第三章制冷工质.ppt

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1、制冷剂（制冷剂（制冷剂（制冷剂（RefrigerantRefrigerant）是制冷装置中的循环工作）是制冷装置中的循环工作）是制冷装置中的循环工作）是制冷装置中的循环工作介质。制冷剂在制冷系统中循环流动，通过自身介质。制冷剂在制冷系统中循环流动，通过自身介质。制冷剂在制冷系统中循环流动，通过自身介质。制冷剂在制冷系统中循环流动，通过自身热力状态的循环变化完成与外界的能量转换和传热力状态的循环变化完成与外界的能量转换和传热力状态的循环变化完成与外界的能量转换和传热力状态的循环变化完成与外界的能量转换和传递，实现制冷的目的。递，实现制冷的目的。递，实现制冷的目的。递，实现制冷的目的。制冷装置的结

2、构、工作参数、运行经济性与可靠制冷装置的结构、工作参数、运行经济性与可靠制冷装置的结构、工作参数、运行经济性与可靠制冷装置的结构、工作参数、运行经济性与可靠性在很大程度上与制冷剂的性质有关，制冷剂的性在很大程度上与制冷剂的性质有关，制冷剂的性在很大程度上与制冷剂的性质有关，制冷剂的性在很大程度上与制冷剂的性质有关，制冷剂的研究与发展是制冷技术研究与发展的关键之一，研究与发展是制冷技术研究与发展的关键之一，研究与发展是制冷技术研究与发展的关键之一，研究与发展是制冷技术研究与发展的关键之一，制冷剂的选择是制冷机设计的一个重要环节。制冷剂的选择是制冷机设计的一个重要环节。制冷剂的选择是制冷机设计的一

3、个重要环节。制冷剂的选择是制冷机设计的一个重要环节。第二章第二章 制冷工质制冷工质本章主要内容：本章主要内容：3.1 概概述述3.2 制冷剂的热制冷剂的热力性质及其计算力性质及其计算3.3 制冷剂的理化性质制冷剂的理化性质3.4 常用制冷剂常用制冷剂3.5 载冷剂载冷剂3.6 润滑油润滑油3.1 概述概述在蒸气压缩式制冷机中，制冷剂从低温热源中吸在蒸气压缩式制冷机中，制冷剂从低温热源中吸在蒸气压缩式制冷机中，制冷剂从低温热源中吸在蒸气压缩式制冷机中，制冷剂从低温热源中吸取热量，在低温下气化；向高温热源排放热量，取热量，在低温下气化；向高温热源排放热量，取热量，在低温下气化；向高温热源排放热量，

4、取热量，在低温下气化；向高温热源排放热量，在高温下凝结。所以，只有在工作温度范围内能在高温下凝结。所以，只有在工作温度范围内能在高温下凝结。所以，只有在工作温度范围内能在高温下凝结。所以，只有在工作温度范围内能够气化和凝结的物质才有可能作为蒸气压缩式制够气化和凝结的物质才有可能作为蒸气压缩式制够气化和凝结的物质才有可能作为蒸气压缩式制够气化和凝结的物质才有可能作为蒸气压缩式制冷机的制冷剂使用。多数制冷剂在大气压力和环冷机的制冷剂使用。多数制冷剂在大气压力和环冷机的制冷剂使用。多数制冷剂在大气压力和环冷机的制冷剂使用。多数制冷剂在大气压力和环境温度下呈气态境温度下呈气态境温度下呈气态境温度下呈气

5、态 3.1.1 制冷剂及其发展制冷剂及其发展n n乙醚是最早使用的制冷剂乙醚是最早使用的制冷剂乙醚是最早使用的制冷剂乙醚是最早使用的制冷剂n n18661866年，威德豪森（年，威德豪森（年，威德豪森（年，威德豪森（WindhausenWindhausen）提出使用）提出使用）提出使用）提出使用COCO2 2作为制冷剂。作为制冷剂。作为制冷剂。作为制冷剂。n n18701870年，卡尔年，卡尔年，卡尔年，卡尔 林德（林德（林德（林德（Carl.LindeCarl.Linde）对使用）对使用）对使用）对使用NHNH3 3制冷剂做出制冷剂做出制冷剂做出制冷剂做出了贡献，了贡献，了贡献，了贡献，n

6、n18741874年，拉乌尔年，拉乌尔年，拉乌尔年，拉乌尔 皮克特（皮克特（皮克特（皮克特（Raul Raul PictelPictel）采用）采用）采用）采用SOSO2 2做制冷剂。做制冷剂。做制冷剂。做制冷剂。SOSO2 2由于其毒性和腐蚀性大而后逐渐被淘汰。由于其毒性和腐蚀性大而后逐渐被淘汰。由于其毒性和腐蚀性大而后逐渐被淘汰。由于其毒性和腐蚀性大而后逐渐被淘汰。n nCOCO2 2的优点是环保和无毒，但在使用温度范围内压力特别高，的优点是环保和无毒，但在使用温度范围内压力特别高，的优点是环保和无毒，但在使用温度范围内压力特别高，的优点是环保和无毒，但在使用温度范围内压力特别高，机器极为

7、笨重，曾经在船用制冷装置中作制冷剂，后被氟利昂机器极为笨重，曾经在船用制冷装置中作制冷剂，后被氟利昂机器极为笨重，曾经在船用制冷装置中作制冷剂，后被氟利昂机器极为笨重，曾经在船用制冷装置中作制冷剂，后被氟利昂所取代。近年来由于环境保护的驱动，又兴起了所取代。近年来由于环境保护的驱动，又兴起了所取代。近年来由于环境保护的驱动，又兴起了所取代。近年来由于环境保护的驱动，又兴起了COCO2 2制冷机的制冷机的制冷机的制冷机的应用研究。应用研究。应用研究。应用研究。氟利昂（氟利昂（氟利昂（氟利昂（FreonFreon）是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。）是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生

8、物的总称。）是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。）是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。作为制冷剂使用是汤姆斯作为制冷剂使用是汤姆斯作为制冷剂使用是汤姆斯作为制冷剂使用是汤姆斯 米杰里（米杰里（米杰里（米杰里（ThomesThomes MidgleyMidgley）于）于）于）于1929192919301930年间首先提出来的。年间首先提出来的。年间首先提出来的。年间首先提出来的。氟利昂制冷剂的种类很多，它们之间的热力性质有很大不同，能适氟利昂制冷剂的种类很多，它们之间的热力性质有很大不同，能适氟利昂制冷剂的种类很多，它们之间的热力性质有很大不同，能适氟利昂制冷剂的种类很多，

9、它们之间的热力性质有很大不同，能适应不同制冷温度和容量的要求。氟利昂的应用曾对制冷工业带来了应不同制冷温度和容量的要求。氟利昂的应用曾对制冷工业带来了应不同制冷温度和容量的要求。氟利昂的应用曾对制冷工业带来了应不同制冷温度和容量的要求。氟利昂的应用曾对制冷工业带来了变革性进步。变革性进步。变革性进步。变革性进步。19741974年美国加利福尼亚大学的莫利纳（年美国加利福尼亚大学的莫利纳（年美国加利福尼亚大学的莫利纳（年美国加利福尼亚大学的莫利纳（M.J.MolinaM.J.Molina）和罗兰）和罗兰）和罗兰）和罗兰（F.s.RowlandF.s.Rowland）教授首先撰文指出，卤代烃中的氯

10、原子会破坏大气）教授首先撰文指出，卤代烃中的氯原子会破坏大气）教授首先撰文指出，卤代烃中的氯原子会破坏大气）教授首先撰文指出，卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层。臭氧层。臭氧层。臭氧层。n n CFCsCFCs：分子中只有氯、氟、碳原子，：分子中只有氯、氟、碳原子，：分子中只有氯、氟、碳原子，：分子中只有氯、氟、碳原子，称氯氟烃称氯氟烃称氯氟烃称氯氟烃 ；n n HCFCsHCFCs：除了氯、氟、碳原子外，还有氢原子，称氢氯氟烃；：除了氯、氟、碳原子外，还有氢原子，称氢氯氟烃；：除了氯、氟、碳原子外，还有氢原子，称氢氯氟烃；：除了氯、氟、碳原子外，还有氢原子，称氢氯氟烃；n n HFCsHFCs

11、：分子中没有氯原子，而有氢、氟和碳原子，称氢氟烃。：分子中没有氯原子，而有氢、氟和碳原子，称氢氟烃。：分子中没有氯原子，而有氢、氟和碳原子，称氢氟烃。：分子中没有氯原子，而有氢、氟和碳原子，称氢氟烃。根据莫利纳和罗兰的理论，根据莫利纳和罗兰的理论，根据莫利纳和罗兰的理论，根据莫利纳和罗兰的理论，CFCsCFCs对大气臭氧层的破坏性最大。这就对大气臭氧层的破坏性最大。这就对大气臭氧层的破坏性最大。这就对大气臭氧层的破坏性最大。这就是著名的是著名的是著名的是著名的CFCsCFCs问题。问题。问题。问题。氟利昂氟利昂及其环境问题及其环境问题氟里昂的结构特性氟里昂的结构特性 氟里昂是饱和碳氢化合物的氟

12、、氯、溴衍生物的总称氟里昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称氟里昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称氟里昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称其分子通式为其分子通式为其分子通式为其分子通式为C Cm m HHn n F Fx x CLCLy y BrBrz z,简写符号为简写符号为简写符号为简写符号为R(m-1)(n+1)(x)B(z)R(m-1)(n+1)(x)B(z)。氟里昂的理化性质具有一定的规律性氟里昂的理化性质具有一定的规律性氟里昂的理化性质具有一定的规律性氟里昂的理化性质具有一定的规律性uu 含氢（含氢（含氢（含氢（HH）原子多，可燃性强；原子多，可燃性强；原子多，

13、可燃性强；原子多，可燃性强；uu 含氯（含氯（含氯（含氯（CLCL）原子多，毒性大，污染严重；原子多，毒性大，污染严重；原子多，毒性大，污染严重；原子多，毒性大，污染严重；uu 含氟（含氟（含氟（含氟（F F）原子多，化学稳定性好；原子多，化学稳定性好；原子多，化学稳定性好；原子多，化学稳定性好；完全卤代烃在大气中寿命长，对臭氧破坏作用大。完全卤代烃在大气中寿命长，对臭氧破坏作用大。完全卤代烃在大气中寿命长，对臭氧破坏作用大。完全卤代烃在大气中寿命长，对臭氧破坏作用大。直观表示法：直观表示法：直观表示法：直观表示法：“CFC”CFC”；“HCFC”HCFC”；“HFC”HFC”。全球制冷界和相

14、关科学工作者经过近全球制冷界和相关科学工作者经过近全球制冷界和相关科学工作者经过近全球制冷界和相关科学工作者经过近2020年的共同努力，年的共同努力，年的共同努力，年的共同努力，CFCsCFCs制冷剂的生产和消费已停止，蒙特利尔议定书的第制冷剂的生产和消费已停止，蒙特利尔议定书的第制冷剂的生产和消费已停止，蒙特利尔议定书的第制冷剂的生产和消费已停止，蒙特利尔议定书的第一阶段目标基本实现。由于温室效应等环境问题加剧，一阶段目标基本实现。由于温室效应等环境问题加剧，一阶段目标基本实现。由于温室效应等环境问题加剧，一阶段目标基本实现。由于温室效应等环境问题加剧，20072007年年年年9 9月在加拿

15、大蒙特利尔召开的第十九次月在加拿大蒙特利尔召开的第十九次月在加拿大蒙特利尔召开的第十九次月在加拿大蒙特利尔召开的第十九次蒙特利尔蒙特利尔蒙特利尔蒙特利尔议定书议定书议定书议定书缔约方大会上，经过与会国的磋商和谈判同意加缔约方大会上，经过与会国的磋商和谈判同意加缔约方大会上，经过与会国的磋商和谈判同意加缔约方大会上，经过与会国的磋商和谈判同意加速淘汰速淘汰速淘汰速淘汰HCFCsHCFCs的生产与消费，并对淘汰的生产与消费，并对淘汰的生产与消费，并对淘汰的生产与消费，并对淘汰HCFCsHCFCs时间表作时间表作时间表作时间表作出了调整。根据新的时间表，中国出了调整。根据新的时间表，中国出了调整。根

16、据新的时间表，中国出了调整。根据新的时间表，中国HCFCsHCFCs完全淘汰的时间完全淘汰的时间完全淘汰的时间完全淘汰的时间比原定的比原定的比原定的比原定的20402040年提前了年提前了年提前了年提前了1010年，并且对年，并且对年，并且对年，并且对HCFCsHCFCs的消费和生产的消费和生产的消费和生产的消费和生产冻结时间作出调整，从原来的冻结时间作出调整，从原来的冻结时间作出调整，从原来的冻结时间作出调整，从原来的20162016年提前到年提前到年提前到年提前到20132013年。年。年。年。制冷剂的开发和替代研究成为世界各国相关技术专家和科制冷剂的开发和替代研究成为世界各国相关技术专家

17、和科制冷剂的开发和替代研究成为世界各国相关技术专家和科制冷剂的开发和替代研究成为世界各国相关技术专家和科学家的热门课题，制冷剂的发展进入节能与环保的新时代。学家的热门课题，制冷剂的发展进入节能与环保的新时代。学家的热门课题，制冷剂的发展进入节能与环保的新时代。学家的热门课题，制冷剂的发展进入节能与环保的新时代。未来制冷剂的主要发展方向是：未来制冷剂的主要发展方向是：未来制冷剂的主要发展方向是：未来制冷剂的主要发展方向是：HFCHFC类制冷剂的开发和实类制冷剂的开发和实类制冷剂的开发和实类制冷剂的开发和实用化；天然制冷剂的应用研究、推广与实用化。用化；天然制冷剂的应用研究、推广与实用化。用化；天

18、然制冷剂的应用研究、推广与实用化。用化；天然制冷剂的应用研究、推广与实用化。3.1.2 制冷剂的命名制冷剂的命名 国际上统一规定用字母国际上统一规定用字母国际上统一规定用字母国际上统一规定用字母“R”R”和它后面的一组数字或字母和它后面的一组数字或字母和它后面的一组数字或字母和它后面的一组数字或字母作为制冷剂的简写符号。字母作为制冷剂的简写符号。字母作为制冷剂的简写符号。字母作为制冷剂的简写符号。字母“R”R”表示制冷剂，后面的表示制冷剂，后面的表示制冷剂，后面的表示制冷剂，后面的数字或字母则根据制冷剂的分子组成按一定的规则编写。数字或字母则根据制冷剂的分子组成按一定的规则编写。数字或字母则根

19、据制冷剂的分子组成按一定的规则编写。数字或字母则根据制冷剂的分子组成按一定的规则编写。1 1）无机化合物，简写符号规定为）无机化合物，简写符号规定为）无机化合物，简写符号规定为）无机化合物，简写符号规定为R7R7（）。）。）。）。2 2）氟利昂和烷烃类，分子通式为）氟利昂和烷烃类，分子通式为）氟利昂和烷烃类，分子通式为）氟利昂和烷烃类，分子通式为CmH2m+2CmH2m+2；3 3）混合制冷剂）混合制冷剂）混合制冷剂）混合制冷剂n n 非共沸混合制冷剂，简写符号为非共沸混合制冷剂，简写符号为非共沸混合制冷剂，简写符号为非共沸混合制冷剂，简写符号为R4R4（）n n 共沸混合制冷剂，简写符号为共

20、沸混合制冷剂，简写符号为共沸混合制冷剂，简写符号为共沸混合制冷剂，简写符号为R5R5（）4 4）有机物）有机物）有机物）有机物3.1.3 制冷剂的选择原则制冷剂的选择原则 1 1）热力性质方面）热力性质方面）热力性质方面）热力性质方面在工作温度范围内有合适的压力和压力比，即希望蒸发在工作温度范围内有合适的压力和压力比，即希望蒸发在工作温度范围内有合适的压力和压力比，即希望蒸发在工作温度范围内有合适的压力和压力比，即希望蒸发压力不要过低，冷凝压力不要过高；压力不要过低，冷凝压力不要过高；压力不要过低，冷凝压力不要过高；压力不要过低，冷凝压力不要过高；通常希望单位质量制冷量通常希望单位质量制冷量通

21、常希望单位质量制冷量通常希望单位质量制冷量q q0 0和单位容积制冷量和单位容积制冷量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；比较大；比较大；比功比功比功比功w w0 0和单位容积压缩功和单位容积压缩功和单位容积压缩功和单位容积压缩功w w小，循环效率高。小，循环效率高。小，循环效率高。小，循环效率高。等熵压缩的终了温度等熵压缩的终了温度等熵压缩的终了温度等熵压缩的终了温度t t2 2不太高，以免润滑条件恶化（润不太高，以免润滑条件恶化（润不太高，以免润滑条件恶化（润不太高，以免润滑条件恶化（润滑油黏性下降、结焦）或制冷剂自身在高温下分解。滑油黏性下降、结焦）或制冷剂自身在

22、高温下分解。滑油黏性下降、结焦）或制冷剂自身在高温下分解。滑油黏性下降、结焦）或制冷剂自身在高温下分解。2 2）环境友好）环境友好）环境友好）环境友好对大气环境无破坏作用，无温室效应。对大气环境无破坏作用，无温室效应。对大气环境无破坏作用，无温室效应。对大气环境无破坏作用，无温室效应。3 3）传输性质方面）传输性质方面）传输性质方面）传输性质方面粘度、密度尽量小，可减少制冷剂在系统中的流动阻力。粘度、密度尽量小，可减少制冷剂在系统中的流动阻力。粘度、密度尽量小，可减少制冷剂在系统中的流动阻力。粘度、密度尽量小，可减少制冷剂在系统中的流动阻力。热导率大，可以提高热交换设备（如蒸发器、冷凝器等）热

23、导率大，可以提高热交换设备（如蒸发器、冷凝器等）热导率大，可以提高热交换设备（如蒸发器、冷凝器等）热导率大，可以提高热交换设备（如蒸发器、冷凝器等）的传热系数，减少传热面积，使系统结构紧凑。的传热系数，减少传热面积，使系统结构紧凑。的传热系数，减少传热面积，使系统结构紧凑。的传热系数，减少传热面积，使系统结构紧凑。4 4）物理化学性质方面）物理化学性质方面）物理化学性质方面）物理化学性质方面无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全。无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全。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，制冷剂在循环中不变质，不化学稳定性和热稳定性好，制冷剂

24、在循环中不变质，不化学稳定性和热稳定性好，制冷剂在循环中不变质，不化学稳定性和热稳定性好，制冷剂在循环中不变质，不与润滑油反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的高温下与润滑油反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的高温下与润滑油反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的高温下与润滑油反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的高温下不分解。不分解。不分解。不分解。5 5）来源充足、制造工艺简单、价格便宜）来源充足、制造工艺简单、价格便宜）来源充足、制造工艺简单、价格便宜）来源充足、制造工艺简单、价格便宜3.2 制冷剂的热力性质及其计算制冷剂的热力性质及其计算 制冷剂的常用热力性质包括压力、温度、比体积、制冷剂的常

25、用热力性质包括压力、温度、比体积、制冷剂的常用热力性质包括压力、温度、比体积、制冷剂的常用热力性质包括压力、温度、比体积、比内能、密度、比熵、比热容、声速等，它们都比内能、密度、比熵、比热容、声速等，它们都比内能、密度、比熵、比热容、声速等，它们都比内能、密度、比熵、比热容、声速等，它们都是状态参数，彼此之间存在一定的函数关系。制是状态参数，彼此之间存在一定的函数关系。制是状态参数，彼此之间存在一定的函数关系。制是状态参数，彼此之间存在一定的函数关系。制冷剂的热力参数是通过实验方法测定的，导出热冷剂的热力参数是通过实验方法测定的，导出热冷剂的热力参数是通过实验方法测定的，导出热冷剂的热力参数是

26、通过实验方法测定的，导出热力参数值可通过热力学关系式计算得到。它们常力参数值可通过热力学关系式计算得到。它们常力参数值可通过热力学关系式计算得到。它们常力参数值可通过热力学关系式计算得到。它们常被表示成两种形式：一种是热力性质图和表，另被表示成两种形式：一种是热力性质图和表，另被表示成两种形式：一种是热力性质图和表，另被表示成两种形式：一种是热力性质图和表，另一种是参数关系方程式。一种是参数关系方程式。一种是参数关系方程式。一种是参数关系方程式。3.2.1 制冷剂的热力性质表和图制冷剂的热力性质表和图 1 1）制冷剂的热力）制冷剂的热力）制冷剂的热力）制冷剂的热力性质表性质表性质表性质表制冷剂

27、基本的热制冷剂基本的热制冷剂基本的热制冷剂基本的热力性质参数；力性质参数；力性质参数；力性质参数；制冷剂的饱和液制冷剂的饱和液制冷剂的饱和液制冷剂的饱和液体与气体热物性表。体与气体热物性表。体与气体热物性表。体与气体热物性表。2 2）制冷剂的热力）制冷剂的热力）制冷剂的热力）制冷剂的热力性质图性质图性质图性质图n nlgPlgPn n图图图图3.1 3.1 制冷剂制冷剂制冷剂制冷剂lglgP-hP-h图图图图n n等密度等密度等密度等密度线线线线n n等压线等压线等压线等压线n n等比焓等比焓等比焓等比焓线线线线n n等熵线等熵线等熵线等熵线n n等温线等温线等温线等温线n n临界点临界点临界

28、点临界点n n饱和饱和饱和饱和线线线线n nlgPlgPn n图图图图3.1 3.1 制冷剂制冷剂制冷剂制冷剂lglgP-hP-h图图图图n n等密度等密度等密度等密度线线线线n n等压线等压线等压线等压线n n等比焓等比焓等比焓等比焓线线线线n n等熵线等熵线等熵线等熵线n n等温线等温线等温线等温线n n临界点临界点临界点临界点n n饱和饱和饱和饱和线线线线3.3 制冷剂的物理化学性质制冷剂的物理化学性质n n环境友好性环境友好性环境友好性环境友好性 n n安全性安全性安全性安全性 n n热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性n n对水的溶解性对水的溶解性对水的溶解性对水的溶解性 n n对材料的

29、作用对材料的作用对材料的作用对材料的作用 n n对润滑油的互溶性对润滑油的互溶性对润滑油的互溶性对润滑油的互溶性 n n泄漏性泄漏性泄漏性泄漏性 沸点沸点-33.3，凝固点，凝固点-77.9 单位容积制冷量大粘性小，传热性好，流动阻力小单位容积制冷量大粘性小，传热性好，流动阻力小 毒性较大，有一定的可燃性，安全分类为毒性较大，有一定的可燃性，安全分类为B2 氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味 氨液飞溅到皮肤上会引起肿胀甚至冻伤氨液飞溅到皮肤上会引起肿胀甚至冻伤 氨系统中有水分会加剧对金属腐蚀同时减小制冷量氨系统中有水分会加剧对金属腐蚀同时减小制冷量 以任意比与水互

30、溶但在矿物润滑油中的溶解度很小以任意比与水互溶但在矿物润滑油中的溶解度很小 系统中氨分离的游离氢积累至一定程度遇空气爆炸系统中氨分离的游离氢积累至一定程度遇空气爆炸 氨液比重比矿物润滑油小，油沉积下部需定期放出氨液比重比矿物润滑油小，油沉积下部需定期放出 在氨制冷机中不用铜和铜合金材料在氨制冷机中不用铜和铜合金材料(磷青铜除外磷青铜除外)3.4 常用制冷剂常用制冷剂3.4.1 无机物自然工质无机物自然工质氨氨二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳(R744)(R744)1919世纪中叶世纪中叶世纪中叶世纪中叶CO2CO2就被作为制冷剂用来制冰，由于其无毒和不可燃性，就被作为制冷剂用来制冰，由于其无毒

31、和不可燃性，就被作为制冷剂用来制冰，由于其无毒和不可燃性，就被作为制冷剂用来制冰，由于其无毒和不可燃性，在食品行业和民用建筑空调等领域在食品行业和民用建筑空调等领域在食品行业和民用建筑空调等领域在食品行业和民用建筑空调等领域CO2CO2制冷装置占据了重要地位。制冷装置占据了重要地位。制冷装置占据了重要地位。制冷装置占据了重要地位。2020世纪世纪世纪世纪3030年代，由于氟里昂类制冷剂的出现，年代，由于氟里昂类制冷剂的出现，年代，由于氟里昂类制冷剂的出现，年代，由于氟里昂类制冷剂的出现，CO2CO2迅速被替代。迅速被替代。迅速被替代。迅速被替代。2121世纪世纪世纪世纪由于环境保护的需要，由于

32、环境保护的需要，由于环境保护的需要，由于环境保护的需要，CO2CO2作为制冷剂又受到业内的广泛关注和重视。作为制冷剂又受到业内的广泛关注和重视。作为制冷剂又受到业内的广泛关注和重视。作为制冷剂又受到业内的广泛关注和重视。CO2CO2的正常沸点为的正常沸点为的正常沸点为的正常沸点为-78.4-78.4，凝固点为，凝固点为，凝固点为，凝固点为-156.6-156.6。沸点下液体密度为。沸点下液体密度为。沸点下液体密度为。沸点下液体密度为808.6kg/m3808.6kg/m3。液态。液态。液态。液态CO2CO2的气化潜热较大，为的气化潜热较大，为的气化潜热较大，为的气化潜热较大，为198.3kJ/

33、kg198.3kJ/kg。作为制冷剂，作为制冷剂，作为制冷剂，作为制冷剂，CO2CO2的独特优势主要表现在：是一种环境友好的天然物的独特优势主要表现在：是一种环境友好的天然物的独特优势主要表现在：是一种环境友好的天然物的独特优势主要表现在：是一种环境友好的天然物质（质（质（质（ODP=0ODP=0，GWP=0GWP=0）；优良的经济性；良好的安全性和化学稳定）；优良的经济性；良好的安全性和化学稳定）；优良的经济性；良好的安全性和化学稳定）；优良的经济性；良好的安全性和化学稳定性。性。性。性。CO2CO2安全无毒、不可燃，适用各种润滑油、金属和非金属材料，安全无毒、不可燃，适用各种润滑油、金属和

34、非金属材料，安全无毒、不可燃，适用各种润滑油、金属和非金属材料，安全无毒、不可燃，适用各种润滑油、金属和非金属材料，即便在高温下也不分解产生有害气体；具有与制冷循环和设备相适应即便在高温下也不分解产生有害气体；具有与制冷循环和设备相适应即便在高温下也不分解产生有害气体；具有与制冷循环和设备相适应即便在高温下也不分解产生有害气体；具有与制冷循环和设备相适应的热物理性质。的热物理性质。的热物理性质。的热物理性质。CO2CO2的蒸发潜热较大，单位容积制冷量高，运动粘度的蒸发潜热较大，单位容积制冷量高，运动粘度的蒸发潜热较大，单位容积制冷量高，运动粘度的蒸发潜热较大，单位容积制冷量高，运动粘度低，导热

35、系数高，液体密度和蒸气密度的比值小，节流后各回路间制低，导热系数高，液体密度和蒸气密度的比值小，节流后各回路间制低，导热系数高，液体密度和蒸气密度的比值小，节流后各回路间制低，导热系数高，液体密度和蒸气密度的比值小，节流后各回路间制冷剂的分配比较均匀。冷剂的分配比较均匀。冷剂的分配比较均匀。冷剂的分配比较均匀。CO2CO2优良的流动和传热特性，可显著减小制冷优良的流动和传热特性，可显著减小制冷优良的流动和传热特性，可显著减小制冷优良的流动和传热特性，可显著减小制冷系统的尺寸。系统的尺寸。系统的尺寸。系统的尺寸。作为一种无毒、不燃、安全、经济、资源丰富的自然制冷剂，作为一种无毒、不燃、安全、经济

36、、资源丰富的自然制冷剂，作为一种无毒、不燃、安全、经济、资源丰富的自然制冷剂，作为一种无毒、不燃、安全、经济、资源丰富的自然制冷剂，CO2CO2最最最最有希望应用于汽车空调、热泵、食品冷冻冷藏和船舶制冷等系统中，有希望应用于汽车空调、热泵、食品冷冻冷藏和船舶制冷等系统中，有希望应用于汽车空调、热泵、食品冷冻冷藏和船舶制冷等系统中，有希望应用于汽车空调、热泵、食品冷冻冷藏和船舶制冷等系统中，同时在超导机械和超级计算机冷却等领域也具有极为广阔的应用前景。同时在超导机械和超级计算机冷却等领域也具有极为广阔的应用前景。同时在超导机械和超级计算机冷却等领域也具有极为广阔的应用前景。同时在超导机械和超级计

37、算机冷却等领域也具有极为广阔的应用前景。3.4.2 氟利昂氟利昂 1 1）R12R12R12R12（二氟二氯甲烷，（二氟二氯甲烷，（二氟二氯甲烷，（二氟二氯甲烷，CF2Cl2CF2Cl2）属于）属于）属于）属于CFCsCFCs类，曾经是应用类，曾经是应用类，曾经是应用类，曾经是应用最广的中温制冷剂，由于其具有很高的最广的中温制冷剂，由于其具有很高的最广的中温制冷剂，由于其具有很高的最广的中温制冷剂，由于其具有很高的ODPODP值和值和值和值和GWPGWP值，值，值，值，目前已被禁止使用。考虑其作为新制冷剂的对照，下面对目前已被禁止使用。考虑其作为新制冷剂的对照，下面对目前已被禁止使用。考虑其作

38、为新制冷剂的对照，下面对目前已被禁止使用。考虑其作为新制冷剂的对照，下面对R12R12的一些特性进行简单介绍。的一些特性进行简单介绍。的一些特性进行简单介绍。的一些特性进行简单介绍。R12R12标准沸点标准沸点标准沸点标准沸点-29.8-29.8，凝固点，凝固点，凝固点，凝固点-158-158。无色、气味很弱、有。无色、气味很弱、有。无色、气味很弱、有。无色、气味很弱、有芳香味，当它在空气中体积分数达芳香味，当它在空气中体积分数达芳香味，当它在空气中体积分数达芳香味，当它在空气中体积分数达20%20%时，人才会感觉到。时，人才会感觉到。时，人才会感觉到。时，人才会感觉到。R12R12毒性小、不

39、燃烧、不爆炸，是一种很安全的制冷工质。毒性小、不燃烧、不爆炸，是一种很安全的制冷工质。毒性小、不燃烧、不爆炸，是一种很安全的制冷工质。毒性小、不燃烧、不爆炸，是一种很安全的制冷工质。水在水在水在水在R12R12中的溶解度很小，中的溶解度很小，中的溶解度很小，中的溶解度很小，R12R12能与矿物性润滑油以任意比能与矿物性润滑油以任意比能与矿物性润滑油以任意比能与矿物性润滑油以任意比例相互溶解。例相互溶解。例相互溶解。例相互溶解。R12R12对一般金属不起腐蚀作用，但能腐蚀质量对一般金属不起腐蚀作用，但能腐蚀质量对一般金属不起腐蚀作用，但能腐蚀质量对一般金属不起腐蚀作用，但能腐蚀质量分数超过分数超

40、过分数超过分数超过2%2%的铝镁合金。的铝镁合金。的铝镁合金。的铝镁合金。R12R12对对机器的密封性要求高。对对机器的密封性要求高。对对机器的密封性要求高。对对机器的密封性要求高。2 2）R22R22R22R22（二氟一氯甲烷，（二氟一氯甲烷，（二氟一氯甲烷，（二氟一氯甲烷，CHF2ClCHF2Cl）属于）属于）属于）属于HCFCHCFC类制冷剂，已进入被限制和禁止使类制冷剂，已进入被限制和禁止使类制冷剂，已进入被限制和禁止使类制冷剂，已进入被限制和禁止使用的进程中，但目前仍是较常用的中温制冷剂。在相同的蒸发温度和冷凝温度用的进程中，但目前仍是较常用的中温制冷剂。在相同的蒸发温度和冷凝温度用

41、的进程中，但目前仍是较常用的中温制冷剂。在相同的蒸发温度和冷凝温度用的进程中，但目前仍是较常用的中温制冷剂。在相同的蒸发温度和冷凝温度下，下，下，下，R22R22比比比比R12R12的压力要高的压力要高的压力要高的压力要高65%65%左右。左右。左右。左右。R22R22的沸点为的沸点为的沸点为的沸点为-40.8-40.8，凝固点，凝固点，凝固点，凝固点-160-160。它。它。它。它在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨差不多，比在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨差不多，比在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨差不多，比在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量与氨差不多，比R12R12要大。压缩

42、终温介于要大。压缩终温介于要大。压缩终温介于要大。压缩终温介于氨和氨和氨和氨和R12R12之间，能制取的最低蒸发温度为之间，能制取的最低蒸发温度为之间，能制取的最低蒸发温度为之间，能制取的最低蒸发温度为-80-80。R22R22无色、无味、不燃烧、不爆炸、毒性比无色、无味、不燃烧、不爆炸、毒性比无色、无味、不燃烧、不爆炸、毒性比无色、无味、不燃烧、不爆炸、毒性比R12R12略大，但仍然是安全的制冷剂，略大，但仍然是安全的制冷剂，略大，但仍然是安全的制冷剂，略大，但仍然是安全的制冷剂，安全分类为安全分类为安全分类为安全分类为A1A1。它的传热性能与。它的传热性能与。它的传热性能与。它的传热性能与

43、R12R12差不多，流动性比差不多，流动性比差不多，流动性比差不多，流动性比R12R12好，溶水性比好，溶水性比好，溶水性比好，溶水性比R12R12稍稍稍稍大，但仍然属于不溶于水的物质。对大，但仍然属于不溶于水的物质。对大，但仍然属于不溶于水的物质。对大，但仍然属于不溶于水的物质。对R22R22的含水量限制在的含水量限制在的含水量限制在的含水量限制在0.01%0.01%以内，制冷系统以内，制冷系统以内，制冷系统以内，制冷系统内应装设干燥器。内应装设干燥器。内应装设干燥器。内应装设干燥器。R22R22化学性质不如化学性质不如化学性质不如化学性质不如R12R12稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封

44、材料可采用氯乙稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料可采用氯乙稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料可采用氯乙稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料可采用氯乙醇橡胶。醇橡胶。醇橡胶。醇橡胶。R22R22对金属与非金属的作用与对金属与非金属的作用与对金属与非金属的作用与对金属与非金属的作用与R12R12相似，其泄漏特性也与相似，其泄漏特性也与相似，其泄漏特性也与相似，其泄漏特性也与R12R12相似。相似。相似。相似。R22R22能够部分地与矿物润滑油相互溶解，而且其溶解度随着矿物润滑油的种类及能够部分地与矿物润滑油相互溶解，而且其溶解度随着矿物润滑油的种类及能够部分地与矿物润滑油相互溶解，

45、而且其溶解度随着矿物润滑油的种类及能够部分地与矿物润滑油相互溶解，而且其溶解度随着矿物润滑油的种类及温度而变。矿物润滑油在温度而变。矿物润滑油在温度而变。矿物润滑油在温度而变。矿物润滑油在R22R22制冷系统各部分中产生不同的影响。在冷凝器中，制冷系统各部分中产生不同的影响。在冷凝器中，制冷系统各部分中产生不同的影响。在冷凝器中，制冷系统各部分中产生不同的影响。在冷凝器中，矿物润滑油将溶解于矿物润滑油将溶解于矿物润滑油将溶解于矿物润滑油将溶解于R22R22液体中，不易在传热表面形成油膜而影响传热。在贮液液体中，不易在传热表面形成油膜而影响传热。在贮液液体中，不易在传热表面形成油膜而影响传热。在

46、贮液液体中，不易在传热表面形成油膜而影响传热。在贮液器中，器中，器中，器中，R22R22液体与油形成均匀的溶液而不会出现分层现象，因而不可能从贮液器液体与油形成均匀的溶液而不会出现分层现象，因而不可能从贮液器液体与油形成均匀的溶液而不会出现分层现象，因而不可能从贮液器液体与油形成均匀的溶液而不会出现分层现象，因而不可能从贮液器中将油分离出来。在蒸发器中，随着中将油分离出来。在蒸发器中，随着中将油分离出来。在蒸发器中，随着中将油分离出来。在蒸发器中，随着R22R22的气化，气液分离不可避免，为防止润的气化，气液分离不可避免，为防止润的气化，气液分离不可避免，为防止润的气化，气液分离不可避免，为防

47、止润滑油存积下来，要注意回油设计。当压缩机启动时，曲轴箱内的压力降低到蒸滑油存积下来，要注意回油设计。当压缩机启动时，曲轴箱内的压力降低到蒸滑油存积下来，要注意回油设计。当压缩机启动时，曲轴箱内的压力降低到蒸滑油存积下来，要注意回油设计。当压缩机启动时，曲轴箱内的压力降低到蒸发压力，油中的发压力，油中的发压力，油中的发压力，油中的R22R22会大量蒸发出来，使油起泡，这将影响油泵的工作。所以较会大量蒸发出来，使油起泡，这将影响油泵的工作。所以较会大量蒸发出来，使油起泡，这将影响油泵的工作。所以较会大量蒸发出来，使油起泡，这将影响油泵的工作。所以较大容量的大容量的大容量的大容量的R22R22制冷

48、机，在起动前需先对曲箱内的润滑油加热，让制冷机，在起动前需先对曲箱内的润滑油加热，让制冷机，在起动前需先对曲箱内的润滑油加热，让制冷机，在起动前需先对曲箱内的润滑油加热，让R22R22先蒸发掉。先蒸发掉。先蒸发掉。先蒸发掉。3 3）R134aR134aR134aR134a是目前广泛使用的是目前广泛使用的是目前广泛使用的是目前广泛使用的R12R12的替代制冷剂。它的许多特性与的替代制冷剂。它的许多特性与的替代制冷剂。它的许多特性与的替代制冷剂。它的许多特性与R12R12很接近。很接近。很接近。很接近。R134aR134a的的的的临界压力比临界压力比临界压力比临界压力比R12R12略低，温度及液体

49、密度均比略低，温度及液体密度均比略低，温度及液体密度均比略低，温度及液体密度均比R12R12略小，标准沸点略高于略小，标准沸点略高于略小，标准沸点略高于略小，标准沸点略高于R12R12，液体、，液体、，液体、，液体、气体的比热容均比气体的比热容均比气体的比热容均比气体的比热容均比R12R12大，二者的饱和蒸气压在低温时大，二者的饱和蒸气压在低温时大，二者的饱和蒸气压在低温时大，二者的饱和蒸气压在低温时R134aR134a略低，大约在略低，大约在略低，大约在略低，大约在1717时时时时相等，高温时相等，高温时相等，高温时相等，高温时R134aR134a的略高。一般情况下，的略高。一般情况下，的略

50、高。一般情况下，的略高。一般情况下，R134aR134a的压比要略高于的压比要略高于的压比要略高于的压比要略高于R12R12，排气温度，排气温度，排气温度，排气温度比比比比R12R12低，两者的黏性相差不大。低，两者的黏性相差不大。低，两者的黏性相差不大。低，两者的黏性相差不大。R134aR134a的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别与的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别与的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别与的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别与R12R12一样为一样为一样为一样为AlAl。与。与。与。与R12R12相比，相比，相比，相比，R134aR134a具有优良的迁移性质，其液