常用制冷劑的性質(zhì)-暖通空調(diào)技57課件講解

暖通空調(diào)技術(shù)常用制冷劑的性質(zhì)主講人：王佳慧01無機化合物CONTENTS02鹵代烴03混合制冷工質(zhì)04烴類主講人：王佳慧PARTONE01無機化合物主講人：王佳慧01無機化合物-氨（R717）氨（R717）氨是應(yīng)用較廣的中溫制冷工質(zhì)。正常沸點為-33.3℃，凝固點為-77.9℃。具有較好的熱力學(xué)性質(zhì)和熱物理性質(zhì)。在常溫和普通低溫范圍內(nèi)：壓力適中單位容積制冷量大黏性小流動阻力小傳熱性能好主講人：王佳慧01無機化合物-氨（R717）氨對人體有較大的毒性，也有一定的可燃性，安全分類為B2。01氨蒸氣無色，具有強烈的刺激性臭味，刺激人的眼睛及呼吸器官。02氨液飛濺到皮膚上時，會引起腫脹，甚至凍傷。03當(dāng)氨蒸氣在空氣中的濃度達到3.75×10-4~4.50×10-4時，人在其中停留30min，即可中毒。主講人：王佳慧01氦可以引起燃燒和爆炸。當(dāng)空氣中氨的體積分數(shù)達到3.75×10-4~4.50×10-4時，可引起爆炸?？諝庵邪钡捏w積分數(shù)達到11%~14%時，即可點燃（燃燒時呈黃色火焰）。車間內(nèi)的工作區(qū)里，氨蒸氣的體積分數(shù)不得超過1.83×10-4。若系統(tǒng)中氨所分離的游離氫積累到一定程度，遇空氣會引起強烈爆炸。主講人：王佳慧無機化合物-氨（R717）01氨能以任意比例與水相互溶解，組成氨水溶液，在低溫時水也不會從溶液中析出而凍結(jié)成冰，所以氨系統(tǒng)里不必設(shè)置干燥器。

但氨系統(tǒng)有水分時，會加劇對金屬的腐蝕，同時使制冷量減小，所以一般限制氨中的含水量不得超過0.2%。主講人：王佳慧無機化合物-氨（R717）01

氨在礦物潤滑油中的溶解度很小，因此氨制冷工質(zhì)管道及換熱器的傳熱表面上會積有油膜，影響傳熱效果。

氨液的密度比礦物潤滑油小，在貯液筒和蒸發(fā)器中，油會沉積在下部，需要定期放出。主講人：王佳慧無機化合物-氨（R717）01氨對鋼鐵不起腐蝕作用，但當(dāng)含有水分時，將會腐蝕鋅、銅、青銅及其他銅合金。只有磷青銅不被腐蝕。

因此，在氨制冷機中，不用銅和銅合金（磷青銅除外）材料，只有那些連桿襯套、密封環(huán)等零部件，才允許使用高錫磷青銅。主講人：王佳慧無機化合物-氨（R717）01主講人：王佳慧無機化合物-氨（R717）蒸發(fā)溫度在-65℃以上的大型或中型單級、雙級活塞式及螺桿式制冷機大容量離心式制冷機01水（R718)水屬于無機物類制冷劑，是所有制冷劑中來源最為廣泛、最為安全而便宜的工質(zhì)。水的標準蒸發(fā)溫度為100℃，冰點為0℃。水無毒、無味、不燃、不爆，但水蒸汽體積大，蒸發(fā)壓力低，使系統(tǒng)處于高真空狀態(tài)。主講人：王佳慧無機化合物-水（R718)35℃時，比體積為25m3/kg，壓力為5650Pa。5℃時，比體積為173m3/kg，壓力為873Pa。01水（R718)水屬于無機物類制冷劑，是所有制冷劑中來源最為廣泛、最為安全而便宜的工質(zhì)。水的標準蒸發(fā)溫度為100℃，冰點為0℃。水無毒、無味、不燃、不爆，但水蒸汽體積大，蒸發(fā)壓力低，使系統(tǒng)處于高真空狀態(tài)。空調(diào)用的吸收式和蒸氣噴射式制冷機主講人：王佳慧無機化合物-水（R718)PARTTWO02鹵代烴主講人：王佳慧02鹵代烴

鹵代烴也稱氟利昂，是鏈狀飽和碳氫化合物的氟、氯、溴衍生物的總稱。

氟利昂是應(yīng)用較廣的一類制冷劑，目前主要用于中、小型活塞式及螺桿式制冷壓縮機、空調(diào)用離心式制冷壓縮機、低溫制冷裝置及其有特殊要求的制冷裝置中。主講人：王佳慧02鹵代烴無毒或低毒，無刺激性氣味。不燃燒、不爆炸。熱穩(wěn)定性好，凝固點低。對金屬的潤滑性好。

鹵代烴也稱氟利昂，是鏈狀飽和碳氫化合物的氟、氯、溴衍生物的總稱。主講人：王佳慧02鹵代烴-R134aR134a又稱四氟乙烷（CH2FCF3)。它是作為R12的替代制冷工質(zhì)而提出的，其許多特性與R12很接近。

近年來，R134a也被用于離心式制冷機中，作為R11的替代制冷工質(zhì)。主講人：王佳慧02R134a的臨界壓力比R12略低，為4067kPa。溫度及液體密度均比R12略小。標準沸點略高于R12，為-26.16℃。液體、氣體的比熱容均比R12大。二者的飽和蒸氣壓在低溫時R134a略低，大約在17℃時相等，高溫時R134a略高。因此，一般情況下，R134a的壓力比要略高于R12，但它的排氣溫度比R12低，對壓縮機工作更有利。二者的黏性相差不大。主講人：王佳慧鹵代烴-R134a02R134a的毒性低，在空氣中不可燃，安全類別與R12一樣為A1級，很安全。與R12相比，R134a具有優(yōu)良的遷移性質(zhì)，其液體及氣體的熱導(dǎo)率顯著高于R12。研究表明，R134a的傳熱系數(shù)在蒸發(fā)器中比R12要高35%~40%，在冷凝器中要高25%~35%。鹵代烴-R134a主講人：王佳慧02R134a與礦物潤滑油不相溶。溫度較高能完全溶解于多元烷基醇類和多元醇酯類合成潤滑油。溫度較低只能溶解于多元醇酯類合成潤滑油。鹵代烴-R134a主講人：王佳慧02即使少量水分存在，在潤滑油等的一起作用下，將會產(chǎn)生酸、CO或CO2，將對金屬產(chǎn)生腐蝕作用，或產(chǎn)生“鍍銅”現(xiàn)象。R134a對系統(tǒng)的干燥和清潔性要求更高。不能用與R12相同的干燥劑，必須用與R134a相容的干燥劑，如XH-7或XH-9型分子篩。鹵代烴-R134a主講人：王佳慧R134a的化學(xué)穩(wěn)定性很好，但溶水性比R12強得多，對制冷系統(tǒng)很不利。

R134a對鋼、鐵、銅、鋁等金屬均未發(fā)現(xiàn)有相互化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，僅對鋅有輕微作用。

除了對聚苯乙烯稍有影響外，對塑料無顯著影響。與塑料相比，合成橡膠受R134a的影響略大，特別是氟橡膠。主講人：王佳慧02鹵代烴-R134a02與其他HFC類制冷工質(zhì)一樣，R134a分子中不存在氯原子，不能用傳統(tǒng)電子檢漏儀檢漏，應(yīng)該用專門適合于R134a的檢漏儀檢漏。鹵代烴-R134a主講人：王佳慧02鹵代烴-R22R22又稱二氟一氯甲烷（CHF2Cl)，屬于HCFC類制冷工質(zhì)。

根據(jù)蒙特利爾議定書規(guī)定在發(fā)達國家已停止使用和生產(chǎn)，在發(fā)展中國家還可以生產(chǎn)，但其生產(chǎn)和使用截至期限是2030年，目前仍是較常用的中溫制冷工質(zhì)。主講人：王佳慧02鹵代烴-R22在相同的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下，R22比R12的壓力要高65％左右。R22的沸點為-40.8℃，凝固點為-160℃。在常溫下的冷凝壓力和單位容積制冷量與氨差不多，比R12要大。其壓縮終溫介于氨和R12之間，能制取的最低蒸發(fā)溫度為-80℃。主講人：王佳慧02鹵代烴-R22R22無色、無味、不燃燒、不爆炸、毒性比R12略大，但仍然是安全的制冷工質(zhì)，安全級別為A1。

它的傳熱性能與R12差不多，流動性比R12好。溶水性比R12稍大，但仍然屬于不溶于水的物質(zhì)。R22的含水量應(yīng)限制在0.01％以內(nèi)，同時系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)裝設(shè)干燥器。主講人：王佳慧02鹵代烴-R22R22化學(xué)性質(zhì)不如R12穩(wěn)定，它對有機物的膨潤作用更強，密封材料可采用氯乙醇橡膠。R22對金屬與非金屬的作用與R12相似，其泄漏特性也與R12相似。主講人：王佳慧02鹵代烴-R22主講人：王佳慧R22能部分地與礦物潤滑油相互溶解，其溶解度隨著礦物潤滑油的種類及溫度而變。礦物潤滑油在R22制冷系統(tǒng)各部分中產(chǎn)生不同的影響。02鹵代烴-R22主講人：王佳慧冷凝器礦物潤滑油將溶解于R22液體中，不易在傳熱表面形成油膜而影響傳熱。貯液器R22液體與油形成基本上是均勻的溶液而不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，因而不可能從貯液器中將油分離出來。02鹵代烴-R22滿液式蒸發(fā)器隨著R22的不斷蒸發(fā)，礦物潤滑油在其中越積越多，使蒸發(fā)溫度提高，傳熱系數(shù)降低。在氟利昂制冷機中，一般采用蛇管式蒸發(fā)器（或管內(nèi)蒸發(fā)的殼管式蒸發(fā)器），液體從上面供入，蒸氣從下邊引出，使礦物潤滑油與R22蒸氣一同返回壓縮機中。主講人：王佳慧02鹵代烴-R22機器停用曲軸箱內(nèi)壓力升高，油中的R22溶解量增多。壓縮機啟動曲軸箱內(nèi)的壓力降低到蒸發(fā)壓力，油中的R22會大量蒸發(fā)，使油起泡，這將影響油泵工作。所以較大容量的R22制冷機，在啟動前需先對曲軸箱內(nèi)的油加熱，使R22蒸發(fā)。主講人：王佳慧02鹵代烴-R123R123又稱三氟一氯乙烷（CHCl2CF3)，屬于HCFC類制冷工質(zhì)，也將要被限制和禁止使用。R123是作為R11的替代制冷工質(zhì)而提出的。主講人：王佳慧02鹵代烴-R123R123的沸點為27.87℃，凝固點為-107.15℃。安全級別為B1級，比R11(A1級）要差。在相同工況下，R123的壓力比略高于R11，單位容積制冷量比R11略低。在理化熱工物質(zhì)方面，R123的汽化潛熱較小，液體熱容較大，熱導(dǎo)率較小黏度略大，故在蒸發(fā)器和冷凝器中的傳熱系數(shù)有所下降，其排冷溶度比R11低。由于R123不僅屬于HCFC類物質(zhì)，而且它具有輕微毒性，很多廠商已不再采用R123，而是采用R134a作為替代R11的最終途徑。主講人：王佳慧PARTTHREE03混合制冷工質(zhì)主講人：王佳慧03混合制冷工質(zhì)混合制冷工質(zhì)是由兩種或兩種以上的純制冷工質(zhì)以一定的比例混合而成的。

按照它混合后的溶液是否具有共沸的性質(zhì)，分為共沸制冷工質(zhì)和非共沸制冷工質(zhì)兩類。主講人：王佳慧03共沸制冷工質(zhì)R507它是一種新的制冷工質(zhì)，是作為R502的替代物提出來的。ODP值為0，沸點為-46.7℃，與R502的沸點非常接近。主講人：王佳慧03共沸制冷工質(zhì)R507制冷系數(shù)比R502略低。容積制冷量比R502略高。壓縮機排氣溫度比R502略低。冷凝壓力比R502略高。壓力比略高于R502。相同工況下：主講人：王佳慧03共沸制冷工質(zhì)R507不溶于礦物油，但能溶于聚酯類潤滑油。因此，凡是用R502的場合，都可用R507來替代。主講人：王佳慧03非共沸混合制冷工質(zhì)R401A和R401BODP值較小易于獲得價格較低能溶于聚醇類和聚酯類潤滑油其他性能與R12較接近由于其ODP值不為零，隨著純質(zhì)替代制冷工質(zhì)R134a和R600a生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟和價格的不斷降低，這兩種非共沸混合制冷工質(zhì)也逐漸被純質(zhì)制冷工質(zhì)所代替。主講人：王佳慧03非共沸混合制冷工質(zhì)R407C是一種三元非共沸混合制冷工質(zhì)，是作為R22的替代物而提出的。在標準大氣壓下，其泡點溫度為-43.4℃，露點溫度為-36.1℃，與R22的沸點較接近。R407C也不能與礦物潤滑油互溶，但能溶解于聚酯類合成潤滑油。主講人：王佳慧03非共沸混合制冷工質(zhì)R407C容積制冷量以及制冷系數(shù)比R22略低（約5%)。因此，將空調(diào)系統(tǒng)R22的換成R407C，只要將潤滑油和制冷工質(zhì)改換就可以了，不需要更換制冷壓縮機。空調(diào)工況（t0≈7℃）制冷系數(shù)比R22低得不多，但它的容積制冷量比R22要低得多（約20%)。低溫工況（t0<-30℃）由于R407C的泡露點溫差較大，在使用時最好將熱交換器作成逆流形式。主講人：王佳慧03非共沸混合制冷工質(zhì)R410A是一種二元混合制冷工質(zhì)，其泡露點溫差僅0.2℃，可稱之為近共沸混合制冷工質(zhì)。R407C不能與礦物潤滑油互溶，但能溶解于聚酯類合成潤滑油，它也是作為R22的替代物提出來的。在一定的溫度下，它的飽和蒸氣壓比R22和R407C均要高一些，但它的其他性能比R407C要優(yōu)越。主講人：王佳慧03非共沸混合制冷工質(zhì)在低溫工況，使用R410A的制冷系統(tǒng)具有更小的體積，更高的能量利用率。

但不能直接用來替換R22的制冷系統(tǒng)，使用R410A時，要用專門的制冷壓縮機，而不能用R22的制冷壓縮機。與R407C相比與R22相比容積制冷量在低溫工況時比R22還要高約60%，制冷系數(shù)也比R22高約5%。在空調(diào)工況時，容積制冷量和制冷系