第三節(jié)制冷劑載冷劑和冷凍機(jī)油

1、第三節(jié)制冷劑、載冷劑和冷凍機(jī)油,11-3-1 制冷劑(1,是在制冷機(jī)內(nèi)完成熱力循環(huán)的工質(zhì),必須具有較好的熱力性質(zhì)和物理化學(xué)性質(zhì),選用時(shí)根據(jù)使用場(chǎng)合、溫度要求、制冷量及制冷機(jī)的型式等綜合考慮. 1制冷劑的種類 (1)無(wú)機(jī)化合物 如氨、水等,無(wú)機(jī)類制冷劑的統(tǒng)一編號(hào)為R7XX. (R是英文“制冷劑”字頭) 編號(hào)的后兩位數(shù)表示該無(wú)機(jī)化合物的分子量,11-3-1 制冷劑(2,2)飽和烴的鹵化物氟利昂 編號(hào)是R后帶二或三個(gè)數(shù)字；依次為碳原子數(shù)m-1、氫原子數(shù)n+1和氟原子數(shù)x 例如二氟一氯甲烷CHClF2，寫為R22。 氟利昂制冷劑 大多是無(wú)毒的，沒(méi)有氣味 不燃燒，沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)，熱穩(wěn)定性好 氟利昂分子量大

2、，絕熱指數(shù)小，凝固點(diǎn)低 含水時(shí)會(huì)腐蝕鎂及鎂合金、鐵等金屬 單位容積制冷量小，密度大，節(jié)流損失大 導(dǎo)熱系數(shù)小，遇火焰時(shí)會(huì)分解出有毒氣體 易漏泄而不易察覺(jué)。CFC表示不含氫的氯氟烴,11-3-1 制冷劑(3,CFC表示不含氫的氯氟烴 HCFC表示含氫的氯氟烴 HFC表示含氫而無(wú)氯的氟化烴 含氯的氟里昂 在高空會(huì)分解出Cl離子，對(duì)大氣臭氧層有破壞作用 使太陽(yáng)光紫外線失去臭氧層的屏敝作用而加強(qiáng) 對(duì)人類健康和農(nóng)作物、海洋浮游生物的生長(zhǎng)不利 并引起氣候異常 氟里昂氣體會(huì)產(chǎn)生“溫室效應(yīng)” CFC已于1996年起禁用，發(fā)展中國(guó)家推遲10年 而HCFC將于2016年凍結(jié)在2015年的水平，于2040年完全禁用，

3、工業(yè)化國(guó)家于2020年禁用,11-3-1 制冷劑(4,3)碳?xì)浠衔?烴類) 目前用作制冷劑的有烷烴類和烯烴類 如乙烯C2H，(R1150)、丙烯C3H6、(R1270)等 這類冷劑的特點(diǎn)是 凝固點(diǎn)低，臨界溫度低，分子量小 與水不發(fā)生作用且難溶于水 對(duì)金屬無(wú)腐蝕作用，溶于潤(rùn)滑油，價(jià)格低廉 烴類對(duì)大氣臭氧層無(wú)破壞作用，但易燃，與空氣混合后有爆炸危險(xiǎn),11-3-1 制冷劑(5,4)共沸制冷劑 由兩種或兩種以上特定的制冷劑按一定的比例混合而成，在氣化或液化過(guò)程中，其蒸氣成分與溶液成分始終保持相同 在既定壓力下，發(fā)生相變時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度保持不變。由于在一定的壓力下，共沸混合制冷劑標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)比組成它的各種純冷

4、劑的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)都低，因此，在相同的工作溫度條件下，采用共沸混合制冷劑的制冷壓縮機(jī)也就具有壓力比小，壓縮終溫低，單位容積制冷量大等優(yōu)點(diǎn),11-3-1 制冷劑(6,5)非共沸制冷劑 也是由不同制冷劑按一定比例混合而成，但其不存在共沸點(diǎn)，在定壓下蒸發(fā)或凝結(jié)時(shí)，氣相與液相的組成成分不斷變化，溫度也隨之不斷變化 由于相變過(guò)程不等溫，所以更適于在變溫?zé)嵩吹膱?chǎng)合下應(yīng)用，以縮小傳熱溫差，減小不可逆損失 它還可以降低制冷循環(huán)壓縮比，使單級(jí)壓縮制冷循環(huán)獲得更低的蒸發(fā)溫度,11-3-1-2常用制冷劑及其性質(zhì)(1,1)R22 船舶廣泛使用,無(wú)毒、無(wú)味、不燃不爆、熱穩(wěn)定性好和火焰(800以上)接觸時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生有毒光氣 工

5、作壓力適中，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-40.8 單級(jí)壓縮制冷蒸發(fā)溫度可達(dá)一40 R22在-15時(shí)的蒸發(fā)壓力為0.295MPa，+30時(shí)冷凝壓力為1.19MPa,屬中壓中溫制冷劑 標(biāo)準(zhǔn)工況壓縮終溫為83，可不用水冷卻壓縮機(jī) 溶水性強(qiáng)于R12，在系統(tǒng)中含水較多時(shí)會(huì)發(fā)生冰塞,11-3-1-2常用制冷劑及其性質(zhì)(2,氣態(tài)的溶水性小于液態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)漏泄時(shí)其液體中的含水量就會(huì)增加 條件性溶油 在高于+8的區(qū)域溶油能力強(qiáng)，可完全溶解 在低于+8處則溶油能力會(huì)下降，使蒸發(fā)器回油困難 電絕緣性不如R12，但滲透性比R12更強(qiáng)，故對(duì)裝置的氣密性要求更高，可用鹵素檢漏燈或電子檢漏儀檢漏 對(duì)天然橡膠有侵蝕作用，在R22裝置中一般采用

6、氯丁橡膠或丁基橡膠作密封材料,11-3-1-2常用制冷劑及其性質(zhì)(3,2)R12(二氟二氯甲烷) 是30年代問(wèn)世后甚為風(fēng)行的冷劑 破壞大氣臭氧層，對(duì)地球也有溫室效應(yīng) R12與R22的主要差別有以下: 溶水性差，溶水能力隨溫度降低而下降。易發(fā)生“冰塞” 與潤(rùn)滑油相互易溶(蒸氣也能溶油) 電絕緣性較好 (3)R134a(四氟乙烷，CH2FCFs) R134a不含氯原子C1，其臭氧耗減潛能值(ODP)為0，全球變暖潛能值(GWP)為0，26，也比R12(GWP為3)小得多,11-3-1-2 常用制冷劑及其性質(zhì)(4,R134a標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-26.5，一15時(shí)蒸發(fā)壓力為0.164 MPa，+30時(shí)冷凝壓力

7、 R134a絕熱指數(shù)為1.11，在相同工作參數(shù)下壓縮機(jī)排氣終溫與盡12相近，壓縮機(jī)氣缸無(wú)需用水冷卻。 R134a對(duì)普通橡膠有更強(qiáng)的易膨脹濕潤(rùn)特性，所以密封材料宜采用氫化丁腈橡膠、氯化橡膠 R134a本身無(wú)潤(rùn)滑性能。對(duì)潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性有更高的要求,11-3-1-2 常用制冷劑及其性質(zhì)(5,4)R717, 氨 有毒，有強(qiáng)烈的刺激性臭味。當(dāng)空氣中達(dá)到一定濃度時(shí)對(duì)人有危險(xiǎn)，也可引起燃燒和爆炸，氨與食品接觸會(huì)使其品味變差 與水能大量互溶，不會(huì)發(fā)生“冰寒” 微溶于油；純氨不腐蝕鐵、銅等金屬，但氨中含有水分時(shí)會(huì)腐蝕鋅、銅及銅合金(磷青銅除外)；氨水呈堿性，可使酚酞試紙變紅色 放熱系數(shù)比氟利昂大，密度、粘度比氟

8、利昂小 單位容積制冷量比R12大60左右，且價(jià)格便宜，目前主要用于一些水產(chǎn)品加工船和冷藏船,11-3-2 載冷劑(1,載冷劑是在間接制冷系統(tǒng)中用以傳遞冷量的中間介質(zhì)。優(yōu)良的載冷劑應(yīng)滿足下列條件 比熱大 導(dǎo)熱系數(shù)大 粘度低 凝固點(diǎn)與使用溫度范圍相適應(yīng) 腐蝕性小 無(wú)毒、不燃、不爆 化學(xué)穩(wěn)定性好 價(jià)格低廉。 載冷劑的種類很多，下面為一些常用的載冷劑及其主要性質(zhì),11-3-2 載冷劑(2,水是一種理想的載冷劑 比熱大、密度小、對(duì)設(shè)備和管道腐蝕性小、不燃燒、不爆炸、無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn) 在大型空調(diào)制冷系統(tǒng)中，廣泛采用水作載冷劑 由于它的凝固點(diǎn)高，在使用上受到很大限制 鹽水溶液 鹽水溶液一般

9、為氯化鈉、氯化鈣、或氯化鎂水溶液 普遍采用，適用于中、低溫制冷系統(tǒng) 鹽水的性質(zhì)和凝固點(diǎn)取決于鹽水濃度,11-3-3 冷凍機(jī)油(1,潤(rùn)滑油作用： 潤(rùn)滑 密封(滲入各摩擦件密封面阻止制冷劑泄漏) 冷卻(帶走摩擦熱，同時(shí)也可降低排氣溫度) 在多缸壓縮機(jī)中，潤(rùn)滑油還可用來(lái)控制卸載機(jī)構(gòu) 選用 不同制冷機(jī)組和制冷(劑)系統(tǒng)，用不同的冷凍機(jī)油不同工作溫度用不同的冷凍機(jī)油冷凍機(jī)油主要應(yīng)滿足下列幾項(xiàng)要求： 1凝固點(diǎn)應(yīng)至少比工作時(shí)的最低蒸發(fā)溫度低2.5,以免在蒸發(fā)器中凝固而堵塞通道,11-3-3 冷凍機(jī)油(2,2閃點(diǎn)應(yīng)比最高排氣溫度高出1530 國(guó)產(chǎn)冷凍機(jī)油閃點(diǎn)(開(kāi)口)在150180之間。 3具有適當(dāng)?shù)恼扯?船用制冷壓縮機(jī)軸承負(fù)荷不高,潤(rùn)滑作用對(duì)冷凍機(jī)油粘度的要求容易滿足,主要要考慮密封的要求 若粘度過(guò)低,則活塞環(huán)與氣缸壁間的油膜就容易被氣體沖掉，從而使漏氣增加,氟利昂易溶于油，溶人5的氟利昂就能使油的粘度下降一半，所以在氟利昂裝置中使用的冷凍機(jī)油粘度應(yīng)大些,11-3-3 冷凍機(jī)油(3,4含水量低 以免引起制冷系統(tǒng)冰