制冷原理-制冷劑和潤(rùn)滑油

1制冷劑2一、制冷劑—制冷設(shè)備中的工質(zhì)在制冷系統(tǒng)中，將被冷卻介質(zhì)的熱量轉(zhuǎn)移到環(huán)境介質(zhì)(空氣或水)中去的工作物質(zhì)稱為“制冷劑”。在蒸氣壓縮式制冷裝置中，是通過(guò)“制冷劑”在“蒸發(fā)器”中吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而汽化，然后在“冷凝器”中向環(huán)境介質(zhì)放出熱量而冷凝的相態(tài)變化過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷。3一、制冷劑—制冷設(shè)備中的工質(zhì)1.對(duì)制冷劑的要求工作溫度范圍內(nèi)，具有適宜飽和蒸氣壓力，即蒸發(fā)壓力不宜低于大氣壓力，以免外部空氣滲入制冷機(jī)系統(tǒng)；冷凝溫度不宜過(guò)高，否則引起壓縮機(jī)耗功增加。常溫下在較低的冷凝壓力下就能液化。(3)單位容積制冷量大。對(duì)制取一定的制冷量而言，它可以減少壓縮機(jī)的輸氣量，即可減小壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸。(4)粘度和密度小，以減少制冷劑在系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失。4(5)熱導(dǎo)率高。它可提高換熱器的傳熱系數(shù)，減少換熱設(shè)備的傳熱面積和金屬材料消耗量。(6)不燃燒、不爆炸、無(wú)毒、對(duì)金屬材料不腐蝕、對(duì)潤(rùn)滑油不發(fā)生化學(xué)作用，高溫下不分解。(7)凝固溫度低。以免制冷劑在管道中凝固。(8)具有良好電絕緣性能，對(duì)封閉式壓縮機(jī)尤為重要。(9)價(jià)格低廉、易于獲得。(10)單位容積壓縮功小。(11)對(duì)人類生態(tài)環(huán)境無(wú)破壞作用，即不破壞大氣臭氧層，不產(chǎn)生溫室效應(yīng)。52.制冷劑的種類及代號(hào)1.無(wú)機(jī)化合物2.鹵代氟里昂3.混合工質(zhì)

4.碳?xì)浠衔?無(wú)機(jī)化合物如水、氨、二氧化碳等。無(wú)機(jī)化合物的代號(hào)“R”后的第一位數(shù)為7，7后面數(shù)字為該物質(zhì)的分子量的整數(shù)部分。如：氨的代號(hào)為R717。7氟里昂氟里昂是飽和碳?xì)浠衔锏姆?、氯、溴衍生物的總稱，即用氟、氯、溴原子取代飽和的碳?xì)浠衔镏械娜炕蛞徊糠謿湓佣纬傻幕衔?。主要是甲烷和乙烷的衍生物。如二氟二氯甲烷CF2Cl2代號(hào)R12；二氟一氯甲烷CHF2Cl1代號(hào)R22；一溴三氯甲烷CF3Br代號(hào)R13B1等。8混合工質(zhì)混合工質(zhì)是由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例相互溶解而成的混合物，分為共沸混合工質(zhì)和非共沸混合工質(zhì)。共沸混合工質(zhì)的性質(zhì)與單純工質(zhì)一樣，在恒定的壓力下蒸發(fā)或冷凝時(shí)，蒸發(fā)溫度或冷凝溫度保持不變，而且其氣相和液相具有相同的組分。共沸混合工質(zhì)代號(hào)R后面的數(shù)字按使用的先后順序編號(hào)。如最早命名的為R500，以后命名的按先后順序分別用R501、R502、…表示。非共沸混合工質(zhì)在恒定壓力下蒸發(fā)或冷凝時(shí)，其蒸發(fā)溫度或冷凝溫度及氣相和液相的組分，均不能保持恒定。非共沸混合工質(zhì)代號(hào)R后面的數(shù)字按使用的先后順序編號(hào)。如最早命名的為R400，以后命名的按先后順序分別用R401、R402、…表示。為了區(qū)別組分相同而比例不同的混合物制冷劑，應(yīng)在識(shí)別編號(hào)后加寫字母A、B、C等。9碳?xì)浠衔镉脕?lái)作為制冷劑的碳?xì)浠衔镉型闊N類（如甲烷、乙烷、丙烷）和烯烴類（如乙烯、丙烯等）。對(duì)于甲烷、乙烷、丙烷，代號(hào)表示法與氟里昂相同。如甲烷CH4，代號(hào)R50。但丁烷不按上述規(guī)則，而寫成R600。此外，對(duì)于同分異構(gòu)體在代號(hào)后加寫字母a、b、c如異丁烷代號(hào)為R600a。對(duì)于乙烯、丙烯的表示法，是在R后先寫1，其余數(shù)字按氟里昂的編號(hào)規(guī)則寫。如乙烯C2H4代號(hào)R1150。103.幾種常用制冷劑的性質(zhì)氨(R717)氨屬于無(wú)機(jī)化合物制冷劑，工作壓力適中，單位容積制冷量較大，放熱系數(shù)高，管道流動(dòng)阻力損失小，價(jià)格低，易獲得。在1atm下，氨的沸點(diǎn)是-33.3℃，汽化潛熱為1368.15kJ/kg。為保護(hù)臭氧層，逐步禁止使用氟里昂；氨對(duì)臭氧層無(wú)破壞作用，是對(duì)溫室效應(yīng)毫無(wú)作用的極少數(shù)工質(zhì)之一。氨的蒸氣無(wú)色，但有強(qiáng)烈的刺激性氣味(檢漏容易)，對(duì)人體有較大的毒性；氨蒸氣容積濃度達(dá)11%～14%即可點(diǎn)燃，若達(dá)到16%～25%時(shí)可引起爆炸。11(2)氟里昂氟里昂無(wú)色、無(wú)味，滲透性強(qiáng)(易泄漏，需用專用儀器，如鹵素?zé)艋螂娮欲u素檢漏儀檢漏)，大多無(wú)毒，沒(méi)有燃燒和爆炸的危險(xiǎn)；對(duì)金屬?zèng)]有腐蝕作用；絕熱指數(shù)小，壓縮機(jī)的排氣溫度低；化學(xué)穩(wěn)定性高，凝固點(diǎn)低。氟里昂的單位容積制冷量較小，同氨相比，在相同制冷量下其制冷劑的循環(huán)量較大。12R12(氟里昂12)二氟二氯甲烷；無(wú)色、帶輕微氣味。不燃燒、不爆炸，是一種安全的制冷劑。標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-29.8℃，有較廣的制冷溫度范圍，而且壓力適中；在同一溫度下，其飽和壓力要比氨和氟里昂22稍低，風(fēng)冷時(shí)常溫下冷凝壓力不超過(guò)1.18MPa；對(duì)金屬?zèng)]有腐蝕作用。單位容積制冷量較?。粚?duì)大氣臭氧層破壞嚴(yán)重，是最早被提出禁用的制冷劑之一。13R22(氟里昂22)二氟一氯甲烷；與R12一樣是一種使用安全的制冷劑，不燃燒、不爆炸，無(wú)色、無(wú)味。標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-40.8℃，屬中溫制冷劑。比R12更適于低溫。單位容積制冷量比R12大40%～60%，沸騰和凝結(jié)時(shí)放熱系數(shù)比R12大25%～30%，所以采用R22作制冷劑比采用R12作制冷劑的制冷裝置，在制冷量相同的情況下尺寸要小很多。對(duì)臭氧層的破壞作用比R12小得多，大約是R12的5%；正作為某些禁用制冷劑的過(guò)渡性替代物質(zhì)被使用，但最終將被停止使用。14R134aR134a——四氟乙烷，是一種新型的制冷劑，標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-26.5℃，凝固點(diǎn)為-101℃。主要熱力性質(zhì)與R12非常相近，對(duì)金屬的腐蝕性比R12小，化學(xué)穩(wěn)定性好。R134a的特點(diǎn)是對(duì)大氣臭氧層沒(méi)有破壞作用，安全無(wú)毒。15R407C常溫常壓下，R407C是一種不含氯的氟代烷非共沸混合致冷劑，無(wú)色氣體，貯存在鋼瓶?jī)?nèi)是被壓縮的液化汽。有輕微的醚味；化學(xué)穩(wěn)定性好，與活潑金屬，堿金屬、堿土金屬如鋁、鋅、鋇等不相容。R407C是環(huán)保型致冷劑，用于替代R22和R502，具有清潔、低毒、不燃、致冷效果好等特點(diǎn)。2潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油（冷凍機(jī)油）的作用：潤(rùn)滑作用；冷卻作用；密封作用；用作能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力。（一）制冷循環(huán)系統(tǒng)對(duì)冷凍機(jī)油的性能要求優(yōu)良的與制冷劑共存時(shí)的熱穩(wěn)定性；有極好的與制冷劑的互溶性；良好的潤(rùn)滑性；優(yōu)良的低溫流動(dòng)性；無(wú)蠟狀物絮狀分離；不含水和優(yōu)良的絕緣性能。

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。

2．閃點(diǎn)應(yīng)比最高排氣溫度高出15～30℃國(guó)產(chǎn)冷凍機(jī)油閃點(diǎn)(開口)在150～180℃之間。3．具有適當(dāng)?shù)恼扯却弥评鋲嚎s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.4．含水量低以免引起制冷系統(tǒng)冰塞、腐蝕或產(chǎn)生鍍銅現(xiàn)象等冷凍機(jī)油必須密封存放，否則空氣中的水蒸氣可能進(jìn)入油中而使含水量增加5.全封閉式和半封閉式壓縮機(jī)要求潤(rùn)滑油的電絕緣性好全封閉壓縮機(jī)要求5～10年不需換故對(duì)油的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化安定性要求較高，其他如酸值低、抗腐蝕性好、灰分及機(jī)械雜質(zhì)含量少等，也是對(duì)冷凍機(jī)油的一般要求（二）冷凍機(jī)油的分類

冷凍機(jī)油主要可分為：礦物油、