制冷原理及设备2.ppt
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1、第二章第二章 制冷剂、载冷剂及制冷剂、载冷剂及润滑剂润滑剂一、制冷剂的发展、应用与选用原则一、制冷剂的发展、应用与选用原则二、制冷剂命名二、制冷剂命名三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用四、常用制冷剂四、常用制冷剂五、载冷剂的种类、作用及选用原则五、载冷剂的种类、作用及选用原则六、润滑油的功效、要求、种类及选用六、润滑油的功效、要求、种类及选用一、制冷剂的发展一、制冷剂的发展CO2、NH3、SO2卤代烃(氟里昂卤代烃(氟里昂Freon)是链状饱和碳氢化合物的是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。可以分为三类:氟、氯、溴衍生物的总称。可以分为三类:全卤代烃,分
2、子中只含有氯、氟、碳原子,称为全卤代烃,分子中只含有氯、氟、碳原子,称为氯氟烃,简称氯氟烃,简称CFCs;如如R11,R12,R13等;等;氢氯氟烃,分子中除氯、氟、碳原子外,还有氢氢氯氟烃,分子中除氯、氟、碳原子外,还有氢原子,简称原子,简称HCFCs,如如R22;氢氟烃,分子中没有氯原子,而有氢、氟、碳原氢氟烃,分子中没有氯原子,而有氢、氟、碳原子,简称子,简称HFCs,如如R134a。二甲基乙醚(蒸发压力有所提高)二甲基乙醚(蒸发压力有所提高)乙醚(易燃、易爆、制取低温时蒸发压力低于乙醚(易燃、易爆、制取低温时蒸发压力低于大气压)大气压)蒙特利尔议定书蒙特利尔议定书联合国环保组织联合国环
3、保组织19871987年在加拿大蒙特利尔市召开会年在加拿大蒙特利尔市召开会议,议,3636个国家和个国家和1010个国际组织共同签署了关于消个国际组织共同签署了关于消耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议定书,我国耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议定书,我国19921992年正式宣布加入修订后的蒙特利尔议定书年正式宣布加入修订后的蒙特利尔议定书对于对于CFCsCFCs:发达国家,从发达国家,从19961996年年1 1月月1 1日起完全停止日起完全停止生产和消费;发展中国家,最后停用日期是生产和消费;发展中国家,最后停用日期是20102010年;年;对于对于HCFCsHCFCs:发达国家,从发达国家,从199
4、61996年起冻结生产量,年起冻结生产量,20042004年开始削减,年开始削减,20202020年完全停用;发展中国家,年完全停用;发展中国家,从从20162016年开始冻结生产量,年开始冻结生产量,20402040年完全停用。年完全停用。以上时间表可能还会提前。以上时间表可能还会提前。制冷剂的替代制冷剂的替代R22R22(HCFCsHCFCs)R407CR407C(HFC32/HFC125/HFC134aHFC32/HFC125/HFC134a)R410AR410A(HFC32/HFC125HFC32/HFC125)R12R12(CFCsCFCs)R134aR134a(HFCsHFCs)R
5、600aR600a车用车用R22 COR22 CO2 2制冷剂性质方面的要求:制冷剂性质方面的要求:热力学性质方面:热力学性质方面:在工作温度范围内有合适的压力和压比;在工作温度范围内有合适的压力和压比;单位制冷量单位制冷量q q0 0和单位容积制冷量和单位容积制冷量q qv v比较大;比较大;比功比功w w和单位容积压缩功和单位容积压缩功w wv v小,循环效率高;小,循环效率高;等熵压缩终了温度等熵压缩终了温度t t2 2不太高;不太高;制冷剂性质方面的要求:制冷剂性质方面的要求:迁移性质方面:迁移性质方面:粘度、密度尽量小;粘度、密度尽量小;热导率大;热导率大;物理化学性质方面:物理化学
6、性质方面:无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全;无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全;化学稳定性和热稳定性好;化学稳定性和热稳定性好;对大气环境没有破坏作用;对大气环境没有破坏作用;其它方面:其它方面:原料来源广、制造工艺简单、价格便宜;原料来源广、制造工艺简单、价格便宜;二、制冷剂命名二、制冷剂命名无机物无机物卤代烃卤代烃碳氢化合物碳氢化合物环烷烃、链烯烃的卤代物环烷烃、链烯烃的卤代物二、制冷剂命名二、制冷剂命名 国际上统一规定用字母国际上统一规定用字母“R”和它后面和它后面的一组数字或字母作为制冷剂的简写符号。的一组数字或字母作为制冷剂的简写符号。无机化合物:无机化合物:简写符号规定为简写符号规定为R
7、7(),(),括括号代表一组数字,是该无机物分子量的整号代表一组数字,是该无机物分子量的整数部分;例如数部分;例如R717,R744等等二、制冷剂命名二、制冷剂命名卤代烃和其他烷烃类卤代烃和其他烷烃类:烷烃类化合物的分:烷烃类化合物的分子通式为子通式为CmH2m+2;卤代烃的分子通式为卤代烃的分子通式为CmHnFxClyBrz(n+x+y+z=2m+2),),则简写则简写符号规定为符号规定为R(m-1)(n+1)(x)B(z),每个括号每个括号是一个数字,该数字为零时省去不写。比是一个数字,该数字为零时省去不写。比较特殊的是较特殊的是R600和和R600a。二、制冷剂命名二、制冷剂命名非共沸混
8、合制冷剂非共沸混合制冷剂:简写符号为:简写符号为R4();();共沸混合制冷剂共沸混合制冷剂:简写符号为:简写符号为R5();();环烷烃及环烷烃的卤代物环烷烃及环烷烃的卤代物:用字母:用字母“RC”开开头;头;链烯烃及链烯烃的卤代物链烯烃及链烯烃的卤代物:用字母:用字母“R1”开开头;头;有机氧化物、脂肪族胺有机氧化物、脂肪族胺:用:用R6开头,其后的开头,其后的数字是任选的。数字是任选的。三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用安全性安全性1.毒性毒性美国工业与环境卫生专家大会用美国工业与环境卫生专家大会用TLVs(Threshold Limit Values)指标
9、作为毒性指标;指标作为毒性指标;美国杜邦公司用美国杜邦公司用AEL(Allowable Exposure Limit)作为毒性指标。作为毒性指标。上述两个指标数量非常接近,如果这些指标的数上述两个指标数量非常接近,如果这些指标的数值不小于值不小于1000,则认为这种制冷剂是无毒的。,则认为这种制冷剂是无毒的。注意:注意:虽然有些氟里昂制冷剂的毒性较低,但是虽然有些氟里昂制冷剂的毒性较低,但是在高温或是火焰作用下会分解出在高温或是火焰作用下会分解出极毒极毒的光气(二的光气(二氯化碳酰,又称碳酰氯),使用时要特别注意!氯化碳酰,又称碳酰氯),使用时要特别注意!三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制
10、冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用2.燃烧性和爆炸性燃烧性和爆炸性各种制冷剂的燃烧性和爆炸性差别很大。易燃的各种制冷剂的燃烧性和爆炸性差别很大。易燃的制冷剂在空气中的含量达到一定的范围时,遇明制冷剂在空气中的含量达到一定的范围时,遇明火就会产生爆炸。因此应尽量避免使用,万一必火就会产生爆炸。因此应尽量避免使用,万一必须要使用,要有防火防爆安全措施。须要使用,要有防火防爆安全措施。三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用3.安全分类安全分类国际标准国际标准ISO514993和美国标准和美国标准ANSIASHRAE34
11、-92对制冷剂的安全分类作了较大的调整,对制冷剂的安全分类作了较大的调整,将毒性和可燃性合在一起,规定了六个安全等级。将毒性和可燃性合在一起,规定了六个安全等级。(American Society of Heating Refrigerating and Airconditioning Engineers)三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用热稳定性热稳定性 通常情况下,制冷剂因受热而发生化学分通常情况下,制冷剂因受热而发生化学分解的温度大大高于其工作温度,因此正常解的温度大大高于其工作温度,因此正常运
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