B2
B1 A1
R32
R22 R744
A2
A1 A1
19
制冷剂的物理化学性质及其应用
二、热稳定性
制冷剂因受热而发生化学分解的温度应大大高于其工作温度。 三、对材料的作用
1. 烃类制冷剂对金属无腐蚀； 对 金 属 2. 氨对钢铁无腐蚀，但腐蚀铝、铜和铜合金； 3. 氟里昂只腐蚀镁和含镁的铝合金，但压缩机易出现镀 铜现象。 1. 氟里昂易溶解天然橡胶和树脂材料； 2.氟里昂对高分子材料产生膨润作用； 3. 密封件要用热耐氟材料。
t 0 tB tC tE A C2
液体
冰与液体
A’ B C x1 m1 D x2
F G
C1
E
m2
1
E
2

29
盐水溶液的温度-含量图
载冷剂
三、有机载冷剂 乙二醇、丙二醇和丙三醇的水溶液都是性能较好的低温载 冷剂。 这些水溶液的冰点都比水冰点低，对管道、容器等金属材 料无腐蚀作用。
30
目录

制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂
CFCs
氢氯氟烃：分子中有氢、氯、氟、碳原子——HCFCs 氢氟烃：分子中只有氢、氟、碳原子——HFCs
莫利纳
CFCs问题
罗兰
6
制冷剂概述
卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层，还会助长温室
效应，加速全球气候变暖。

国际社会对CFCs和HCFCs物质等进行限制。我国政
府于1993年批准了《中国消耗大气臭氧层物质逐步淘汰国 家方案》 另一方面，各国科学家一直致力于寻找新的制冷剂。



润滑油
31
润滑油
一、润滑油的功效 在制冷装置中，润滑油保证压缩机正常运转，对压缩机各 个运动部件起润滑与冷却作用，在保证压缩机运行的可靠性和
使用寿命中起着极其重要的作用。

减少运动零件摩擦量，延长寿命； 带走摩擦热；


防止制冷剂气体泄露；
清洗润画面，带走污垢； 保护零件防止锈蚀；
32


润滑油
2
目录

制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂



润滑油
3
制冷剂概述
制冷剂： 通过自身热力状态的变化与外界发生能量交换，从而 只有在工作温度范围内能够汽化和凝结的物质才可能 多数制冷剂在大气压和环境温度下呈气态 达到制冷的目的 做制冷剂
乙醚
二甲基乙醚
二氧化碳
氨气
二氧化硫
4
二、制冷剂命名
无机化合物 编号
R7XX
无机化合物的分子量
氨
举例 二氧化碳 水
R717 R744 R718
11
制冷剂概述
卤代烃及其他烷烃类
分子式 CmHnFxClyBrz n+ x+ y+ z = 2m+2 R(m－1)(n+1)x(a,b…)Bz
同分异构体 溴分子数，为0，B可省略
编号
二氟一氯甲烷(CHClF2) 举例 二氟二氯甲烷(CCl2F2)
21
制冷剂的物理化学性质及其应用
六、泄露性
氨——强烈臭气，酚酞试纸。(不可用肥皂水) 氟利昂——卤素喷灯&电子检漏仪
七、制冷剂与大气环境
氟利昂制冷剂中，分子内含有氯或溴原子的制冷剂对大气 臭氧层有潜在消耗能力。
22

23
制冷剂的物理化学性质及其应用
臭氧衰减指数ODP
CFC高、HCHC低、HFC为0
R22
R12
12
（表2-1）
制冷剂概述
3、非共沸混合制冷剂 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。
编号 R4XX R407c R32/R125/R134a(23:25:52(%)) R125/R143a/R134a(44:52:4(%))
17
制冷剂的物理化学性质及其应用
2、燃烧性、爆炸性 易燃的制冷剂在空气中的含量达到一定范围时，遇明火就 会产生爆炸。 表2-8中表明一些制冷剂的爆炸特性。None表示不燃烧，爆 炸极限表示制冷剂在空气中发生燃烧或爆炸的体积分数范围。
制冷剂代号 R600a R717 R123 爆炸极限 1.8~8.4 16.0~25.0 None 制冷剂代号 R23 R32 R22 爆炸极限 None 14~31 None



润滑油
16
制冷剂的物理化学性质及其应用
一、安全性 1、毒性 指标数值为1000或1000以上则可认为这种制冷剂是无毒的。
制冷剂代号 R600a R717 R123 R134a TLVs或AEL 800 25 50 1000 制冷剂代号 R23 R32 R22 R744 TLVs或AEL 1000 1000 1000 5000
要求，用人工化学的方法合成的润滑油。极性较强，能溶解在
极性较强的制冷剂中，如:R134a、R717等。
34
润滑油
1、润滑油特性不仅受溶解在里面的制冷剂影响，还受温度
影响： 随着温度的提高或制冷剂含量的增大，润滑油粘度明显下
降。
2、制冷剂不可避免地要混入一些润滑油，从而给制冷剂的 性能带来较大影响，进而影响整个系统的制冷性能：
生腐蚀。 3、有机化合物及其水溶液
有较低凝固温度，但比热小，某些化合物有一定毒性。
28
载冷剂
析冰线A-B-E
共晶浓度 E 共晶点E 盐与液体 固溶体
析盐线G-E
二、盐水
对于低于共晶含 量的溶液，随着含量 增加，起始凝固温度 不断降低； 对于高于共晶含 量的溶液，随着含量 的增加，起始凝固温 度不断升高。
26
载冷剂
(1) 比热大 (2) 导热系数大 (3) 粘度低 载冷剂 要求 (4) 凝固点与使用温度范围相适应 (5) 腐蚀性小 (6) 无毒、不燃、不爆 (7) 化学稳定性好 (8) 价格低廉
27
载冷剂
常用载冷剂：
1、水： 只能用于蒸发温度高于0℃的制冷装置。 2、盐水：
可用于蒸发温度低于0℃的制冷装置，会对一些金属材料产
20
对 非 金 属
制冷剂的物理化学性质及其应用
四、对润滑油的互溶性

制冷剂与油不相溶解，可以从冷凝器或贮液器中将油分
离开，避免将油带入蒸发器降低传热效果。

制冷剂与油溶解会使润滑油变稀，影响润滑效果，且会
影响蒸发器传热效果。 五、对水的溶解性
如果制冷剂中有纯水存在时，当温度降到0℃以下时，水
就会结成冰，堵塞节流阀或毛细管的通道，形成“冰堵”。 因此制冷系统中不允许有游离的水存在。
温室效应指数GWP CFC高、HCHC和 HFC低 总等效温室效应TEWI • 第一部分：直接温室效应——温室气体排放、泄露 或维修报废时进入大气产生的温室效应； • 第二部分：间接温室效应——使用这些温室气体的 装置因耗能引起的二氧化碳排放所带来的温室效应。
24
目录

制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂
上节回顾
相变制冷——液体汽化、固体熔化与升华；压焓图
有外功输出（等熵） 绝热膨胀制冷
无外功输出（等焓）
（温度随微小压力变化而变化的关系） 逆卡诺循环 制冷的热力学特征 洛伦兹循环 热能驱动的制冷循环 （制冷量、制冷系数、热力系数、热力完善度、热泵系数）
1
第二章 制冷剂、载冷剂及润滑油
主讲人：郭智群
(2) 饱和烃的卤化物(氟利昂) (3) 碳氢化合物(烃类) (4) 共沸制冷剂 (5) 非共沸制冷剂
安全 分类
相互 作用 臭氧 温室
氢氟烃：—HFCs
R4XX R5XX
载冷剂：（ 第二制冷剂）水、盐水、有机化合物及其水溶液 润滑油 ： （润滑与冷却）天然矿物油 & 人工合成油 （考虑低温性能、与制冷剂相容性）
R134a
None
R744
None
18
制冷剂的物理化学性质及其应用
3、安全分类 毒性分为A、B两级 （A——低毒性、B——高毒性） 可燃性分为1、2、3三级 （1——不燃；2——低度可燃；3——高度可燃）
制冷剂代号 R600a 安全分类 A3 制冷剂代号 R23 安全分类 A1
R717
R123 R134a
剂高温分解。
8
制冷剂概述
2、迁移性质方面 粘度、密度尽量小——流动阻力小，充注量少； 热导率大——换热系数大； 3、物理化学性质 无毒、不燃烧、不爆炸，使用安全； 化学稳定性和热稳定性好——不与润滑油反应，不腐蚀 环境友好——不破坏臭氧层，没有温室效应； 4、易于获得，价格便宜
已经商品化的共沸混合物，依应用先后在500序号中顺次地规 定其识别编号。
14
制冷剂概述
5、环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物

环烷烃及环烷烃卤代物用字母“RC”开头


链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头
其后数字排写规则与氟利昂及烷烃类符合表示中的数字
排写规则相同。
15
目录

制冷剂概述 制冷剂的物理化学性质及其应用 载冷剂



润滑油
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载冷剂
一、载冷剂的作用及选用原则
载冷剂：也称为第二制冷剂，在间接制冷系统中用以传递 冷量的中间介质。 在蒸发器中被制冷剂冷却并送到冷却设备中吸收被冷却系 统的热量，然后返回蒸发器将吸收的热量传递给制冷剂，而载 冷剂重新被冷却。如此循环不止，以达到连续制冷的目的。 优点：制冷系统集中，被冷却对象温度易于保持恒定； 缺点：系统复杂，增大了被冷却物和制冷剂间的温差；