制冷技術(shù)基礎(chǔ)知識1

1、一.制冷的基本概念v 冷和熱是相比較而存在的，在制冷技術(shù)中所說的冷是相對于環(huán)境溫度而言的。制冷就是使某一空間或某物體達(dá)到低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度，并維持這個低溫過程。所謂環(huán)境介質(zhì)就是指自然界的空氣和水。實現(xiàn)制冷的途徑分兩種實現(xiàn)制冷的途徑分兩種v1.天然冷源：是自然界存在的冷源（冰、天然冷源：是自然界存在的冷源（冰、雪、地下水等），都可作為冷源，用雪、地下水等），都可作為冷源，用于食品的冷藏和防暑降溫。天然冷源于食品的冷藏和防暑降溫。天然冷源具有價廉、儲量大的特點，在使用中具有價廉、儲量大的特點，在使用中不需要復(fù)雜的技術(shù)和設(shè)備。但是天然不需要復(fù)雜的技術(shù)和設(shè)備。但是天然冷源的利用受時間、地點及運輸?shù)?/p>

2、條冷源的利用受時間、地點及運輸?shù)葪l件的限制，而且不易控制和調(diào)節(jié)。件的限制，而且不易控制和調(diào)節(jié)。2.人工冷源：是利用制冷機(jī)進(jìn)行冷量的生產(chǎn)，即利用人工的方法實現(xiàn)制冷，且可以根據(jù)不同的要求獲得不同的低溫。按照制冷所達(dá)到的低溫范圍，制冷可分為：普通制冷（高于120）深度制冷（120至253）低溫制冷（253以下）三類。人工制冷的方法主要有三種：1.液體汽化制冷2.氣體膨脹制冷3.熱電制冷。二.物質(zhì)與物態(tài)的變化v具有一定質(zhì)量及占有空間的任何物體稱為物質(zhì)，自然界一切物質(zhì)都是由大量分子組成，組成物質(zhì)的分子間有一定的距離，分子間存在著相互作用力，同時分子又處在永不停息的無規(guī)則運動中，這種運動稱之為熱運動。由于

3、分子間的作用力及其熱運動等原因，使物質(zhì)在常態(tài)下呈現(xiàn)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三中相態(tài)。同種物質(zhì)在不同的條件下，由于分子間作用力和分子熱運動的結(jié)果也會以不同的狀態(tài)存在。當(dāng)物質(zhì)在吸熱或放熱時，除了溫度在變化以外，還有狀態(tài)的變化， 制冷技術(shù)1 制冷基本原理v制冷的方法有液體汽化制冷、汽體膨脹制冷、渦流管制冷及電熱制冷等，其中液體汽化制冷應(yīng)用最廣。v一、制冷基本原理v液體汽化制冷是利用液體汽化時的吸熱、冷凝時的放熱效應(yīng)來實現(xiàn)制冷的。液體汽化形成蒸汽。當(dāng)液體（制冷工質(zhì)）處在密閉的容器中時，此容器中除了液體及液體本身所產(chǎn)生的蒸汽外，不存在其他任何氣體，液體和蒸汽將在某一壓力下達(dá)到平衡，此時的汽體稱為飽和蒸汽，壓力稱

4、為飽和壓力，溫度稱為飽和溫度。平衡時液體不再汽化，這時如果將一部分蒸汽從容器中抽走，液體必然要繼續(xù)汽化產(chǎn)生一部分蒸汽來維持這一平衡。 v液體汽化時要吸收熱量，此熱量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來自被冷卻對象，使被冷卻對象變冷。為了使這一過程連續(xù)進(jìn)行，就必須從容器中不斷地抽走蒸汽，并使其凝結(jié)成液體后再回到容器中去。從容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成蒸汽，則所需冷卻介質(zhì)的溫度比液體的蒸發(fā)溫度還要低，我們希望蒸汽的冷凝是在常溫下進(jìn)行，因此需要將蒸汽的壓力提高到常溫下的飽和壓力。v制冷工質(zhì)將在低溫、低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應(yīng)；并在常溫、高壓下冷凝，向周圍環(huán)境或冷卻介質(zhì)放出熱量。蒸汽在常溫、高壓下冷凝后變?yōu)楦邏阂后w，

5、還需要將其壓力降低到蒸發(fā)壓力后才能進(jìn)入容器。v液體汽化制冷循環(huán)是由工質(zhì)汽化、蒸汽升壓、高壓蒸汽冷凝、高壓液體降壓四個過程組成。 壓焓圖為一熱力狀態(tài)圖。圖中縱坐標(biāo)表示絕對壓力的對數(shù)lgp，橫坐標(biāo)表示焓值h。LnphtSPk=0=1hLnph12342壓焓圖壓焓圖LnphtSPk=0=1h二、壓焓圖二、壓焓圖v圖中臨界點k左邊的粗實線為飽和液體線，線上的任何一點代表一個飽和液體狀態(tài)，干度x=0；v右邊的粗實線為干飽和蒸汽線，線上任何一點代表一個飽和蒸汽狀態(tài)，干度x=1。LnphtSPk=0=1h這兩條曲線將圖形分為三個區(qū)域：飽和液體線的左邊是過冷液體區(qū)，該區(qū)域的液體稱為過冷液體，過冷液體的溫度低于

6、同一壓力下飽和液體的溫度；干飽和線的右邊是過熱蒸汽區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的蒸汽稱為過熱蒸汽，過熱蒸汽的溫度高于同一壓力下飽和蒸汽的溫度；兩條線之間的區(qū)域為兩相區(qū)，制冷劑在該區(qū)域處于汽、液混合狀態(tài)（濕蒸汽狀態(tài)）。v圖中共有六種等參數(shù)線簇：v等壓線p水平線；v等焓線h鉛垂線；v等溫線t液態(tài)區(qū)幾乎為鉛垂線。兩相區(qū)內(nèi)由于制冷劑的狀態(tài)變化是在等壓等溫下進(jìn)行，與等壓線重合，為水平線。過熱蒸汽區(qū)為向右下方彎曲的傾斜線；v等熵線s向右上方傾斜的實線；v等容線v向右上方傾斜的虛線，但比等熵線平坦v等干度線x只存在于濕蒸汽區(qū)域內(nèi)，其方向大致與飽和液體線或飽和蒸汽線相近，視干度大小而定。LnphtSPk=0=1hv對于理論循

7、環(huán)，離開蒸發(fā)器、進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑蒸汽是處于蒸發(fā)壓力下的飽和蒸汽；離開冷凝器和進(jìn)入膨脹閥的液體是冷凝壓力下的飽和液體；v等熵過程：制冷劑在壓縮機(jī)中壓縮是等熵過程；v等壓過程：制冷劑在冷卻及冷凝過程為等壓過程v等焓過程：制冷劑通過膨脹閥節(jié)流時，節(jié)流前后焓值相等：v等溫過程：制冷劑在蒸發(fā)器和冷凝器中沒壓力損失。v點2表示表示制冷劑出壓縮機(jī)、進(jìn)入冷凝器時的狀態(tài)。過程線1-2表示制冷劑蒸汽在壓縮機(jī)中的等熵壓縮過程（s1=s2），壓力由蒸發(fā)壓力p0壓縮到冷凝壓力pk。等熵線與于壓力為冷凝壓力pk等壓線的交點為2點。壓縮過程中外界對制冷劑作功，使制冷劑溫度增加，2點處于過熱蒸汽狀態(tài)。LnphtSPk=0=

8、1hLnph12342v點1表示制冷劑出蒸發(fā)器、進(jìn)入壓縮機(jī)時的狀態(tài)。對應(yīng)于蒸發(fā)溫度t0的飽和蒸汽。根據(jù)壓力和飽和溫度的關(guān)系，該點應(yīng)處于與蒸發(fā)壓力p0相對應(yīng)的等壓線與飽和蒸汽線（x=1）的交點上。點3表示制冷劑出冷凝器、進(jìn)膨脹閥的狀態(tài)，位于與冷凝溫度tk相對應(yīng)的飽和液體線上。v過程2-2-3表示制冷劑蒸汽在冷凝器中冷卻（2-2）和冷凝（2-3）的過程。由于這個過程是在冷凝壓力pk不變的情況下進(jìn)行的，為等壓過程。進(jìn)入冷凝器的過熱蒸汽首先將一部分熱量放給外界冷卻介質(zhì)，在等壓下變成飽和蒸汽（點2），然后再在等壓、等溫下繼續(xù)放出熱量，直至最后冷凝成飽和液體（點3）。壓力為pk的等壓線與干度x=0的飽和液

9、體線的交點即為點3的狀態(tài)。LnphtSPk=0=1hLnph12342點4表示制冷劑出節(jié)流閥、進(jìn)蒸發(fā)器的狀態(tài)。過程線3-4表示制冷劑通過節(jié)流閥的節(jié)流過程。在這一過程中，制冷劑的壓力由冷凝壓力pk降低到蒸發(fā)壓力p0，溫度由冷凝溫度tk降低到蒸發(fā)溫度t0，并進(jìn)入兩相區(qū)。由于節(jié)流前后制冷劑的焓值不變，過程3-4為等焓過程。v由點3作等焓線與等壓線p0的交點即為點4的狀態(tài)，由于節(jié)流過程是不可逆的，所以用一虛線表示。 LnphtSPk=0=1hLnph12342v過程4-1表示制冷劑在蒸發(fā)器中的汽化過程。這一過程是在等溫、等壓（溫度為t0、壓力為p0）下進(jìn)行的，液體制冷劑吸收被冷卻對象的熱量而不斷汽化，

10、其狀態(tài)沿等壓線p0向干度增大的方向變化，直到全部變?yōu)轱柡驼羝麨橹埂Ｖ评鋭┑臓顟B(tài)又變回到進(jìn)入壓縮機(jī)前的狀態(tài)點1，完成了一個完整的循環(huán)。LnphtSPk=0=1hLnph12342 2 2 蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成壓縮機(jī)壓縮機(jī)熱交換設(shè)備熱交換設(shè)備節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu)管道管道各種控制閥各種控制閥輔助部件輔助部件膨 脹 閥3冷 凝 器水2壓 縮 機(jī)等熵等 壓 、 等 溫等焓4蒸 發(fā) 器冷媒1蒸氣壓縮式制蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成冷系統(tǒng)的構(gòu)成v單級蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器組成，用管道連接成一封閉系統(tǒng)， 制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動。v制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻對象的

11、熱量并沸騰汽化成蒸汽，與之相對應(yīng)的壓力P0稱為蒸發(fā)壓力，溫度t0稱為蒸發(fā)溫度；壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸汽并將其壓縮到冷凝壓力Pk，然后送往冷凝器，蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)圖在冷凝壓力下冷凝成液體，并將放出的熱量傳給了冷卻介質(zhì)（水或空氣）。一、蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的組成一、蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的組成膨 脹 閥3冷 凝 器水2壓 縮 機(jī)等熵等 壓 、 等 溫等焓4蒸 發(fā) 器冷媒1壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟主機(jī)主機(jī)有用能的輸入有用能的輸入制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動1.壓縮機(jī)壓縮機(jī) 壓縮機(jī)的功率和效率v壓縮機(jī)的指示功率和指示效率 ：由于壓縮機(jī)的實際過程和理論過程之間有

12、偏差，實際壓縮過程中氣缸內(nèi)所消耗的功率Pi（稱為指示功率指示功率）比絕熱壓縮所需之功率Pa要大，兩者之間的關(guān)系可用指示效率指示效率i（又稱絕熱效率）來表示，即： iatPP軸功率、摩擦功率與機(jī)械效率 fiieimPPPPP由原動機(jī)傳到壓縮機(jī)曲軸上的功率稱為軸功率軸功率PefP軸功率一部分用于克服曲柄連桿等運動機(jī)構(gòu)摩擦阻力，這部分功率稱為摩擦功率摩擦功率 iP軸功率的一部分直接用于壓縮氣體，稱為指示功率指示功率 機(jī)械效率：機(jī)械效率：（32） mik 壓縮機(jī)的摩擦功率可分為兩部分，即往復(fù)運動摩擦功率(活塞、活塞環(huán)與氣缸間)和回轉(zhuǎn)運動摩擦功率，前者約占7080，后者約占2030。摩擦功率與壓縮機(jī)的結(jié)

13、構(gòu)有關(guān)，也與潤滑油溫度及轉(zhuǎn)速有關(guān)。制冷壓縮機(jī)的指示效率與機(jī)械效率的乘積稱為壓縮機(jī)的總效率，即 k制冷壓縮機(jī)的總效率 約等于0.650.72。 v與冷凝壓力相對應(yīng)的溫度tk稱為冷凝溫度，tk一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度；冷凝后的高壓液體通過膨脹閥或節(jié)流元件使其壓力從冷凝壓力pk降低到蒸發(fā)壓力p0，使部分液體汽化，剩余液體溫度降至t0；離開膨脹閥的制冷劑變?yōu)闇囟葹閠0的汽液混合物。混合物中的液體在蒸發(fā)器中從被冷卻對象中吸收他所需要的蒸發(fā)熱，使被冷卻對象冷卻；混合物中的蒸汽通常稱為閃發(fā)蒸汽，不起吸熱作用。在整個循環(huán)過程中，壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽和造成蒸發(fā)器中低壓的作用，推動系統(tǒng)循環(huán)，是整個系統(tǒng)的

14、心臟；節(jié)流閥對制冷劑起著節(jié)流降壓的作用，并用作調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻對象的熱量，達(dá)到制冷的目的；冷凝器是輸出熱量的設(shè)備，制冷劑從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中一起被冷卻介質(zhì)帶走。 冷媒進(jìn)冷媒出蒸發(fā)器放空氣冷凝器放油水3總調(diào)節(jié)站貯氨器膨脹閥氨液分離器4均壓管分油器壓縮機(jī)21水蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)消耗的功起了補償作用，使制冷劑不斷從低溫?zé)嵩次崃?，并不斷向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃?，從而完成整個制冷循環(huán)。 活塞壓縮機(jī)的構(gòu)成活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī) 機(jī)體（曲軸箱）機(jī)體（曲軸箱）氣缸氣缸活塞活塞吸、排氣

15、閥吸、排氣閥曲軸連桿機(jī)構(gòu)曲軸連桿機(jī)構(gòu)組成組成活塞式壓縮機(jī)有以下特點：活塞式壓縮機(jī)有以下特點：作往復(fù)運動，轉(zhuǎn)速不宜太高作往復(fù)運動，轉(zhuǎn)速不宜太高氣缸工作腔有余隙容積氣缸工作腔有余隙容積氣缸工作腔必須設(shè)置吸、排氣閥，氣缸工作腔必須設(shè)置吸、排氣閥，使吸、排氣過程產(chǎn)生阻力損失使吸、排氣過程產(chǎn)生阻力損失結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多。往復(fù)式壓縮機(jī)不允許吸氣帶液往復(fù)式壓縮機(jī)不允許吸氣帶液2.熱交換設(shè)備熱交換設(shè)備 制冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是冷凝器和蒸發(fā)器，制冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是冷凝器和蒸發(fā)器，它們是制冷劑與外部熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的它們是制冷劑與外部熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的設(shè)備設(shè)備 1） 冷凝器冷

16、凝器 用冷凝器將制冷劑從低溫?zé)嵩次盏臒崃坑美淠鲗⒅评鋭牡蜏責(zé)嵩次盏臒崃考皦嚎s后增加的熱焓排放到高溫?zé)嵩?。及壓縮后增加的熱焓排放到高溫?zé)嵩?。冷凝器按冷卻方式冷凝器按冷卻方式空氣冷卻式冷凝器中空氣冷卻式冷凝器中根據(jù)管外空氣流動方式根據(jù)管外空氣流動方式空氣冷卻式空氣冷卻式水冷式水冷式蒸發(fā)冷卻式蒸發(fā)冷卻式自然對流空氣冷自然對流空氣冷卻式冷凝器卻式冷凝器強制對流空氣冷強制對流空氣冷卻式冷凝器卻式冷凝器自然對流空氣冷卻式冷凝器自然對流空氣冷卻式冷凝器1-肋片肋片 2-傳熱管傳熱管 3-上封板上封板 4-左端板左端板 5-進(jìn)氣集管進(jìn)氣集管6-彎頭彎頭7-出液集管出液集管 8-下封板下封板 9-前封板

17、前封板10-通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 11-裝配螺釘裝配螺釘空氣強制對流冷凝器空氣強制對流冷凝器氨臥式殼管式冷凝器氨臥式殼管式冷凝器氟利昂套管式冷凝器氟利昂套管式冷凝器2）蒸發(fā)器）蒸發(fā)器 蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橹评鋭┰谡舭l(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橘|(zhì)（水或空氣）的熱量，達(dá)到制冷的目的。質(zhì)（水或空氣）的熱量，達(dá)到制冷的目的。 冷卻空氣的蒸發(fā)器冷卻空氣的蒸發(fā)器空氣自然對流時空氣自然對流時多采用光盤管結(jié)構(gòu)多采用光盤管結(jié)構(gòu)空氣強制對流時空氣強制對流時采用翅片管結(jié)構(gòu)采用翅片管結(jié)構(gòu)殼管式殼管式沉沒式沉沒式 冷卻液體（水或其它液冷卻液體（水或其

18、它液體載冷劑）的蒸發(fā)器體載冷劑）的蒸發(fā)器臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)干式殼管蒸發(fā)器干式殼管蒸發(fā)器空氣強制對流的蒸發(fā)器及其肋片管型式空氣強制對流的蒸發(fā)器及其肋片管型式a) 蒸發(fā)器蒸發(fā)器 b) 繞片管繞片管 c) 套片管套片管1-傳熱管傳熱管 2-肋片肋片 3-擋板擋板 4-通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 5-集氣管集氣管 6-分液器分液器 3.節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu) 節(jié)流機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)制冷循環(huán)系統(tǒng)必須節(jié)流機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)制冷循環(huán)系統(tǒng)必須的四個基本組成部件之一，安裝在冷的四個基本組成部件之一，安裝在冷凝器與蒸發(fā)器之間。作用為：凝器與蒸發(fā)器之間。作用為：對制冷劑的流動起調(diào)節(jié)作用，使來自冷凝對制冷劑的流動起調(diào)節(jié)作用，使來自

19、冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率1） 毛細(xì)管毛細(xì)管 毛細(xì)管用在小型而且不需要精確調(diào)毛細(xì)管用在小型而且不需要精確調(diào)節(jié)流量的制冷裝置。節(jié)流量的制冷裝置。家用冰箱家用冰箱冷柜冷柜房間空調(diào)器房間空調(diào)器 簡單簡單 便宜便宜 便于大批量生產(chǎn)便于大批量生產(chǎn)應(yīng)用應(yīng)用特點特點 2） 手動膨脹閥手動膨脹閥 通常與其它控制元件配合使用，一般只在通常與其它控制元件配合使用，一般只在短時期內(nèi)使用，例如在冷凍初期輔助送液，或短時期內(nèi)使用，例如在冷凍初期輔助送液，或者在自動膨脹閥出故障時作為旁路備用閥。者在自動膨脹閥出故障時作為旁路備用閥。 3

20、） 定壓膨脹閥定壓膨脹閥 從保持蒸發(fā)壓力恒定為目的，自動調(diào)節(jié)蒸發(fā)器從保持蒸發(fā)壓力恒定為目的，自動調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量。其結(jié)構(gòu)原理是：由設(shè)定彈簧力和蒸發(fā)壓力供液量。其結(jié)構(gòu)原理是：由設(shè)定彈簧力和蒸發(fā)壓力產(chǎn)生的流體壓力之差提供閥打開方向的驅(qū)動力。當(dāng)產(chǎn)生的流體壓力之差提供閥打開方向的驅(qū)動力。當(dāng)蒸發(fā)壓力降低時，閥開大，供液量增多，以補償蒸蒸發(fā)壓力降低時，閥開大，供液量增多，以補償蒸發(fā)壓力的下降；當(dāng)蒸發(fā)壓力升高時，閥關(guān)小，供液發(fā)壓力的下降；當(dāng)蒸發(fā)壓力升高時，閥關(guān)小，供液量減少，抑制蒸發(fā)壓力上升。量減少，抑制蒸發(fā)壓力上升。4） 浮球閥浮球閥 用液位控制供液量。以浮球用液位控制供液量。以浮球杠桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)杠桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生

21、閥動作的驅(qū)動力。根據(jù)制冷機(jī)的情況，又分生閥動作的驅(qū)動力。根據(jù)制冷機(jī)的情況，又分兩種。對于制冷劑液體主要在高壓側(cè)（冷凝器兩種。對于制冷劑液體主要在高壓側(cè)（冷凝器或高壓貯液器）的制冷機(jī)，采用高壓浮球閥?；蚋邏嘿A液器）的制冷機(jī)，采用高壓浮球閥。它的浮球感受冷凝器或高壓貯液器的液位。它的浮球感受冷凝器或高壓貯液器的液位。 當(dāng)液位升高時，閥開大，增大蒸發(fā)器供液量；當(dāng)液位升高時，閥開大，增大蒸發(fā)器供液量；當(dāng)液位降低時，閥關(guān)小，減少供液量。當(dāng)液位降低時，閥關(guān)小，減少供液量。4.管道管道 用管道將制冷機(jī)各組成部件連接成一個完整的用管道將制冷機(jī)各組成部件連接成一個完整的制冷系統(tǒng)，使制冷劑在封閉的系統(tǒng)中循環(huán)。制冷

22、劑制冷系統(tǒng)，使制冷劑在封閉的系統(tǒng)中循環(huán)。制冷劑管道應(yīng)考慮的問題：管道應(yīng)考慮的問題：管道的材質(zhì)應(yīng)與制冷劑相容管道的材質(zhì)應(yīng)與制冷劑相容管道與管道、管道與設(shè)備連接處必須可靠密封，采用管道與管道、管道與設(shè)備連接處必須可靠密封，采用焊接或可拆連接（法蘭或螺絲連接）焊接或可拆連接（法蘭或螺絲連接）連接處采用密封材料時，密封材料也必須與制冷劑相連接處采用密封材料時，密封材料也必須與制冷劑相容管道與外界環(huán)境接觸，將與管內(nèi)制冷劑發(fā)生熱交換容管道與外界環(huán)境接觸，將與管內(nèi)制冷劑發(fā)生熱交換制冷劑在管道中流動會產(chǎn)生管道壓降制冷劑在管道中流動會產(chǎn)生管道壓降5.其它部件其它部件四個主要部件四個主要部件壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷凝器冷凝

23、器節(jié)流件節(jié)流件蒸發(fā)器蒸發(fā)器不可缺少不可缺少管道管道附加附加凈化凈化貯集貯集分離設(shè)備分離設(shè)備v過濾器過濾器 v干燥器干燥器v貯液器貯液器 v集油器集油器 v油分離器油分離器v空氣分離器空氣分離器v一、制冷劑的選用原則一、制冷劑的選用原則v v 只有在工作溫度范圍內(nèi)能夠汽化和凝結(jié)的只有在工作溫度范圍內(nèi)能夠汽化和凝結(jié)的物質(zhì)才有可能作為制冷劑使用。物質(zhì)才有可能作為制冷劑使用。 1.1.制冷劑熱力學(xué)性質(zhì)制冷劑熱力學(xué)性質(zhì) (1) (1) 工作溫度范圍內(nèi)有合適的壓力和壓力比。工作溫度范圍內(nèi)有合適的壓力和壓力比。 (2) (2) 單位制冷量單位制冷量q q0 0和單位容積制冷量和單位容積制冷量q qv v較大

24、。較大。(3) (3) 比功比功w w和單位容積壓縮功和單位容積壓縮功w wv v小，循環(huán)效率高。小，循環(huán)效率高。 蒸發(fā)壓力蒸發(fā)壓力大氣壓力大氣壓力冷凝壓力不要過高冷凝壓力不要過高冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比不宜過大冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比不宜過大 (4) (4) 等熵壓縮終了溫度等熵壓縮終了溫度t t2 2不能太高，以免潤滑條件惡化不能太高，以免潤滑條件惡化或制冷劑自身在高溫下分解?；蛑评鋭┳陨碓诟邷叵路纸狻?.2.物理化學(xué)性質(zhì)方面物理化學(xué)性質(zhì)方面 (3) (3) 無毒、不燃燒、不爆炸、使用安全無毒、不燃燒、不爆炸、使用安全。 (4) (4) 化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好?；瘜W(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好。 (5)

25、 (5) 對大氣環(huán)境無破壞作用。對大氣環(huán)境無破壞作用。 原料來源充足，制造工藝簡單，價格便宜。原料來源充足，制造工藝簡單，價格便宜。 (1) (1) 粘度、密度盡量小。粘度、密度盡量小。 (2)(2) 導(dǎo)熱系數(shù)大，可提高傳熱系數(shù)，減少傳熱面積。導(dǎo)熱系數(shù)大，可提高傳熱系數(shù)，減少傳熱面積。 四、制冷劑的種類v制冷劑是制冷機(jī)中的工作介質(zhì)，它在制冷機(jī)系統(tǒng)中循環(huán)流動，通過自身熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)制冷。習(xí)慣上又稱制冷劑為制冷工質(zhì)。為了方便書寫，國際上規(guī)定用R表示制冷劑的代號。v可作制冷劑使用的物質(zhì)很多，但常用的并不多，目前用的較多的制冷劑，按化學(xué)成分主要有四類：v1.無機(jī)物：氨（NH3

26、）二氧化碳（CO2)水（H2O)v2.氟利昂：二氟二氯甲烷（R12)二氟一氯甲烷（R22)v3.碳?xì)浠衔铮杭淄椋≧50)此類使用很少。v4.混合制冷劑：是由；兩種或以上制冷劑按比例相互溶解而成的混合物。（R500)制冷劑的安全、環(huán)境特性 v毒性危害分類：分毒性危害分類：分A、B兩類。兩類。A類，無毒性或低毒性；類，無毒性或低毒性；B類，高類，高毒性。毒性。v燃燒性危害程度分類：分燃燒性危害程度分類：分1、2、3類。分別為：不可燃、有燃燒類。分別為：不可燃、有燃燒性、有爆炸性。性、有爆炸性。v氧消耗潛能值氧消耗潛能值ODP：表示制冷劑消耗大氣臭氧分子潛能的程度。：表示制冷劑消耗大氣臭氧分子潛能

27、的程度。選用選用R11的值作為標(biāo)準(zhǔn)值的值作為標(biāo)準(zhǔn)值1.0。溫室效應(yīng)潛能值（全球變暖潛能值）。溫室效應(yīng)潛能值（全球變暖潛能值）GWP：是衡量制冷劑對氣候變暖的影響值。選用二氧化碳的溫：是衡量制冷劑對氣候變暖的影響值。選用二氧化碳的溫室效應(yīng)潛能值為標(biāo)準(zhǔn)值室效應(yīng)潛能值為標(biāo)準(zhǔn)值1.0。v例：毒性危害和燃燒性危害程度分類例：毒性危害和燃燒性危害程度分類 ODP GWPvR11 A1 1.0 4600vR12 A1 0.82 10600vR744(CO2) A1 0 1vR717（氨）（氨） B2 0 1vR22 A1 0.034 1900vR134a A1 0 1600二、制冷劑二、制冷劑制冷劑按其化學(xué)

28、組成主要有三類制冷劑按其化學(xué)組成主要有三類 無機(jī)物無機(jī)物 氟里昂氟里昂 碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?字母字母“R”R”和它后面的一組數(shù)字或字和它后面的一組數(shù)字或字母母 表示制冷劑表示制冷劑 根據(jù)制冷劑分子組成按一定規(guī)則編寫根據(jù)制冷劑分子組成按一定規(guī)則編寫 1.1.無機(jī)化合物無機(jī)化合物 2.2.氟里昂和烷烴類氟里昂和烷烴類 簡寫符號規(guī)定為簡寫符號規(guī)定為R7( )( )R7( )( )括號中填入的數(shù)字是該無機(jī)物分子量的整數(shù)部分。括號中填入的數(shù)字是該無機(jī)物分子量的整數(shù)部分。簡寫符號規(guī)定為簡寫符號規(guī)定為R(m-1)(n+1)(x)B(z) R(m-1)(n+1)(x)B(z) 數(shù)值為零時省略不寫，同分異構(gòu)體

29、則在其最后加小數(shù)值為零時省略不寫，同分異構(gòu)體則在其最后加小寫英文字母以示區(qū)別。寫英文字母以示區(qū)別。編寫規(guī)則編寫規(guī)則制冷劑的簡寫符號制冷劑的簡寫符號三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用三、制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用1.1.安全性安全性(1) (1) 毒性毒性 雖然一些氟里昂制冷劑其毒性都較低，但在高溫或雖然一些氟里昂制冷劑其毒性都較低，但在高溫或火焰作用下會分解出極毒的光氣?；鹧孀饔孟聲纸獬鰳O毒的光氣。 (2) (2) 燃燒性和爆炸性燃燒性和爆炸性在空氣中發(fā)生燃燒或爆炸的體積百分比范圍。在空氣中發(fā)生燃燒或爆炸的體積百分比范圍。這一范圍的下限值越小，表示越易燃；下限這一范圍的下限值越小，表示越易燃

30、；下限值相同，則范圍越寬越易燃。值相同，則范圍越寬越易燃。2.2.熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 制冷劑在正常運轉(zhuǎn)條件下不發(fā)生裂解。在溫度較高又制冷劑在正常運轉(zhuǎn)條件下不發(fā)生裂解。在溫度較高又有油、鋼鐵、銅存在長時間使用會發(fā)生變質(zhì)甚至熱解。有油、鋼鐵、銅存在長時間使用會發(fā)生變質(zhì)甚至熱解。 爆炸極限爆炸極限“冰堵現(xiàn)象冰堵現(xiàn)象” ” 當(dāng)溫度降到當(dāng)溫度降到00以下時，水結(jié)成冰而堵塞節(jié)流閥或以下時，水結(jié)成冰而堵塞節(jié)流閥或毛細(xì)管的通道形成毛細(xì)管的通道形成“冰堵冰堵”，致使制冷機(jī)不能正常工，致使制冷機(jī)不能正常工作。作。 泄漏性泄漏性氨有強烈臭氣，靠嗅覺易判是否泄漏。易溶于水，氨有強烈臭氣，靠嗅覺易判是否泄漏。易溶于水，故

31、不用肥皂水檢漏，用酚酞試劑和試紙檢漏故不用肥皂水檢漏，用酚酞試劑和試紙檢漏 氟利昂無色無臭，鹵素噴燈和電子檢漏儀檢漏氟利昂無色無臭，鹵素噴燈和電子檢漏儀檢漏 沸點沸點-33.4-33.4，凝固點，凝固點-77.7-77.7 單位容積制冷量大粘性小，傳熱性好，流動阻力小單位容積制冷量大粘性小，傳熱性好，流動阻力小 毒性較大，有一定的可燃性毒性較大，有一定的可燃性 氨蒸氣無色，具有強烈的刺激性臭味氨蒸氣無色，具有強烈的刺激性臭味 氨液飛濺到皮膚上會引起腫脹甚至凍傷氨液飛濺到皮膚上會引起腫脹甚至凍傷 氨系統(tǒng)中有水分會加劇對金屬腐蝕，同時減小制冷量氨系統(tǒng)中有水分會加劇對金屬腐蝕，同時減小制冷量 。 以

32、任意比與水互溶但在礦物潤滑油中的溶解度很小以任意比與水互溶但在礦物潤滑油中的溶解度很小 ， 系統(tǒng)中氨分離的游離氫積累至一定程度遇空氣可能爆炸系統(tǒng)中氨分離的游離氫積累至一定程度遇空氣可能爆炸 氨液比重比礦物潤滑油小，油沉積下部需定期放出氨液比重比礦物潤滑油小，油沉積下部需定期放出 在氨制冷機(jī)中不用銅和銅合金材料在氨制冷機(jī)中不用銅和銅合金材料( (磷青銅除外磷青銅除外) ) 四、常用制冷劑四、常用制冷劑1.1.無機(jī)物無機(jī)物氨氨五、常用制冷劑（氨的理化特性）v1、氨的形成及作用、氨的形成及作用v氨是由氮和氫在高溫、高壓和催化劑作用下化合氨是由氮和氫在高溫、高壓和催化劑作用下化合而成。將含碳原料（煤或

33、石油氣、焦?fàn)t氣等）在而成。將含碳原料（煤或石油氣、焦?fàn)t氣等）在造氣爐中通入空氣和蒸汽制成原料氣，然后精制造氣爐中通入空氣和蒸汽制成原料氣，然后精制為為1：3的氮氫混合氣，壓縮，進(jìn)入合成塔部分氮的氮氫混合氣，壓縮，進(jìn)入合成塔部分氮氫混合氣化合成氨。氫混合氣化合成氨。v氨主要用于制造氮肥，如尿素、硝酸銨、碳酸氫氨主要用于制造氮肥，如尿素、硝酸銨、碳酸氫銨等，還可以用于制液氨（做致冷劑等）類等。銨等，還可以用于制液氨（做致冷劑等）類等。氨的標(biāo)準(zhǔn)氨的標(biāo)準(zhǔn) vGB 5361988 液體無水氨液體無水氨vJB/T 47002003 制冷裝置用壓力容器制冷裝置用壓力容器 附錄附錄F：v“鋼制氨制冷裝置用壓力

34、容器對液氨的要求及其鋼制氨制冷裝置用壓力容器對液氨的要求及其充裝程序充裝程序” 規(guī)定：液體氨除應(yīng)符合規(guī)定：液體氨除應(yīng)符合GB 536的規(guī)的規(guī)定外，還應(yīng)滿足下列要求之一：定外，還應(yīng)滿足下列要求之一：va) 含氨量應(yīng)大于含氨量應(yīng)大于99.995%；vb) 含氨量應(yīng)不小于含氨量應(yīng)不小于99.8%，且其中含水量應(yīng)小于，且其中含水量應(yīng)小于0.2%。五、常用制冷劑（氨的理化特性）v液氨，又稱為無水氨，是一種無色液體。氨作為一種重液氨，又稱為無水氨，是一種無色液體。氨作為一種重要的化工原料，應(yīng)用廣泛，為運輸及儲存便利，通常將要的化工原料，應(yīng)用廣泛，為運輸及儲存便利，通常將氣態(tài)的氨氣通過加壓或冷卻得到液態(tài)氨。

35、氨易溶于水，氣態(tài)的氨氣通過加壓或冷卻得到液態(tài)氨。氨易溶于水，溶于水后形成氫氧化銨的堿性溶液。氨在溶于水后形成氫氧化銨的堿性溶液。氨在20水中的溶水中的溶解度為解度為34%。 v分子式：分子式：NH3 氣氨相對密度（空氣氣氨相對密度（空氣=1）：）：0.59 液氨相對密度（水液氨相對密度（水=1）：）：0.7067（25） 分子量：分子量：17.04 自燃點：自燃點：651.11 熔點（熔點（）：）：-77.7 沸點（沸點（）：）：-33.4 爆炸極限：爆炸極限：16%25% （最易引燃濃度（最易引燃濃度17） 1%水溶液水溶液PH值：值：11.7 蒸氣壓：蒸氣壓：882kPa（20） CAS編

36、號：編號：7664-41-7 氟利昂氟利昂v氟利昂是碳?xì)浠衔锏柠u（氟、氯、溴）代物的氟利昂是碳?xì)浠衔锏柠u（氟、氯、溴）代物的總稱?？偡Q。v不含氫的鹵代烴稱為氯氟化碳，簡寫成不含氫的鹵代烴稱為氯氟化碳，簡寫成CFC；例；例如：如：R12。v含氫的鹵代烴稱為氫氯氟化碳，簡寫成含氫的鹵代烴稱為氫氯氟化碳，簡寫成HCFC；例如：例如：R22。v不含氯的鹵代烴稱為氫氟化碳，簡寫成不含氯的鹵代烴稱為氫氟化碳，簡寫成HFC；例；例如：如：R134a。2.2.氟利昂氟利昂 (1) R12(1) R12（二氟二氯甲烷（二氟二氯甲烷 CFCF2 2ClCl2 2）沸點沸點-29.8-29.8，凝固點，凝固點-

37、158-158。 無色，有較弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。無色，有較弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。系統(tǒng)里應(yīng)嚴(yán)格限制含水量，一般規(guī)定不得超過系統(tǒng)里應(yīng)嚴(yán)格限制含水量，一般規(guī)定不得超過0.001% 0.001% 常用溫度范圍內(nèi)能與礦物性潤滑油以任意比互溶常用溫度范圍內(nèi)能與礦物性潤滑油以任意比互溶 不腐蝕一般金屬但能腐蝕鎂及含鎂量超過不腐蝕一般金屬但能腐蝕鎂及含鎂量超過2%2%鋁鎂合金。鋁鎂合金。 氟里昂12(CF2Cl2)代號R12 氟里昂12是一種無色、無臭、透明、幾乎無毒性的制冷劑，但空氣中含量超過80%時會引起人的窒息。 氟里昂12不會燃燒也不會爆炸，當(dāng)與明火接觸或溫度達(dá)到400以上時

38、，能分解出對人體有害的氟化氫、氯化氫和光氣(CoCl2)。 R12是應(yīng)用較廣泛的中溫制冷劑，適用于中小型制冷系統(tǒng)，如電冰箱、冰柜等。 R12能溶解多種有機(jī)物，所以不能使用一般的橡皮墊片(圈)，通常使用氯丁二烯人造橡膠或丁睛橡膠片或密封圈。 R22v標(biāo)準(zhǔn)沸點標(biāo)準(zhǔn)沸點-40.8，凝固溫度，凝固溫度-160.0。v有較好的熱力性質(zhì)和熱物理性質(zhì)；有較好的熱力性質(zhì)和熱物理性質(zhì)；v壓力適中，單位容積制冷量大，粘性小，比重較氨大；壓力適中，單位容積制冷量大，粘性小，比重較氨大；v無毒，無味，燃燒、爆炸的可能性??；無毒，無味，燃燒、爆炸的可能性??；v絕熱指數(shù)小，壓縮終了溫度低（與氨比較）；絕熱指數(shù)小，壓縮終了

39、溫度低（與氨比較）；v對金屬材料腐蝕小，但腐蝕鎂及鎂含量超過對金屬材料腐蝕小，但腐蝕鎂及鎂含量超過2% 的鋁鎂合金；的鋁鎂合金；v對天然橡膠、樹脂、塑料等非金屬材料有對天然橡膠、樹脂、塑料等非金屬材料有“膨潤膨潤”作用。維修氟機(jī)時，如果需要更換作用。維修氟機(jī)時，如果需要更換密封墊或密封墊或“O”形圈時，注意使用耐氟材料。分子量大，比重大，阻力損失大，傳熱性形圈時，注意使用耐氟材料。分子量大，比重大，阻力損失大，傳熱性質(zhì)差（與氨比較）。質(zhì)差（與氨比較）。v溶水性極差，易產(chǎn)生溶水性極差，易產(chǎn)生“冰塞冰塞”，系統(tǒng)中需要安裝干燥，系統(tǒng)中需要安裝干燥v過濾器；與水會發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，出現(xiàn)過濾器；

40、與水會發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，出現(xiàn)“鍍銅鍍銅”現(xiàn)象，因此要求氟利昂中現(xiàn)象，因此要求氟利昂中含水量極?。ê繕O?。≧22中要求含水量不大于中要求含水量不大于0.0025%）v遇明火或電弧光會分解出有毒的遇明火或電弧光會分解出有毒的HCl、HF及光氣；及光氣；v滲透性極強并且無味，極易泄漏又不易被發(fā)現(xiàn)；滲透性極強并且無味，極易泄漏又不易被發(fā)現(xiàn)；v破壞臭氧層（破壞臭氧層（ODP）及產(chǎn)生溫室效應(yīng)（）及產(chǎn)生溫室效應(yīng)（GWP）；）；v價格較氨貴；價格較氨貴；v與油部分溶解，并且因潤滑油種類不同溶解程度不與油部分溶解，并且因潤滑油種類不同溶解程度不v同。一般來說，溫度高溶解度大或者互溶，當(dāng)溫度降低時，溶

41、油能力減小，會使油分同。一般來說，溫度高溶解度大或者互溶，當(dāng)溫度降低時，溶油能力減小，會使油分離出來并且分層，分離出來的油會浮在氟利昂上面，對于滿液式蒸發(fā)器來說，會使回離出來并且分層，分離出來的油會浮在氟利昂上面，對于滿液式蒸發(fā)器來說，會使回油困難并使蒸發(fā)溫度提高。油困難并使蒸發(fā)溫度提高。v 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB 737387 工業(yè)用二氟一氯甲烷（工業(yè)用二氟一氯甲烷（R22）2.2.氟利昂氟利昂 R22 (2) R134a(2) R134a（四氟乙烷（四氟乙烷 CHCH2 2FCFFCF3 3）毒性低，不可燃，安全。毒性低，不可燃，安全。 與礦物潤滑油不相溶，但能完全溶解于多元醇酯類。與礦

42、物潤滑油不相溶，但能完全溶解于多元醇酯類?；瘜W(xué)穩(wěn)定性很好，溶水性比化學(xué)穩(wěn)定性很好，溶水性比R12R12好，對系統(tǒng)干燥和清好，對系統(tǒng)干燥和清潔性要求更高，用與潔性要求更高，用與R12R12不同的干燥劑。不同的干燥劑。 CHF2Cl氟里昂22(CHF2Cl)代號R22 R22不燃燒也不爆炸，其毒性比R12稍大，水的溶解度雖比R12大，但仍可能使制冷系統(tǒng)發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象。 R22能部分地與潤滑油互相溶解，其溶解度隨著潤滑油的種類及溫度而改變，故采用R22的制冷系統(tǒng)必須有回油措施。 R22在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的對應(yīng)蒸發(fā)溫度為-40.8，常溫下冷凝壓力15.68105 Pa，單位容積制冷量與比R12大60以

43、上。在空調(diào)設(shè)備中，大都選用R22制冷劑 載冷劑載冷劑 v1，用載冷劑的優(yōu)點，用載冷劑的優(yōu)點v載冷劑：又稱冷媒，是被用來將制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量傳遞給被冷卻物體的媒載冷劑：又稱冷媒，是被用來將制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量傳遞給被冷卻物體的媒介物質(zhì)。介物質(zhì)。v直接冷卻：蒸發(fā)器安裝在用冷場所，直接冷卻被冷卻對象。如：冷風(fēng)機(jī)、排直接冷卻：蒸發(fā)器安裝在用冷場所，直接冷卻被冷卻對象。如：冷風(fēng)機(jī)、排管；管；v間接冷卻：通過冷媒來冷卻被冷卻對象的冷卻方式。如：冷水機(jī)組、鹽水機(jī)間接冷卻：通過冷媒來冷卻被冷卻對象的冷卻方式。如：冷水機(jī)組、鹽水機(jī)組；組；v采用載冷劑系統(tǒng)的優(yōu)點：采用載冷劑系統(tǒng)的優(yōu)點：v1) 制冷劑系統(tǒng)集中在機(jī)房或很小范圍內(nèi)，便于密封和檢漏；制冷劑系統(tǒng)集中在機(jī)房或很小范圍內(nèi)，便于密