，是整個(gè)系統(tǒng)的心臟；節(jié)流閥對(duì)制冷劑起著節(jié)流降壓的作用，并用作調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻對(duì)象的熱量，達(dá)到制冷的目的；冷凝器是輸出熱量的設(shè)備，制冷劑從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中一起被冷卻介質(zhì)帶走。 冷媒進(jìn)冷媒出蒸發(fā)器放空氣冷凝器放油水3總調(diào)節(jié)站貯氨器膨脹閥氨液分離器4均壓管分油器壓縮機(jī)21水蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)根據(jù)熱力學(xué)第二定律

11、，壓縮機(jī)消耗的功起了補(bǔ)償作用，使制冷劑不斷從低溫?zé)嵩次崃?，并不斷向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃浚瑥亩瓿烧麄€(gè)制冷循環(huán)。 活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī) 機(jī)體（曲軸箱）機(jī)體（曲軸箱）氣缸氣缸活塞活塞吸、排氣閥吸、排氣閥曲軸連桿機(jī)構(gòu)曲軸連桿機(jī)構(gòu)組成組成活塞式壓縮機(jī)有以下特點(diǎn)：活塞式壓縮機(jī)有以下特點(diǎn)：作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速不宜太高作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速不宜太高氣缸工作腔有余隙容積氣缸工作腔有余隙容積氣缸工作腔必須設(shè)置吸、排氣閥，氣缸工作腔必須設(shè)置吸、排氣閥，使吸、排氣過(guò)程產(chǎn)生阻力損失使吸、排氣過(guò)程產(chǎn)生阻力損失結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多。往復(fù)式壓縮機(jī)不允許吸氣帶液往復(fù)式壓縮機(jī)不允許吸氣帶液2.熱交換設(shè)備熱交換設(shè)備 制

12、冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是冷凝器和蒸發(fā)器，制冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是冷凝器和蒸發(fā)器，它們是制冷劑與外部熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的它們是制冷劑與外部熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的設(shè)備設(shè)備 1） 冷凝器冷凝器 用冷凝器將制冷劑從低溫?zé)嵩次盏臒崃坑美淠鲗⒅评鋭牡蜏責(zé)嵩次盏臒崃考皦嚎s后增加的熱焓排放到高溫?zé)嵩?。及壓縮后增加的熱焓排放到高溫?zé)嵩?。冷凝器按冷卻方式冷凝器按冷卻方式空氣冷卻式冷凝器中空氣冷卻式冷凝器中根據(jù)管外空氣流動(dòng)方式根據(jù)管外空氣流動(dòng)方式空氣冷卻式空氣冷卻式水冷式水冷式蒸發(fā)冷卻式蒸發(fā)冷卻式自然對(duì)流空氣冷自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器卻式冷凝器強(qiáng)制對(duì)流空氣冷強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器卻式冷凝器自然對(duì)流

13、空氣冷卻式冷凝器自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器1-肋片肋片 2-傳熱管傳熱管 3-上封板上封板 4-左端板左端板 5-進(jìn)氣集管進(jìn)氣集管6-彎頭彎頭7-出液集管出液集管 8-下封板下封板 9-前封板前封板10-通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 11-裝配螺釘裝配螺釘空氣強(qiáng)制對(duì)流冷凝器空氣強(qiáng)制對(duì)流冷凝器氨臥式殼管式冷凝器氨臥式殼管式冷凝器氟利昂套管式冷凝器氟利昂套管式冷凝器2）蒸發(fā)器）蒸發(fā)器 蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橹评鋭┰谡舭l(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橘|(zhì)（水或空氣）的熱量，達(dá)到制冷的目的。質(zhì)（水或空氣）的熱量，達(dá)到制冷的目的。 冷卻空氣的蒸發(fā)器冷卻

14、空氣的蒸發(fā)器空氣自然對(duì)流時(shí)空氣自然對(duì)流時(shí)多采用光盤管結(jié)構(gòu)多采用光盤管結(jié)構(gòu)空氣強(qiáng)制對(duì)流時(shí)空氣強(qiáng)制對(duì)流時(shí)采用翅片管結(jié)構(gòu)采用翅片管結(jié)構(gòu)殼管式殼管式沉沒(méi)式沉沒(méi)式 冷卻液體（水或其它液冷卻液體（水或其它液體載冷劑）的蒸發(fā)器體載冷劑）的蒸發(fā)器臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)干式殼管蒸發(fā)器干式殼管蒸發(fā)器空氣強(qiáng)制對(duì)流的蒸發(fā)器及其肋片管型式空氣強(qiáng)制對(duì)流的蒸發(fā)器及其肋片管型式a) 蒸發(fā)器蒸發(fā)器 b) 繞片管繞片管 c) 套片管套片管1-傳熱管傳熱管 2-肋片肋片 3-擋板擋板 4-通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 5-集氣管集氣管 6-分液器分液器 3.節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu) 節(jié)流機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)系統(tǒng)必須節(jié)流機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)系

15、統(tǒng)必須的四個(gè)基本組成部件之一，安裝在冷的四個(gè)基本組成部件之一，安裝在冷凝器與蒸發(fā)器之間。作用為：凝器與蒸發(fā)器之間。作用為：對(duì)制冷劑的流動(dòng)起調(diào)節(jié)作用，使來(lái)自冷凝對(duì)制冷劑的流動(dòng)起調(diào)節(jié)作用，使來(lái)自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率1） 毛細(xì)管毛細(xì)管 毛細(xì)管用在小型而且不需要精確調(diào)毛細(xì)管用在小型而且不需要精確調(diào)節(jié)流量的制冷裝置。節(jié)流量的制冷裝置。家用冰箱家用冰箱冷柜冷柜房間空調(diào)器房間空調(diào)器 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 便宜便宜 便于大批量生產(chǎn)便于大批量生產(chǎn)應(yīng)用應(yīng)用特點(diǎn)特點(diǎn) 2） 手動(dòng)膨脹閥手動(dòng)膨脹閥 通常與其它控制元件配合使用，一般只在通常與

16、其它控制元件配合使用，一般只在短時(shí)期內(nèi)使用，例如在冷凍初期輔助送液，或短時(shí)期內(nèi)使用，例如在冷凍初期輔助送液，或者在自動(dòng)膨脹閥出故障時(shí)作為旁路備用閥。者在自動(dòng)膨脹閥出故障時(shí)作為旁路備用閥。 3） 定壓膨脹閥定壓膨脹閥 從保持蒸發(fā)壓力恒定為目的，自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器從保持蒸發(fā)壓力恒定為目的，自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量。其結(jié)構(gòu)原理是：由設(shè)定彈簧力和蒸發(fā)壓力供液量。其結(jié)構(gòu)原理是：由設(shè)定彈簧力和蒸發(fā)壓力產(chǎn)生的流體壓力之差提供閥打開(kāi)方向的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)產(chǎn)生的流體壓力之差提供閥打開(kāi)方向的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)蒸發(fā)壓力降低時(shí)，閥開(kāi)大，供液量增多，以補(bǔ)償蒸蒸發(fā)壓力降低時(shí)，閥開(kāi)大，供液量增多，以補(bǔ)償蒸發(fā)壓力的下降；當(dāng)蒸發(fā)壓力升高時(shí)，閥關(guān)小，

17、供液發(fā)壓力的下降；當(dāng)蒸發(fā)壓力升高時(shí)，閥關(guān)小，供液量減少，抑制蒸發(fā)壓力上升。量減少，抑制蒸發(fā)壓力上升。4） 浮球閥浮球閥 用液位控制供液量。以浮球用液位控制供液量。以浮球杠桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)杠桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生閥動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)制冷機(jī)的情況，又分生閥動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)制冷機(jī)的情況，又分兩種。對(duì)于制冷劑液體主要在高壓側(cè)（冷凝器兩種。對(duì)于制冷劑液體主要在高壓側(cè)（冷凝器或高壓貯液器）的制冷機(jī)，采用高壓浮球閥。或高壓貯液器）的制冷機(jī)，采用高壓浮球閥。它的浮球感受冷凝器或高壓貯液器的液位。它的浮球感受冷凝器或高壓貯液器的液位。 當(dāng)液位升高時(shí)，閥開(kāi)大，增大蒸發(fā)器供液量；當(dāng)液位升高時(shí)，閥開(kāi)大，增大蒸發(fā)器供液量；當(dāng)液位降低時(shí)，

18、閥關(guān)小，減少供液量。當(dāng)液位降低時(shí)，閥關(guān)小，減少供液量。4.管道管道 用管道將制冷機(jī)各組成部件連接成一個(gè)完整的用管道將制冷機(jī)各組成部件連接成一個(gè)完整的制冷系統(tǒng)，使制冷劑在封閉的系統(tǒng)中循環(huán)。制冷劑制冷系統(tǒng)，使制冷劑在封閉的系統(tǒng)中循環(huán)。制冷劑管道應(yīng)考慮的問(wèn)題：管道應(yīng)考慮的問(wèn)題：管道的材質(zhì)應(yīng)與制冷劑相容管道的材質(zhì)應(yīng)與制冷劑相容管道與管道、管道與設(shè)備連接處必須可靠密封，采用管道與管道、管道與設(shè)備連接處必須可靠密封，采用焊接或可拆連接（法蘭或螺絲連接）焊接或可拆連接（法蘭或螺絲連接）連接處采用密封材料時(shí)，密封材料也必須與制冷劑相連接處采用密封材料時(shí)，密封材料也必須與制冷劑相容管道與外界環(huán)境接觸，將與管內(nèi)制

19、冷劑發(fā)生熱交換容管道與外界環(huán)境接觸，將與管內(nèi)制冷劑發(fā)生熱交換制冷劑在管道中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生管道壓降制冷劑在管道中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生管道壓降5.其它部件其它部件四個(gè)主要部件四個(gè)主要部件壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷凝器冷凝器節(jié)流件節(jié)流件蒸發(fā)器蒸發(fā)器不可缺少不可缺少管道管道附加附加凈化凈化貯集貯集分離設(shè)備分離設(shè)備v過(guò)濾器過(guò)濾器 v干燥器干燥器v貯液器貯液器 v集油器集油器 v油分離器油分離器v空氣分離器空氣分離器v一、制冷劑的選用原則一、制冷劑的選用原則v v 只有在工作溫度范圍內(nèi)能夠汽化和凝結(jié)的只有在工作溫度范圍內(nèi)能夠汽化和凝結(jié)的物質(zhì)才有可能作為制冷劑使用。物質(zhì)才有可能作為制冷劑使用。 1.1.制冷劑熱力學(xué)性質(zhì)制冷劑熱力學(xué)性

20、質(zhì) (1) (1) 工作溫度范圍內(nèi)有合適的壓力和壓力比。工作溫度范圍內(nèi)有合適的壓力和壓力比。 (2) (2) 單位制冷量單位制冷量q q0 0和單位容積制冷量和單位容積制冷量q qv v較大。較大。(3) (3) 比功比功w w和單位容積壓縮功和單位容積壓縮功w wv v小，循環(huán)效率高。小，循環(huán)效率高。 蒸發(fā)壓力蒸發(fā)壓力大氣壓力大氣壓力冷凝壓力不要過(guò)高冷凝壓力不要過(guò)高冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比不宜過(guò)大冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比不宜過(guò)大 (4) (4) 等熵壓縮終了溫度等熵壓縮終了溫度t t2 2不能太高，以免潤(rùn)滑條件惡化不能太高，以免潤(rùn)滑條件惡化或制冷劑自身在高溫下分解。或制冷劑自身在高溫下分解。2.

21、2.物理化學(xué)性質(zhì)方面物理化學(xué)性質(zhì)方面 (3) (3) 無(wú)毒、不燃燒、不爆炸、使用安全無(wú)毒、不燃燒、不爆炸、使用安全。 (4) (4) 化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好?；瘜W(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好。 (5) (5) 對(duì)大氣環(huán)境無(wú)破壞作用。對(duì)大氣環(huán)境無(wú)破壞作用。 原料來(lái)源充足，制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。原料來(lái)源充足，制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。 (1) (1) 粘度、密度盡量小。粘度、密度盡量小。 (2)(2) 導(dǎo)熱系數(shù)大，可提高傳熱系數(shù)，減少傳熱面積。導(dǎo)熱系數(shù)大，可提高傳熱系數(shù)，減少傳熱面積。 二、制冷劑二、制冷劑制冷劑按其化學(xué)組成主要有三類制冷劑按其化學(xué)組成主要有三類 無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物 氟里昂氟里昂 碳?xì)浠衔锾細(xì)浠?/p>

22、合物 字母字母“R”R”和它后面的一組數(shù)字或字和它后面的一組數(shù)字或字母母 表示制冷劑表示制冷劑 根據(jù)制冷劑分子組成按一定規(guī)則編寫根據(jù)制冷劑分子組成按一定規(guī)則編寫 1.1.無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物 2.2.氟里昂和烷烴類氟里昂和烷烴類 簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定為簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定為R7( )( )R7( )( )括號(hào)中填入的數(shù)字是該無(wú)機(jī)物分子量的整數(shù)部分。括號(hào)中填入的數(shù)字是該無(wú)機(jī)物分子量的整數(shù)部分。簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定為簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定為R(m-1)(n+1)(x)B(z) R(m-1)(n+1)(x)B(z) 數(shù)值為零時(shí)省略不寫，同分異構(gòu)體則在其最后加小數(shù)值為零時(shí)省略不寫，同分異構(gòu)體則在其最后加小寫英文字母以示區(qū)別。寫英文字母

23、以示區(qū)別。編寫規(guī)則編寫規(guī)則制冷劑的簡(jiǎn)寫符號(hào)制冷劑的簡(jiǎn)寫符號(hào)三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用1.1.安全性安全性(1) (1) 毒性毒性 雖然一些氟里昂制冷劑其毒性都較低，但在高溫或雖然一些氟里昂制冷劑其毒性都較低，但在高溫或火焰作用下會(huì)分解出極毒的光氣?；鹧孀饔孟聲?huì)分解出極毒的光氣。 (2) (2) 燃燒性和爆炸性燃燒性和爆炸性在空氣中發(fā)生燃燒或爆炸的體積百分比范圍。在空氣中發(fā)生燃燒或爆炸的體積百分比范圍。這一范圍的下限值越小，表示越易燃；下限這一范圍的下限值越小，表示越易燃；下限值相同，則范圍越寬越易燃。值相同，則范圍越寬越易燃。2.2.熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 制冷

24、劑在正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下不發(fā)生裂解。在溫度較高又制冷劑在正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下不發(fā)生裂解。在溫度較高又有油、鋼鐵、銅存在長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)發(fā)生變質(zhì)甚至熱解。有油、鋼鐵、銅存在長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)發(fā)生變質(zhì)甚至熱解。 爆炸極限爆炸極限“冰堵現(xiàn)象冰堵現(xiàn)象” ” 當(dāng)溫度降到當(dāng)溫度降到00以下時(shí)，水結(jié)成冰而堵塞節(jié)流閥或以下時(shí)，水結(jié)成冰而堵塞節(jié)流閥或毛細(xì)管的通道形成毛細(xì)管的通道形成“冰堵冰堵”，致使制冷機(jī)不能正常工，致使制冷機(jī)不能正常工作。作。 泄漏性泄漏性氨有強(qiáng)烈臭氣，靠嗅覺(jué)易判是否泄漏。易溶于水，氨有強(qiáng)烈臭氣，靠嗅覺(jué)易判是否泄漏。易溶于水，故不用肥皂水檢漏，用酚酞試劑和試紙檢漏故不用肥皂水檢漏，用酚酞試劑和試紙檢漏 氟利昂無(wú)色無(wú)

25、臭，鹵素噴燈和電子檢漏儀檢漏氟利昂無(wú)色無(wú)臭，鹵素噴燈和電子檢漏儀檢漏 沸點(diǎn)沸點(diǎn)-33.3-33.3，凝固點(diǎn)，凝固點(diǎn)-77.9-77.9 單位容積制冷量大粘性小，傳熱性好，流動(dòng)阻力小單位容積制冷量大粘性小，傳熱性好，流動(dòng)阻力小 毒性較大，有一定的可燃性毒性較大，有一定的可燃性 氨蒸氣無(wú)色，具有強(qiáng)烈的刺激性臭味氨蒸氣無(wú)色，具有強(qiáng)烈的刺激性臭味 氨液飛濺到皮膚上會(huì)引起腫脹甚至凍傷氨液飛濺到皮膚上會(huì)引起腫脹甚至凍傷 氨系統(tǒng)中有水分會(huì)加劇對(duì)金屬腐蝕，同時(shí)減小制冷量氨系統(tǒng)中有水分會(huì)加劇對(duì)金屬腐蝕，同時(shí)減小制冷量 。 以任意比與水互溶但在礦物潤(rùn)滑油中的溶解度很小以任意比與水互溶但在礦物潤(rùn)滑油中的溶解度很小

26、， 系統(tǒng)中氨分離的游離氫積累至一定程度遇空氣可能爆炸系統(tǒng)中氨分離的游離氫積累至一定程度遇空氣可能爆炸 氨液比重比礦物潤(rùn)滑油小，油沉積下部需定期放出氨液比重比礦物潤(rùn)滑油小，油沉積下部需定期放出 在氨制冷機(jī)中不用銅和銅合金材料在氨制冷機(jī)中不用銅和銅合金材料( (磷青銅除外磷青銅除外) ) 四、常用制冷劑四、常用制冷劑1.1.無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物氨氨2.2.氟利昂氟利昂 (1) R12 (1) R12（二氟二氯甲烷（二氟二氯甲烷 CFCF2 2ClCl2 2）沸點(diǎn)沸點(diǎn)-29.8-29.8，凝固點(diǎn)，凝固點(diǎn)-158-158。 無(wú)色，有較弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。無(wú)色，有較弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。系統(tǒng)里應(yīng)嚴(yán)格限制含水量，一般規(guī)定不得超過(guò)系統(tǒng)里應(yīng)嚴(yán)格限制含水量，一般規(guī)定不得超過(guò)0.001% 0.001% 常用溫度范圍內(nèi)能與礦物性潤(rùn)滑油以任意比互溶常用溫度范圍內(nèi)能與礦物性潤(rùn)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(guò)不腐蝕一般金屬但能腐蝕鎂及含鎂量超過(guò)2%2%鋁鎂合金。鋁鎂合金。 (2) R134a(2) R134a（四氟乙烷（四氟乙烷 CHCH2 2FCFFCF3 3）毒性低，不可燃，安全。毒性低，不可燃，安全。 與礦物潤(rùn)滑油不相溶，但能完全溶解于多元醇酯類。與礦物潤(rùn)滑油不相溶