制冷剂基本常识
制冷剂 代 号
R290 R500 R502
TLVs 或AEL
5000 1000 1000
R23 R32
R123
1000 1000
50
R143a R152a
R718
1000 1000
1000
R600a R717
R744
800 25
5000
表2–8 一些制冷剂的易燃易爆特性
制冷剂 代 号 11 爆炸 极限 (容积%) None 制冷剂 代 号 124 爆炸 极限 (容积%) None 制冷剂 代 号 290 爆炸 极限 (容积%) 2.3-7.3
5.与水的溶解性 “冰堵现象”
当温度降到0℃以下时,水结成冰而堵塞节流 阀或毛细管的通道形成“冰堵”,致使制冷机 不能正常工作。 6.泄漏性
氨有强烈臭气,靠嗅觉易判是否泄漏。易溶于 水故不用肥皂水检漏,用酚酞试剂和试纸检漏
氟利昂无色无臭,卤素喷灯和电子检漏仪检漏
表2–11 水分在一些制冷剂中的溶解度(25℃)
它们常被表示成两种形式: 一种是热力学性质图和表,参数关系方程式。
在使用热力性质图和表时,应当注意不同表的焓和熵等参数 的基准值的选取。
热力参数的关系/方程式:
(1)压缩性系数: (2)饱和蒸气压
压缩系数 Z 可用 实验测定。 一般由实验数据拟合得到。
(3)汽化热:与单位质量制冷量有关。
(4)比热容:一般由实验测得。
m、n、x、z值
简写符号
m=1,n=0,x=1 m=1,n=0,x=2
m=1,n=0,x=3,z=1
二氟甲烷
甲烷 三氟二氯乙烷 五氟乙烷 四氟乙烷
CH2F2
CH4 C2HF3Cl2 C2HF5 C2H2F4
乙烷
丙烷
C2H6
C3H8
m=1,n=1,x=2 m=1,n=2,x=2 m=1,n=4,x=0 m=2,n=1,x=3 m=2,n=1,x=5 m=2,n=2,x=4 m=2,n=6,x=0 m=3,n=8,x=0
/
1874年拉乌尔· 皮克特(Raul Pictel采) 用SO2作制冷剂。
第一节
制冷剂概述
一、 制冷剂的发展、应用与选用原则
卤代烃,也称氟里昂(Freon,杜邦公司商标名称) 是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。 1929-1930年提出。制冷业发展的重要里程碑。 全卤代烃,即在它们的分子当中只有氯、氟、碳原 子,称氯氟烃(ChloroFluoroCarbons),简称CFCs ; 如果分子中除了氯、氟、碳原子外,还有氢原子, 称氢氯氟烃(HydroChloroFluoroCarbons ),简称 HCFCs; 如果分子中没有氯原子,而有氢、氟、碳原子,称 氢氟烃(HydroFluoroCarbons),简称HFCs。 1974年,美国M. J. Molina 和 F.S. Rowland教授指出 卤代烃中的氯原子破坏大气臭氧层。1995年获诺奖。
4.共沸混合工质
由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成,在 气化或液化过程中,蒸气成分与溶液成分始终保持相同; 在既定压力下,发生相变时对应的温度保持不变。
简写符号为R5( )( ) 括号中的数字为该工质命名的先后顺序号,从00开始
5.环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物
简写符号规定:环烷烃及环烷烃的卤代物用字母 “RC”开头,链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1” 开头,其后的数字排写规则与氟里昂及烷烃类符号表 示中的数字排写规则相同。
表2–9 ASHRAE34-1992以毒性和可燃性为界限的安全分类
毒
可 燃 性
性
TLVs 值 确 定 或 一 定的系数,制冷 剂 体 积 分 数 ≥4×10-4 燃 A1
A2
TLVs 值 确 定 或 一 定的系数,制冷 剂 体 积 分 数 <4×10-4 B1
B2
无火焰传播
制冷剂LFL>0.1kg/m3, 燃烧热<19000kJ/kg 制冷剂LFL≤0.1kg/m3, 燃烧热≥19000kJ/kg
4.与润滑油的互溶性
在大多数制冷机里,工质与润滑油相互接触是 不可避免的。 各种工质与润滑油之间的溶解程度不同。有的 完全溶解,有的几乎不溶解,有的部分溶解。 若工质与油不溶解,可以从冷凝器或贮液器中 将油分离出来,避免将油带入蒸发器中,降低传 热效果。 若制冷工质与油溶解,会使润滑油变稀,影响 润滑作用,且油会被代入蒸发器中,影响到传热 效果。
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2000年臭氧空洞的形状
2002年臭氧空洞变形了
第一节
制冷剂概述
一、 制冷剂的发展、应用与选用原则
1987、1995年《蒙特利尔议定书》。 (1)对CFCs的限制日程
对发达国家的规定: 1996年 对发展中国家的规定: 2010年
(2)对HCFCs的限制日程
R11 R12 R13B1 R22 R32 R50 R123 R125 R134a R170 R290
3.非共沸混合工质
简写符号为R4( )( ) 括号中的数字为该工质命名的先后顺序号,从00开始 若构成非共沸混合工质的纯物质种类相同,但成分含 量不同,则分别在最后加上大写英文字母以示区别。
由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成。 在定压下气化或液化过程中,蒸气成分与溶液成分 不断变化,对应的温度也不断变化。
“镀铜”现象
当制冷剂在系统中与铜或铜合金部件接触时,铜溶 解到混合物中,当和钢或铸铁部件接触时,被溶解的 铜离子析出并沉浸在钢铁部件上形成一层铜膜。 制冷系统中应尽量避免水分存在和铜铁共用。
氨制冷机中不能用黄铜、紫铜和其它铜合金,因 为有水分时要引起腐蚀,但磷青铜除外。
橡胶与氟利昂会发生溶解;氟里昂对塑料等高分子 化合物会起“膨润”作用(变软、膨胀和起泡),故在 制冷系统中要选用特殊橡胶或塑料。
制冷剂基本常识
第一节 第二节 第三节 第四节 制冷剂概述 制冷剂的热物性参数及其计算方法 制冷剂的物理化学性质及其应用 常用制冷剂
第一节
制冷剂概述
一、 制冷剂的发展、应用与选用原则
只有在工作温度范围内能够汽化和凝结的物质 才有可能作为制冷剂使用。
乙醚是最早使用的制冷剂。 1866年威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷剂。 1870年卡尔· 林德(Cart Linde)用NH3作制冷剂。 SO2和CO2在历史上曾经是比较重要的制冷剂。 SO2毒性大,但作为重要制冷剂曾有60年历史。 CO2在使用温度范围内压力特高,致使机器极为笨重, 但它无毒使用安全。曾在船用冷藏装置中作制冷剂达 50年之久,1955年才被氟里昂所取代。
4.其它
原料来源充足,制造工艺简单,价格便宜。
二、制冷剂命名
制冷剂按其化学组成主要有三类
无机物 氟里昂(卤代烃) 碳氢化合物
制冷剂的简写符号 字母“R”和它后面的一组数字或字母
表示制冷剂;根据制冷剂分子组成按一定规则编写
编写规则 1.无机化合物
简写符号规定为R7( )( ) 括号中填入的数字是该无机物分子量的整数部分。
R23 R32
R12R143a
R152a
A2 A2
A2
R600a R717
R718
A3 B2
A1
2.热稳定性
制冷剂在正常运转条件下不发生裂解。在温度较高 又有油、钢铁、铜存在长时间使用会发生变质甚至 热解。
3.对材料的作用
正常情况下,卤素化合物制冷剂与大多数常用金属 材料不起作用。只在某种情况例如水解作用、分解作用 等下,一些材料才会和制冷剂发生作用。
此外,有机氧化物、脂肪族胺用R6开头,其后数字 任选。详细可从表2-2 制冷剂标准符号表示中查出。 为简单定性判别制冷剂对臭氧层的破坏能力 将氯氟烃类物质代号中的R改用字母CFC 氢氯氟烃类物质代号中的R改用字母HCFC 氢氟烃类物质代号中的R改用字母HFC 碳氢化合物代号中的R改用字母HC,数字编号不变
由状态方程计算亥姆霍兹自由能的余函数公式为
1、气相热力性质计算
2、液相热力性质计算
计算饱和液体比体积:
密度的倒数,
计算饱和液体比焓: = 饱和蒸气的比焓 - 气化热。 计算饱和液体比熵: = 饱和蒸气的比熵 - 气化热 / 热力学温度。 计算过冷液体比焓和比熵:
可以看出,计算热力参数的方法似乎有点 繁琐,还不如查表方便。 但实际上,不管是作制冷系统的设计还是 作优化分析研究,都经常地反复地要查找大量 的热力性质数据,这时,采用上述方法通过计 算机计算就显得非常的方便。
对发达国家的规定: 2020年 对发展中国家的规定: 2040年
2007年巴厘岛会议,又把日程提前。 从20世纪80年代开始,一直在寻找新的制冷剂替代。
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作为制冷剂应符合的要求 1.热力学性质方面
(1) 工作温度范围内有合适的压力和压力比。 蒸发压力≧大气压力,以免系统出现负压 冷凝压力不要过高,以免设备笨重 冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大,降低输气系数 (2) 单位制冷量q0和单位容积制冷量qv较大。 (3) 比功w 和单位容积压缩功wv小,循环效率高。
不
低度可燃性
高度可燃性
A3
B3
低毒性
高毒性
LFL
燃烧下限
表2–10 一些制冷剂的安全分类
制冷剂 代 号 R11 R12 R22 安全 分类 A1 A1 A1 制冷剂 代 号 R124 R125 R134a 安全 分类 A1 A1 A1 制冷剂 代 号 R290 R500 R502 安全 分类 A3 A1 A1
12 22 23
None None None
125 134a 142b
None None 6.7-14.9
500 502 600a
None None 1.8-8.4
32 123