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關于制冷劑與壓焓圖第1頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三一、制冷劑的作用:制冷劑是制冷系統(tǒng)完成制冷循環(huán)所必需的工作介質。制冷劑在制冷系統(tǒng)中不斷的與外界發(fā)生熱交換。制冷劑借助壓縮機的做功,將被冷卻對象的熱量連續(xù)不斷傳遞給外界環(huán)境,從而實現(xiàn)制冷。制冷劑在蒸發(fā)器中是低壓低溫下汽化,在冷凝器中是高壓常溫下凝結,因此只有在工作溫度范圍內能氣化和凝結的物質才能作為制冷劑。多數(shù)制冷劑在大氣壓力和環(huán)境溫度下是氣態(tài)。制冷劑在制冷系統(tǒng)中狀態(tài)只發(fā)生物理變化,沒有化學變化。如果系統(tǒng)不泄漏,制冷可以長期循環(huán)使用。第2頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三二、常用制冷劑分類和命名1.無機物化合物2.飽和碳氫化合物3.不飽和碳氫化合物4.氟里昂5.共沸溶液6.非共沸溶液7.有機化合物8.環(huán)狀有機化合物⑴按化學組成分類⑵按工作溫度壓力分1.高溫低壓類2.中溫中壓類3.低溫高壓類第3頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三1.無機物化合物類主要有:氨、空氣、水、co2等。代號由字母R7××組成,如:氨(NH3)--R717,水--R718,空氣--R729。它們是較早采用的天然制冷劑。2.飽和碳氫化合物類主要有:甲烷(CH4)-R50;乙烷(CH3CH3)-R170;丙烷(CH2CH2CH3)-R290;丁烷(CH3CH2CH2CH33)--R600;異丁烷(CH(CH3)3)--R600a。從經(jīng)濟觀點來看,它們是出色的制冷劑,但易燃,安全性很差。第4頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三3.不飽和碳氫化合物類它們的命名是在R后面先寫“1”主要有:乙烯R1150,丙烯R1270。4.氟里昂類它是飽和碳氫化合物的鹵族元素的衍生物總稱,鹵代烴的一類.生產(chǎn)氟里昂主要是甲烷、乙烷、丙烷。它的分子通式是:CmHnFpClqBrr

氟里昂的代號是:R(m-1)(n+1)(p)B(r)若r=0,B可省去。例如:二氯二氟甲烷CCl2F2–R12;一氯二氟甲烷CHClF2–R22;四氟乙烷CH2FCF3–R134a第5頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三5.共沸溶液類(混合制冷劑)由兩種以上互溶的單組分制冷劑組成,在常溫下按一定比例混合而成。命名是R500序號中編號,例如:R501是R22和R12按質量比75/25混合。R502是R22和R115按質量比48.8/51.2混合。特點:在一定壓力下具有恒定沸點,和單組制冷劑一樣。但它比單組制冷劑區(qū)別是,在相同工作條件下,①蒸發(fā)溫度變低,②制冷量增大,③化學穩(wěn)定性好,④壓縮機排氣溫度降低,它可使封閉壓縮機電機得到更好的冷卻,改善提高制冷循環(huán)性能。第6頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三表1:共沸制冷劑的組成和沸點

代號組分質量成分分子量沸點(℃)各組分的沸點(℃)R500R12/152a73.8/26.299.3-33.5-29.8/-25R501R22/1284.5/15.593.1-41.5-40.8/-29.8R502R22/11548.8/51.2111.6-45.4-40.8/-38R503R23/1340.1/59.987.6-88.0-82.2/-81.5R504R32/11548.2/51.879.2-59.2-51.2/-38R505R12/3178.0/22.0103.5-30-29.8/-9.8R506R31/11455.1/44.993.7-12.5-9.8/3.5R507R125/143a50.0/50.098.9-46.7-48.8/-47.7第7頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三6.非共沸溶液類(混合制冷劑)由兩種以上沸點相差較大的,相互不形成共沸的單組分制冷劑溶液組成。其溶液在加熱時,雖然在相同蒸發(fā)壓力下,易揮發(fā)的蒸發(fā)比例大,難揮發(fā)的蒸發(fā)比例小。使得整個蒸發(fā)過程中溫度在變化。所以相變過程是不等溫的。能使制冷循環(huán)獲得更低蒸發(fā)溫度,可增大制冷量。例如:R407C由(R32/R125/R134a)組成

;R410a

由(R32/R125)組成的混合物。特點:不能與礦物冷凍油互溶,能溶于聚酯類合成冷凍油。第8頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.有機化合物類主要是有機氧化物、有機硫化物、有機氮化物。命名是R600序號中編寫,6后面的1代表氧化物、2硫化物、3氮化物。如:乙醚C2H5OC2H5–R610;甲胺CH3NH2–R630。8.環(huán)狀有機化合物類命名是R后面先加字母C,后面按氟里昂編號規(guī)則編寫。第9頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三⑵按工作溫度壓力分:在一個大氣壓下,環(huán)溫30℃下的冷凝壓力分為:1.

高溫低壓制冷劑,沸點在0℃以上,冷凝壓力小于0.3MPa的制冷劑,包括R11、R21、R114。2.中溫中壓制冷劑,標準沸點在-60℃~0℃范圍內,壓力在03MPa~2MPa范圍內的制冷,包括R717、R12、R22、R502等。3.低溫高壓制冷劑,標準沸點低于-60℃,冷凝壓力高于2MPa的制冷劑,包括R13、R14、R503。第10頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三三、制冷劑的環(huán)保問題臭氧層破壞和溫室效應是當今全球性環(huán)境問題,它對人類健康和人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成了巨大的有害影響。第11頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三大氣的總臭氧層包括平流層和對流層它們對人類的影響不同,離地面10公里以上的臭氧約占總臭氧80%,能吸收大部分太陽紫外線輻射,此層臭氧常稱為臭氧層,平流層臭氧減少是造成南極臭氧空洞與全球臭氧量減少的主要原因。近地面10公里以內的對流層臭氧約占總臭氧15%,對流層臭氧增加,會增強溫室效應。平流層

第12頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三3.1臭氧層被破壞的危害1.會影響人類的健康。臭氧層被破壞后,其吸收紫外線的能力大大降低,使得人類接受過量紫外線輻射的機會大大增加了。一方面,過量的紫外線輻射會破壞人的免疫系統(tǒng),使人的自身免疫系統(tǒng)出現(xiàn)障礙,患呼吸道系統(tǒng)傳染性疾病的人數(shù)大量增加;另一方面,過量的紫外線輻射會增加皮膚癌的發(fā)病率。據(jù)統(tǒng)計,全世界范圍內每年大約有10萬人死于皮膚癌,大多數(shù)病例與過量紫外線輻射有關。臭氧層的臭氧每損耗1%,皮膚癌的發(fā)病率就會增加2%。另外,過量紫外線輻射還會誘發(fā)各種眼科疾病,如白內障、角膜腫瘤等。2.會影響農(nóng)作物的生產(chǎn)。實驗表明,過量的紫外線輻射會使植物葉片變小,減少了植物進行光合作用的面積,從而影響作物的產(chǎn)量同時,過量紫外線輻射還會影響到部分農(nóng)作物種子的質量,使農(nóng)作物更易受雜草和病蟲害的損害。一項對大豆的初步研究表明,臭氧層厚度減少25%,大豆將會減產(chǎn)20%-25%。

第13頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三3.2哪些氣體可以破壞臭氧層?臭氧層在氯原子,氟原子和溴原子附近會被毀壞。這些元素含在很穩(wěn)定的氟氯烴(如氟里昂)中。這些氣體分子升到平流層,在紫外線照射之后,分解成各種單元素氣體,破壞臭氧。這些氣體比空氣重,最終會降落到地球表面,和有機物質反應之后被吸收。但是在平流層已經(jīng)破壞了很多臭氧。氯氣破壞性最大,可以破壞它十萬倍的臭氧。1973年,美國化學家馬里奧·莫利納首次提出氟里昂對臭氧層有影響。氟里昂是一種氟氯烴,在冰箱和空調器中已經(jīng)做了20多年的制冷劑。但是當時沒有學者測試臭氧層厚度,也沒有多少臭氧層研究,各國政府沒有在意。臭氧層空洞是在做南極研究時逐步發(fā)現(xiàn)。這些研究在地面和空中一起測量,由各國合作測量。第14頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三

3.3臭氧層破壞原因實驗

最著名的是1987年代表19個組織和四個國家,在智利的蓬塔阿雷納斯,進行的一項大規(guī)模研究,即機載南極臭氧實驗。這項實驗表明1987年臭氧洞大小達到歷史最大,引起科學界和政界的注意。同時持氟里昂破臭氧層觀點的學者認為,南極上空之所以會出現(xiàn)臭氧層空洞是因為當?shù)氐臉O度寒冷所至。他們認為云層中粒子無論屬何性質,由什么構成,當其表面溫度低于-73攝氏度時,任何形式存在的氯轉都會發(fā)生轉變?yōu)榛钚月鹊幕瘜W反應。當南極洲處于暖季(11月~3月)時,南極上空臭氧層中的氯化合物只受到太陽紫外線輻射的影響,分解緩慢。但當進入酷寒的冬季(4~10月),其氣溫可達-88.3攝氏度,云層中冰冷的粒子此時便成了釋放活性氯的化學反應的催化劑,這就更大破壞了南極上空臭氧,因此出現(xiàn)臭氧層空洞。

第15頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三3.4臭氧層破壞結論及蒙特利爾議定書1974年,美國科學家莫里納和羅蘭德宣布,氟利昂中的氯原子和哈龍物質中的溴原子是破壞臭氧層的元兇。這一發(fā)現(xiàn)令陶醉于自己智慧的人類十分尷尬:被大量使用的制冷劑、發(fā)泡劑、清洗劑及發(fā)膠中的氟利昂、哈龍等原來是消耗臭氧層的物質(ODS)。本世紀30年代,含氟的制冷劑被研究發(fā)明后在美國進入商業(yè)化生產(chǎn),前蘇聯(lián)、日本和歐洲各國也不甘落后,氟利昂的應用范圍也由制冷劑,其產(chǎn)量與日俱增。到1974年,全球氟利昂的產(chǎn)量已達到80多萬噸。1986年全球ODS的年消費量已高達100多萬噸。人類已經(jīng)把1500萬噸以上的氯氟烴排放到大氣中。是人類自己陷入了眼下的尷尬境地。在國際社會的共同努力下,1985年《保護臭氧層維也納公約》簽署;1987年《關于消耗臭氧層物質的》生效。根據(jù)"共擔責任但又有區(qū)別"的原則,聯(lián)合國對發(fā)達國家和發(fā)展中國家提出了消耗臭氧層物質使用的時間限制,并建立了旨在幫助發(fā)展中國家履約的多邊基金。由此,ODS的生產(chǎn)和消費量得以逐年減少,臭氧空洞的擴大得到了有效的控制。

第16頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三聯(lián)合國環(huán)保組織1987年在加拿大蒙特利爾市召開會議,36個國家和10個國際組織共同簽署了《關于消耗大氣臭氧層物質的蒙特利爾議定書》,我國1992年正式宣布加入修訂后的《蒙特利爾議定書》。對于CFCs:發(fā)達國家,從1996年1月1日起完全停止生產(chǎn)和消費;發(fā)展中國家,最后停用日期是2010年。對于HCFCs:發(fā)達國家,從1996年起凍結生產(chǎn)量,2004年開始削減,2020年完全停用;發(fā)展中國家,從2016年開始凍結生產(chǎn)量,2040年完全停用。以上時間表可能還會提前。R12,R22目前已禁止使用,R134a日本和美國的無氟替代制冷劑,R600a我國最佳無氟替代制冷劑.3.5中國正式加入《蒙特利爾議定書》第17頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三鹵代烴(氟里昂)是鏈狀飽和碳氫化合物的氟、氯、溴衍生物的總稱??梢苑譃榘祟悾?/p>

全鹵代烴-PFCs,碳氫化合物中氫原子被氟置換,具有無毒不燃的性質,結構穩(wěn)定,不易分解,對臭氧層不產(chǎn)生影響。如CF4、C2F6等。

②氯氟烴-CFCs,碳氫化合物中氫全被氯和氟置換,在紫外線照射下分解出氯原子;如R11,R12等。③氫氯氟烴-HCFCs,碳氫化合物中氫部分被氯和氟置換,如R22等。對臭氧層仍有一定的破壞,只能作為過渡性物質,限期使用。四、氟里昂從環(huán)保角度的分類Ⅰ第18頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三(續(xù))氟里昂從環(huán)保角度的分類Ⅱ

④氫氟烴-HFCs,碳氫化合物中氫原子部分被氟置換,沒有氯原子;如R134a、R410a、R407c等。因此不破壞臭氧層,是替代CFCs的首選物質。⑤碳氫化合物-HC,碳氫化合物,如丙烷R290、丁烷R600、異丁烷R600a等。⑥全氯代烴-PCCs,碳氫化合物氫原子全部被氯置換,如:R10等。⑦含氯代烴-HCCs,碳氫化合物氫原子部分被氯置換,如:R40、R30等。⑧溴氟烷烴-BCFC,這類氟里昂如CClF2Br等能分離出氯和溴,會消耗臭氧分子,很少用于制冷劑,主要是滅火劑。第19頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三4.2制冷劑類別與環(huán)境保護科學家的研究證實R11、R12、R13等氯氟烴化合物(CFCs)制冷劑,當它們泄漏或排放后擴散到地球的平流層中,會破壞臭氧層,結果使地球上生物遭到紫外線的損害;另一方面,氯氟烴化合物的排放會加劇地球的溫室效應,會像二氧化碳那樣使地球溫度升高。CFCs中含氯元素,對臭氧層具有最大的破壞作用,是禁用制冷劑;而HCFCs中由于氫元素的存在,大大減弱了對臭氧層的破壞作用,目前還可以繼續(xù)使用,屬過渡制冷劑;至于無氯的HFCs,則不會對臭氧層破壞,受到國際社會的重視,成為替代制冷劑。HFCs和HC這一類不含氯的制冷劑,對環(huán)境無害。第20頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三4.3制冷劑環(huán)保指標

一些制冷劑的ODP值和GWP值制冷劑代號GWP臭氧消耗ODP制冷劑代號GWP臭氧消耗ODP制冷劑代號GWP臭氧消耗ODP(CO2=1.0)(CO2=1.0)(CO2=1.0)R1135001R1243500.022R29000R1271001R12529400R407c17000R2216000.055R23na0R50293000.23R134a12000R142b14700.065R600a00R326500R143a26600R71700R123700.02R152a1050R410a19750ODP大氣臭氧層消耗的潛能值;以R11為基準值,人為地規(guī)定其值為1.0;GWP全球變暖潛能;以R11或CO2為基準值,人為地規(guī)定其值為1.0。第21頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三表2目前制冷劑的替代趨勢制冷用途原制冷劑制冷劑的替代物家用空調系統(tǒng)R22R407c、R410a大型離心式冷水機組(中央空調)R11R12、R500R22R123R134aR407c低溫冷凍冷藏機組和冷庫R12R502R22R717R134aR404a、R407a、R22(主要)R717(主要)冰箱\冷柜\汽車空調R12R134a(主要)R600a(主要)R152a第22頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三五、制冷劑安全性分類1.毒性(TLV-TWA):短時間高濃度或長時間低濃度通過呼吸道、口吸入和皮膚接觸有害身體或致人死亡的能力。5.1.1美國工業(yè)與環(huán)境衛(wèi)生專家大會用最高允許濃度(TLVs)指標作為毒性指標;美國杜邦公司用(AEL)作為毒性指標。上述兩個指標數(shù)量非常接近,如果這些指標的數(shù)值不小于1000,則認為這種制冷劑是無毒的。注意:雖然有些氟里昂制冷劑的毒性較低,但是他們在高溫或是火焰作用下會分解出極毒的光氣,使用時要特別注意!如:R12、R22。第23頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三5.1.2制冷劑毒性指標:制冷劑TLVs或AEL值制冷劑代號TLVs或AELppm·hr制冷劑代號TLVs或AELppm·hr制冷劑代號TLVs或AELppm·hrR111000R124500R2901000R121000R1251000R5001000R221000R134a1000R5021000R231000R142b1000R600a1000R321000R143a1000R7171R12310R152a1000R7181000請找出有毒性的制冷劑:_________________。第24頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三

5.2燃燒性和爆炸性(LFL)各種制冷劑的燃燒性和爆炸性差別很大。易燃的制冷劑在空氣中的含量達到一定的范圍時,遇明火就會產(chǎn)生爆炸。因此應盡量避免使用,萬一必須要使用,要有防火防爆安全措施。用燃燒最小濃度值(LFL)表示。制冷劑代號爆炸極限(容積%)制冷劑代號爆炸極限(容積%)制冷劑代號爆炸極限(容積%)R11NoR124NoR2902.3-7.3R12NoR125NoR500NoR22NoR134aNoR502NoR23NoR142b6.7-14.9R600a1.8-8.4R3214-31R143a6.0-naR71716-25R123NoR152a3.9-16.9R718No注:No表示不燃燒,na表示未知。

第25頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三5.3.1安全分類

國際標準ISO5149—93和美國標準ANSI/ASHRAE34-92對制冷劑的安全分類作了較大的調整,將毒性和可燃性合在一起,規(guī)定了六個安全等級。A表示低毒性;B表示高毒性。1類:不可燃;2類有可燃性;3類有爆炸性??扇夹訲LVs值確定或一定的系數(shù),制冷劑體積分數(shù)≥4×10-4TLVs值確定或一定的系數(shù),制冷劑體積分數(shù)<4×10-4無火焰?zhèn)鞑ゲ蝗糀1B1制冷劑LFL>0.1kg/m3,燃燒熱<19000kJ/kg低度可燃性A2B2制冷劑LFL≤0.1kg/m3,燃燒熱≥19000kJ/kg高度可燃性A3B3毒性低毒性高毒性第26頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三制冷劑代號安全分類制冷劑代號安全分類制冷劑代號安全分類R11A1R124A1R290A3R12A1R125A1R500A1R22A1R134aA1R502A1R23A1R142bA2R600aA3R32A2R143aA2R717B2R123B1R407cA1R410aA15.3.2一些制冷劑的安全分類L1組:A1L2組:A2、B1、B2L3組:A3、B3第27頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三6.1安全和環(huán)保方面的要求:①對人的生命和健康不應有危害性,即不應有毒性、窒息性及刺激性作用;與食物也不應有反應。②應符合環(huán)境要求,氧消耗潛能值(ODP)與全球變暖潛能值(GWP)盡可能小,以減小對大氣臭氧層的破壞及引起全球氣候變暖。

③在工作溫度范圍內不燃燒,不爆炸,避免使用易燃易爆制冷劑,必須使用時一定要有防火防爆安全措施。④原料來源廣,價格低廉,制造工藝簡單,容易獲得。六、制冷劑性質和選擇的要求第28頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三6.2熱力學方面的要求:①溫度要求兩低一高:a.制冷劑的沸點要低,才能獲得較低的蒸發(fā)溫度。b.凝固點要低低,以保證較廣的溫度范圍內安全工作。c.臨界溫度要高,在常溫條件內能夠冷凝液化。②壓力要求適中:a.在低溫下工作,蒸發(fā)壓力最好不要低于大氣壓力,以防止外部的空氣或水分滲入系統(tǒng)內。b.在常溫下,冷凝壓力不宜過高,以避免多消耗壓縮功和設備笨重,降低對設備的強度要求和成本,減少滲漏的可能性和密封的困難。c.冷凝壓力與蒸發(fā)壓力比(Pk/P0)及壓力差(Pk-P0)不要太大,避免壓縮終溫過高和壓縮輸氣系數(shù)減低。③單位容積制冷量盡可能大,減小制冷劑的循環(huán)量,而縮小壓縮機的尺寸。降低能耗,提高效率。④絕熱指數(shù)小,可使壓縮過程耗功減少,壓縮終溫不高。第29頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三6.3物理、化學方面的要求:①黏度和密度應小,以減少制冷劑在系統(tǒng)中流動時的阻力損失。②較高的導熱系數(shù)和放熱系數(shù),以提高熱變換器(蒸發(fā)器和冷凝器)的工作效率,減小熱交換器的尺寸,提高傳熱效率。③熱化學穩(wěn)定性好,在高溫條件下不易分解,對金屬無腐蝕性,對密封材料膨潤作用盡可能小。④制冷劑純度要高,沒有不溶性雜質、污物、不凝性氣體,具有一定吸水性,以避免系統(tǒng)中殘存微量水分,導致冰堵。⑤與潤滑油有良好互溶性,有利于低溫裝置。對機器縫隙的滲透能力低,且發(fā)生滲漏時易查出。第30頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三七、常用制冷劑1.R717:氨(NH3)2.R12:二氟二氯甲烷(CCl2F2,)3.R22:二氟一氯甲烷(CHClF2)4.R134a:四氟乙烷(CH2FCF3)5.R600a:異丁烷

(C4H10)6.R410a:(R32/R125)第31頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.1R717:氨(NH3)

氨是目前使用最為廣泛的一種中壓中溫制冷劑。氨的凝固溫度為-77.7℃,標準蒸發(fā)溫度為-33.3℃,在常溫下冷凝壓力一般為1.1~1.3MPa,即使當夏季冷卻水溫高達30℃時也絕不超過1.5MPa。氨的單位標準容積制冷量大約為520kcal/m3。氨有很好的吸水性,即使在低溫下水也不會從氨液中析出而凍結,故系統(tǒng)內不會發(fā)生“冰堵”現(xiàn)象。氨對鋼鐵不起腐蝕作用,但氨液中含有水分后,對銅及銅合金有腐蝕作用,且使蒸發(fā)溫度稍許提高。因此,氨制冷裝置中不能使用銅及銅合金材料,并規(guī)定氨中含水量不應超過0.2%。氨的比重和粘度小,放熱系數(shù)高,價格便宜,易于獲得。但是,氨有較強的毒性和可燃性。若以容積計,當空氣中氨的含量達到0.5%~0.6%時,人在其中停留半個小時即可中毒,達到11%~13%時即可點燃,達到16%時遇明火就會爆炸。因此,氨制冷機房必須注意通風排氣,并需經(jīng)常排除系統(tǒng)中的空氣及其它不凝性氣體。綜上所述,氨作為制冷劑的優(yōu)點是:易于獲得、價格低廉、壓力適中、單位制冷量大、放熱系數(shù)高、幾乎不溶解于油、流動阻力小,泄漏時易發(fā)現(xiàn)。其缺點是:有刺激性臭味、有毒、可以燃燒和爆炸,對銅及銅合金有腐蝕作用。

第32頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.2R12:二氟二氯甲烷(CCl2F2,)

R12為烷烴的鹵代物,學名二氟二氯甲烷,分子式為CF2Cl2。它是我國中小型制冷裝置中使用較為廣泛的中壓中溫制冷劑。R12的標準蒸發(fā)溫度為-29.8℃,冷凝壓力一般為0.78~0.98MPa,凝固溫度為-155℃,單位容積標準制冷量約為288kcal/m3。R12是一種無色、透明、沒有氣味,幾乎無毒性、不燃燒、不爆炸,很安全的制冷劑。只有在空氣中容積濃度超過80%時才會使人窒息。但與明火接觸或溫度達400℃以上時,則分解出對人體有害的光氣。R12能與任意比例的潤滑油互溶且能溶解各種有機物,但其吸水性極弱。因此,在小型氟利昂制冷裝置中不設分油器,而裝設干燥器。同時規(guī)定R12中含水量不得大于0.0025%,系統(tǒng)中不能用一般天然橡膠作密封墊片,而應采用丁腈橡膠或氯乙醇等人造橡膠。否則會造成密封墊片的膨脹引起制冷劑的泄漏.R12對一般金屬不腐蝕,但能腐蝕鎂及含鎂超過2%的鋁鎂合金。

第33頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.3R22:二氟一氯甲烷(CHClF2)R22也是烷烴的鹵代物,標準蒸發(fā)溫度約為-41℃,凝固溫度約為-160℃,冷凝壓力同氨相似,單位容積標準制冷量約為454kcal/m3。R22的許多性質與R12相似,但化學穩(wěn)定性不如R12,毒性也比R12稍大。但是,R22的單位容積制冷量卻比R12大的多,接近于氨。當要求-40~-70℃的低溫時,利用R22比R12適宜,故目前R22被廣泛應用于-40~-60℃的雙級壓縮或空調制冷系統(tǒng)中。R22仍屬于不溶于水的物質,系統(tǒng)中含水量超標則有可能引起冰堵和“鍍銅”現(xiàn)象。R22對有機物的膨潤作用很強。系統(tǒng)的密封件應采用耐氟的丁基橡膠或氯乙醇橡膠

。R22與冷凍機油有限溶解。在系統(tǒng)高溫側部分(冷凝器、貯液器中)R22與油完全溶解;在低溫側,R22與油的混合物處于溶解臨界溫度以下時,蒸發(fā)器或低壓貯液器中液體將出現(xiàn)分層。上層主要是油、下層主要是R22,所以要有專門的回油措施。干式蒸發(fā)器為了保證順利回油,一般采用“上進下出”的進液方式;管內制冷劑要有足夠的流速;特別是上升回氣立管,在管徑設計時,必須考慮滿足最小帶油速度。另外,壓縮機排氣管上應設油分離器,以便將運行中有可能從壓縮機帶入系統(tǒng)的冷凍機油減到最少。第34頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.4.1R134a:四氟乙烷(CH2FCF3)R134a作為R12的替代制冷劑,它的許多特性與R12很相像。R134a的毒性非常低,在空氣中不可燃,安全類別為A1,是很安全的制冷劑。單位容積標準制冷量約為299kcal/m3。R134a的化學穩(wěn)定性很好,然而由于它的溶水性比R22高,所以對制冷系統(tǒng)不利,即使有少量水分存在,在潤滑油等的作用下,將會產(chǎn)生酸、二氧化碳或一氧化碳,將對金屬產(chǎn)生腐蝕作用,或產(chǎn)生“鍍銅”作用,所以R134a對系統(tǒng)的干燥和清潔要求更高。R134a對鋼、鐵、銅、鋁等金屬未發(fā)現(xiàn)有相互化學反應的現(xiàn)象,僅對鋅有輕微的作用。R134a是目前國際公認的替代CFC-12的主要制冷工質之一,常用于汽車空調,商業(yè)和工業(yè)用制冷系統(tǒng),以及作為發(fā)泡劑用于硬塑料保溫材料生產(chǎn),也可以用來配置其他混合致冷劑,如R404a和R407c等。第35頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.4.2R134a特性:

分子式CH2FCF3沸點(101.3kpa)℃-26.1臨界溫度℃101.1臨界壓力kpa4066.6飽和蒸氣壓(25℃)kPa661.9破壞臭氧潛能值(ODP)0全球變暖潛能值(GWP,100yr)1200ASHRAE安全級別A1(無毒不可燃)溶解度(水中,25℃)%0.15全球變暖系數(shù)值(GWP)0.29外觀無色透明液體無色透明液體水份≤(m/m)ppm510純度≥(m/m)%99.9599.90第36頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.5.1R600a:異丁烷

(C4H10)制冷劑R600a是一種性能優(yōu)異的新型碳氫制冷劑,取自天然成分,不損壞臭氧層,無溫室效應,綠色環(huán)保。其特點是蒸發(fā)潛熱大,冷卻能力強;流動性能好,輸送壓力低,耗電量低,負載溫度回升速度慢。與各種壓縮機潤滑油兼容。(注:R600a在制冷系統(tǒng)中含量不足時,會造成壓力值過大,機器聲音異常,壓縮機壽命縮短)異丁烷的含量不小于99.9%,含硫量小于1ppm,水份含量不大于5ppm,烯烴含量小于0.01%。R600a(2-甲基丙烷),分子量為58,R600a比空氣重很易聚積,無色氣體,微溶于水,性能穩(wěn)定,它最大的特點是與空氣能形成爆炸性混合物。爆炸極限為1.9~8.4%(體積比),當達到或高于此比例時,如遇明火即刻會引起爆炸,所以安全是最應注意的問題。主要用作超低溫致冷劑,與F22組成的制冷系統(tǒng)用于-80~-120℃的超低溫制冷裝置。也用作泡沫塑料的發(fā)泡劑,作為制冷劑主要替代R12。第37頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.5.2R600a特性:分子式C4H10分子量58.12沸點℃-11.80熔點℃-182臨界溫度℃134.98臨界壓力Mpa3.66破壞臭氧潛能值ODP0全球變暖系數(shù)值GWP0.1外觀無色,不渾濁氣味無異臭純度≥%99.9第38頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.6.1R410a:(R32/R125)R410A:是一種新型環(huán)保制冷劑,不含氯元素,不破壞臭氧層,工作壓力為普通R22空調的1.6倍左右,制冷(暖)效率更高。提高空調性能。R410A新冷媒由兩種準共沸的混合物而成,具有穩(wěn)定,無毒,性能優(yōu)越等特點。另外采用新冷媒的空調在性能方面也有一定的提高。R410A是目前為止國際公認的用來替代R22最合適的的冷媒,并在歐美、日本等國家得到普及。R410A,是一種混合制冷劑,它是由R32和R125組成的混合物。R410A外觀無色,不渾濁,易揮發(fā),沸點-51.6℃,凝固點-155℃;臨界溫度72.5℃,臨界壓力4.95Mpa。其主要特點有:(1)不破壞臭氧層。其分子式中不含氯元素,故其臭氧層破壞潛能值(ODP)為0。全球變暖潛能值(GWP)小于0.2。(2)毒性極低。容許濃度和R22同樣,都是1000ppm。(3)不可燃??諝庵械目扇紭O性為0。(4)化學和熱穩(wěn)定性高(5)水分溶解性與R22幾乎相同。(6)是混合制冷劑,由兩種制冷劑組成(7)不與礦物油相溶,與酯潤滑油、醚潤滑油相溶。

第39頁,講稿共46頁,2023年5月2日,星期三7.6.2R410特性與應用與R22相比,R410A的制冷量顯著提高,其制冷量是R22的1.45倍。因此為設計更小更緊湊的空調設備提供了可能。并且由于R410A具有近共沸的物性,在整個運行范圍內,制冷劑溫度滑移小于

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