PART-I-制冷空调新工质课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,PART I 制冷空调新工质,1 制冷空调工质基本知识回顾,2 制冷空调新工质,11/19/2024,1,PART I 制冷空调新工质1 制冷空调工质基本知识,制冷空调工质基本知识回顾,制冷工质的定义,在被冷却对象和环境介质之间传递热量，并最终把热量从被冷却对象传给环境介质的制冷机中进行制冷循环的工作物质。,11/19/2024,2,制冷空调工质基本知识回顾制冷工质的定义 在被冷却,制冷空调工质基本知识回顾,2. 制冷剂的发展,乙醚是最早使用的制冷剂。,1866年,威德豪森(Windhausen)提出使用CO,2,作制冷剂。,1870年,卡尔林德(Cart Linde)用NH,3,作制冷剂。,1874年,拉乌尔皮克特(Raul Pictel)采用SO,2,作制冷剂。,11/19/2024,3,制冷空调工质基本知识回顾2. 制冷剂的发展 乙醚是最早使用的,制冷空调工质基本知识回顾,SO,2,和CO,2,在历史上曾经是比较重要的制冷剂。,SO,2,毒性大，但作为重要制冷剂曾有60年历史。,CO,2,在使用温度范围内压力特高，致使机器极为笨重，但它无毒使用安全。曾在船用冷藏装置中作制冷剂达50年之久，1955年才被氟里昂所取代。,11/19/2024,4,制冷空调工质基本知识回顾SO2和CO2在历史上曾经是比较重要,绪论,制冷空调工质基本知识回顾,1929年1930年,米杰里（Thomas Midgley）首次用CCl2F2作为制冷剂，取得很好的效果。杜邦公司，将其命名为氟利昂12（Freon12），简称F12，后称为R12。,20世纪50年代,开始使用了共沸混合制冷剂。,20世纪60年代,开始应用非共沸混合制冷剂。,直至20世纪80年代关于CFC具有消耗臭氧层的问题正式被公认以前，以各种卤代烃为主的制冷剂的发展已达到相当完善的程度。,CFC问题的出现及其替代技术的发展，对制冷工业来说，是一次历史性的冲击，它打乱了制冷工业已有的发展现状，但又提供了新的发展机遇，使制冷剂又进入一个以HFC为主体和向天然制冷剂发展的新的历史阶段。,11/19/2024,5,绪论制冷空调工质基本知识回顾1929年1930年 米杰里（,制冷空调工质基本知识回顾,1974年,美国加利福尼亚大学的,罗兰（Sherwood Rowland）,教授和他的博士后,莫利纳（Mario Molina）,在“自然”杂志上发表文章，指出,卤代烃,在紫外线作用下会释放出氯离子，而氯离子会,消耗,地球周围热成层（Stratosphere，原名平流层）中的,臭氧,（Ozone, O3），而使过量的太阳紫外线照射到地面，给地球上的生物和人类带来一系列的危害。为此，瑞典皇家科学院将,1995年的诺贝尔化学奖,授予这两位和一名德国的化学家，以表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面作出的杰出贡献。,11/19/2024,6,制冷空调工质基本知识回顾1974年美国加利福尼亚大学的罗兰（,蒙特利尔议定书,1对CFCs，包括CFC11、CFCl2，CFCll3、CFCll4、CFCll5 等氯氟烃物质：,（1）对,发达,国家，规定从,1996年1月1日,起,完全停止,生产与消费；,（2）对,发展,中国家（CFCs人均消耗量,小于0.3kg/年,），最后停用的日期是,2010年,。,2对HCFCs，包括HCHC22、HCFCl42b、HCFCl23等：,（1）对,发达,国家，从,1996年,起冻结生产量，,2004年,开始削减，至2020年完全停用；,（2）对,发展,中国家，,从2016,年开始冻结生产量，,2040年,完全停用。,11/19/2024,7,蒙特利尔议定书 1对CFCs，包括CFC11、CFCl,基于全球遵守蒙特利尔议定书的臭氧消耗物质量,蒙特利尔议定书,11/19/2024,8,基于全球遵守蒙特利尔议定书的臭氧消耗物质量 蒙特利尔议定书,制冷空调工质基本知识回顾,制冷装置与制冷剂相互依存，相互适应，才能组成完美的制冷系统。根据现实工业条件，提出了对制冷剂的要求：,11/19/2024,9,制冷空调工质基本知识回顾 制冷装置与制冷剂相互依存,制冷空调工质基本知识回顾,1.对环境的亲和度,表示物质对大气臭氧层的破坏程度。应越小越好，ODP=0，则对大气臭氧层无害。,1) 臭氧衰减指数ODP：,ozone depleting potential,以R11的臭氧平衡影响做基准（为1），其他则相比于R11。,11/19/2024,10,制冷空调工质基本知识回顾1.对环境的亲和度表示物质对大气臭氧,制冷空调工质基本知识回顾,表示物质造成温室效应的影响程度。应越小越好，GWP=0，则不会造成大气变暖。,2) 温室效应指数GWP：,Global Warming Potential,以R11的温室影响做基准（为1）。,11/19/2024,11,制冷空调工质基本知识回顾表示物质造成温室效应的影响程度。应越,制冷空调工质基本知识回顾,制冷剂的对环境的亲和度和毒性,制冷剂的对环境的亲和度,11/19/2024,12,制冷空调工质基本知识回顾制冷剂的对环境的亲和度和毒性制冷剂的,制冷空调工质基本知识回顾,2.制冷效率,制冷剂的热力性质对制冷系数的影响可用制冷效率 来表述。,制冷效率:,理论循环的制冷系数 与有温差的逆卡诺循环制冷系数,之比。,11/19/2024,13,制冷空调工质基本知识回顾2.制冷效率制冷剂的热力性质对制冷系,制冷空调工质基本知识回顾,表示了,制冷剂的节流损失和过热损失的大小。,物理意义：,11/19/2024,14,制冷空调工质基本知识回顾表示了制冷剂的节流损失和过热损失的大,制冷空调工质基本知识回顾,几种制冷剂单级蒸气压缩制冷的制冷效宰,11/19/2024,15,制冷空调工质基本知识回顾几种制冷剂单级蒸气压缩制冷的制冷效宰,制冷空调工质基本知识回顾,3.热力学性质,1) 具有较大的制冷工作范围：临界温度高、凝结温度高、凝固温度低。,由于临界温度是制冷剂可以加压液化的最高温度，临界温度低的制冷剂在常温或普通低温下有可能不会液化，此时将需要温度很低的冷却介质；且由于当制冷剂在节流前的温度接近临界温度时，制冷剂的气化潜热很小，节流损失就会很大，循环的经济性将很差；因此希望制冷剂的临界温度比环境温度高的多。,便于用一般冷却水或空气冷凝；接近逆卡诺循环，节流损失小,能得到较低的蒸发温度,11/19/2024,16,制冷空调工质基本知识回顾3.热力学性质1) 具有较大的制冷工,制冷空调工质基本知识回顾,2) 具有适当的工作压力和压缩比：,蒸发压力大气压力,冷凝压力不要过高,冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大,希望在使用条件下蒸发压力最好不低于大气压，以避免空气漏入制冷系统内部；还希望冷凝压力不太高，通常应低于2.5MPa，以免压缩机和冷凝器等设备过于庞大；同时冷凝压力与蒸发压力之比不过大，以免压缩终温过高，压缩机的输气系数过低；冷凝压力与蒸发压力之差也希望尽可能的小，以降低对压缩机强度的要求。,11/19/2024,17,制冷空调工质基本知识回顾2) 具有适当的工作压力和压缩比：,制冷空调工质基本知识回顾,3) 单位制冷量,q,0,和单位容积制冷量,q,v,较大。,4) 比功,w,和单位容积压缩功,w,v,小，循环效率高。,5) 绝热指数低。,q,0,大：获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循环量。,q,v,大：压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗和投资。,可减少耗功率，降低排气温度，利于润滑。,11/19/2024,18,制冷空调工质基本知识回顾3) 单位制冷量q0和单位容积制冷量,制冷空调工质基本知识回顾,常用制冷剂单位容积制冷能力,绝热压缩温度,11/19/2024,19,制冷空调工质基本知识回顾常用制冷剂单位容积制冷能力绝热压缩温,制冷空调工质基本知识回顾,4.物理化学性质,1) 流动性好（粘度小，密度小）;,2) 传热性好;,3) 安全性好;,4) 化学稳定性好。,可减少流动阻力损失，降低能耗，缩小管径，减少材料消耗。,可减少传热面积。,高温下不分解、不燃、不爆，无毒。,对金属和非金属材料不腐蚀。,11/19/2024,20,制冷空调工质基本知识回顾4.物理化学性质1) 流动性好（粘度,制冷空调工质基本知识回顾,低毒性,高毒性,高可燃性,A3,B3,低可燃性,A2,B2,不可燃性,A1,B1,ASHRAE,标准制冷剂安全分类,11/19/2024,21,制冷空调工质基本知识回顾 低毒性高毒性高可燃性A3B3低可燃,制冷空调工质基本知识回顾,级A ：在体积浓度小于等于400ppm时，按一定的时间长度，确定时间加权平均的极限限制值(TLV-TWA,threshold limit value time-weighted average,)或相当的指标值，制冷剂没有观察到毒性。,级B：在体积浓度小于400ppm时，按一定的时间长度，确定时间加权平均的极限限制值(TLV-TWA)或相当的指标值，制冷剂观察到有毒迹象。,级1：制冷剂的空气中实验时不会燃烧。,级2：制冷剂在1大气压/21 时的最低可燃浓度(LFL)大于0.00625 lb/ft3，且燃烧热(HOC)小于8174 Btu/Lb。,级3：制冷剂是易燃的。在1大气压/21时的最低可燃浓度(LFL)小于0.00625 lb/ft3 ，或燃烧热(HOC)大于等于8174 Btu/Lb。,11/19/2024,22,制冷空调工质基本知识回顾级A ：在体积浓度小于等于400pp,制冷空调工质基本知识回顾,制冷剂的安全性,制冷剂的安全性和易燃易爆性,11/19/2024,23,制冷空调工质基本知识回顾制冷剂的安全性制冷剂的安全性和易燃易,制冷空调工质基本知识回顾,制冷剂的对环境的亲和度和毒性,制冷剂的毒性,11/19/2024,24,制冷空调工质基本知识回顾制冷剂的对环境的亲和度和毒性制冷剂的,制冷空调工质基本知识回顾,制冷剂的易燃易爆性,11/19/2024,25,制冷空调工质基本知识回顾制冷剂的易燃易爆性9/23/2023,制冷空调工质基本知识回顾,5) 溶油性：,溶油性差：制冷剂和润滑油易分离，t,0,稳定；易产生油膜影响传热。,溶油性好：润滑好，不易有油膜，传热好；但易引起t,0,升高。,11/19/2024,26,制冷空调工质基本知识回顾5) 溶油性： 溶油性差：制冷剂和润,制冷空调工质基本知识回顾,制冷剂的溶油性,制冷剂的溶油性和溶水性,11/19/2024,27,制冷空调工质基本知识回顾制冷剂的溶油性制冷剂的溶油性和溶水性,制冷空调工质基本知识回顾,6) 溶水性：,在节流阀处，蒸发温度低于0时，游离态的水便会结冰而发生“冰堵”。氟利昂难溶于水。,溶水性好：不会发生“冰堵”，氨易溶于水，但氨溶于水中易腐蚀金属。,5. 来源广，易制取,11/19/2024,28,制冷空调工质基本知识回顾6) 溶水性： 在节流阀处，蒸发温度,制冷空调工质基本知识回顾,制冷剂的溶水性,11/19/2024,29,制冷空调工质基本知识回顾制冷剂的溶水性9/23/202329,制冷空调工质基本知识回顾,除了以上共同要求以外，不同型式的制冷系统和制冷压缩机对制冷剂还有一些特定要求：,1)离心式压缩机要求制冷剂的分子量要大，以提高级压比，减少级数。,2)制冷量在200W以下的制冷机要求制冷剂的单位容积制冷量要小，以免压缩机的尺寸过小，加工困难；制冷量于1000W 的制冷机要求制冷剂的单位容积制冷量要大，以减小压缩机的尺寸和制冷剂容积流量。,11/19/2024,30,制冷空调工质基本知识回顾除了以上共同要求以外，不同型式的制冷,制冷空调工质基本知识回顾,3)小型制冷系统要求制冷剂与润滑油能相互溶解，以便利用回气夹带回油，简化系统。,4)全封闭和半封闭式制冷压缩机要求制冷剂电绝缘性能好。,完全满足上述各种要求的制冷剂并不存在，各种制冷剂都是某些方面较优，而另一些方面不足。应根据工程实际要求，在满足特定要求的前提下，权衡取舍，找出最佳方案。,11/19/2024,31,制冷空调工质基本知识回顾3)小型制冷系统要求制冷剂与润滑油能,制冷空调工质基本知识回顾,无机化合物、卤代烃、烃类、混合溶液。,四大类：,为了书写方便，国际上统一规定用字母“R”和它后面的一组数字或字母作为制冷工质的简写符号。字母“R”表示制冷工质，后面的数字或字母则根据制冷工质的分子组成按一定的规则编写。,11/19/2024,32,制冷空调工质基本知识回顾无机化合物、卤代烃、烃类、混合溶液。,常见制冷剂的类型,11/19/2024,33,常见制冷剂的类型9/23/202333,制冷空调工质基本知识回顾,1. 无机化合物：,NH3、CO2、H2O,命名：R7*,*为分子量。,NH,3,R717；CO,2,R744；,H,2,OR718,11/19/2024,34,制冷空调工质基本知识回顾1. 无机化合物： NH3、CO2、,制冷空调工质基本知识回顾,2. 卤代烃（氟利昂）：,卤代烃是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。目前作制冷剂的主要是甲烷和乙烷的衍生物。,分子式：C,m,H,n,F,x,Cl,y,Br,z,（满足2m+2=n+x+y+z）,11/19/2024,35,制冷空调工质基本知识回顾2. 卤代烃（氟利昂）：,制冷空调工质基本知识回顾,Rm-1(为0时略)n+1xBz(z为0时与B一起略）,1）命名法1：,一氯二氟甲烷分子：CHF,2,ClR22,一溴三氟甲烷分子：CF,3,BrR13B1,三氟三氯乙烷分子：C,2,F,3,Cl,3,R113,例：,11/19/2024,36,制冷空调工质基本知识回顾Rm-1(为0时略)n+1xBz(z,制冷空调工质基本知识回顾,2）命名法2：,为简单定性判别制冷剂对臭氧层的破坏能力,将氯氟烃类物质代号中的R改用字母CFC,氢氯氟烃类物质代号中的R改用字母HCFC,氢氟烃类物质代号中的R改用字母HFC,碳氢化合物代号中的R改用字母HC，数字编号不变,11/19/2024,37,制冷空调工质基本知识回顾2）命名法2：为简单定性判别制冷剂对,制冷空调工质基本知识回顾,氯氟化碳，不含氢，公害物，严重破坏臭氧层，禁用；,CFC,CF,2,Cl,2,R12CFC12；,CFCl,3,R11CFC11,【例】：,11/19/2024,38,制冷空调工质基本知识回顾氯氟化碳，不含氢，公害物，严重破坏臭,制冷空调工质基本知识回顾,氢氯氟化碳，含氢，低公害物质，属于过渡性物质；,HCFC,CHF2ClR22HCFC22,【例】：,氢氟化碳，不含氯，无公害，可作为替代物，待研究开发。,HFC,C2H2F4R134aHFC134a,【例】：,11/19/2024,39,制冷空调工质基本知识回顾氢氯氟化碳，含氢，低公害物质，属于过,制冷空调工质基本知识回顾,3. 烃类（碳氢化合物）,烷烃类：甲烷CH,4,，乙烷C,2,H,6,，丙烷C,3,H,8,;,链烯烃类：乙烯C,2,H,4,，丙稀C,3,H,6,。,CH,4,R50，C,2,H,6,R170，C,3,H,8,R290。, 烯烃类命名方法：,R后先写上“1”，再按氟利昂方法,C,2,H,4,R1150，C,3,H,6,R1270。, 烷烃类命名方法与氟利昂相同：,（丁烷例外，为R600）,11/19/2024,40,制冷空调工质基本知识回顾3. 烃类（碳氢化合物） 烷烃类：甲,制冷空调工质基本知识回顾,4. 混合溶液,由两种(或以上)制冷剂按一定比例相互溶解而成的混合物。,A 共沸溶液：,固定p下蒸发或冷凝时，t0、tk不变，气、液相组分相同。,命名：R5* *为发现的顺序：,R500、R501、R502、R509等。,11/19/2024,41,制冷空调工质基本知识回顾4. 混合溶液 由两种(或以上)制冷,制冷空调工质基本知识回顾,B 非共沸溶液：,固定p下蒸发或冷凝时，t0、tk变，气、液相组分不同。,命名：R4* *为发现的顺序：,R400、R401、R402、.R407等。,11/19/2024,42,制冷空调工质基本知识回顾B 非共沸溶液： 固定p下蒸发或冷凝,m、n、x、z值,m=1,n=0,x=1,m=1,n=0,x=2,m=1,n=0,x=3,z=1,m=1,n=1,x=2,m=1,n=2,x=2,m=1,n=4,x=0,m=2,n=1,x=3,m=2,n=1,x=5,m=2,n=2,x=4,m=2,n=6,x=0,m=3,n=8,x=0,制冷剂符号举例,化合物名称,分子式,一氟三氯甲烷,CFCl,3,二氟二氯甲烷,CF,2,Cl,2,三氟一溴甲烷,CF,3,Br,二氟一氯甲烷,CHF,2,Cl,二氟甲烷,CH,2,F,2,甲烷,CH,4,三氟二氯乙烷,C,2,HF,3,Cl,2,五氟乙烷,C,2,HF,5,四氟乙烷,C,2,H,2,F,4,乙烷,C,2,H,6,丙烷,C,3,H,8,简写符号,R11,R12,R13B1,R22,R32,R50,R123,R125,R134a,R170,R290,11/19/2024,43,m、n、x、z值m=1,n=0,x=1m=1,n=0,x=2,制冷空调新工质,新工质,新用途,新物质,11/19/2024,44,制冷空调新工质新工质新用途新物质9/23/202344,制冷空调新工质,混合工质,自然工质,水,氨,碳氢化合物,二氧化碳,11/19/2024,45,制冷空调新工质混合工质9/23/202345,制冷空调新工质,由于单一制冷剂在品种和性质上的局限性，使得制冷工质选择的范围较小，混合工质会使得制冷工质选择有较大的余地。,混合工质,是指由两种或两种以上纯工质组成的混合物。按定压下聚集态改变时热力学特性的不同，混合工质有共沸和非共沸两种。,11/19/2024,46,制冷空调新工质 由于单一制冷剂在品种和性质上的局限,常见制冷剂,11/19/2024,47,常见制冷剂9/23/202347,制冷空调新工质,实际情况：,传热总存在温差,具体分析：,吸热过程：制冷剂温度 总是低于被冷却物体的温度,放热过程：制冷剂温度 总是高于环境介质温度,11/19/2024,48,制冷空调新工质实际情况： 传热总存在温差 具体分析： 吸热过,制冷空调新工质,有温差传热的逆卡诺循环,前提：制冷量不变,逆卡诺循环：1-2-3-4-1,有传热温差的循环：1-2-3-4-1,耗功量增加：阴影面积, 冷却介质的温度；, 被冷却介质的温度；, 冷凝器中制冷剂的温度；, 蒸发器中制冷剂的温度。,T,S,T,K,1,1,2,2,3,3,4,4,T,K,T,0,T,0,T,K,T,0,a,b,0,11/19/2024,49,制冷空调新工质有温差传热的逆卡诺循环前提：制冷量不变 冷却,制冷空调新工质,解决问题：,吸热和放热过程中，热源温度发生变化,达到目的：,无温差传热,耗功最小,实现手段：,劳伦兹循环,11/19/2024,50,制冷空调新工质解决问题： 吸热和放热过程中，热源温度发生变化,制冷空调新工质,劳伦兹循环：,循环中的两个相变过程变成伴随有降温的定压凝结和伴随有升温的定压蒸发。,前提：制冷量不变,劳伦兹循环：1-2-3-4-1,逆卡诺循环：4-2-3-4-4,耗功量增加：阴影面积,11/19/2024,51,制冷空调新工质劳伦兹循环： 循环中的两个相变过程变成伴随有降,制冷空调新工质,经济性指标：,制冷系数：,热力完善度：,11/19/2024,52,制冷空调新工质经济性指标：制冷系数： 热力完善度： 9/23,制冷空调新工质,1.共沸混合物,定义：,共沸混合制冷剂是具有最低沸点的共沸溶液，即其沸点低于其任一组分，或言在相同温度下其饱和蒸气压高于其任一组分。,11/19/2024,53,制冷空调新工质1.共沸混合物定义： 共沸混合制冷剂,制冷空调新工质,共沸混合溶液的Tx图,泡点温度和露点温度,的温差称之为,温度滑移,1,2,泡点线与露点线存在一个相切点，即共沸点。共沸点处，定压相变过程中温度滑移为零，即定温，且气相与液相成分相同。具有与纯物质相同的热力特征。,11/19/2024,54,制冷空调新工质共沸混合溶液的Tx图 泡点温度和露点温度12,制冷空调新工质,代号,组分,质量成分,分子量,沸点,(),各组分的沸点(),R500,R12/152a,73.8/26.2,99.3,-33.5,-29.8/-25,R501,R22/12,84.5/15.5,93.1,-41.5,-40.8/-29.8,R502,R22/115,48.8/51.2,111.6,-45.4,-40.8/-38,R503,R23/13,40.1/59.9,87.6,-88.0,-82.2/-81.5,R504,R32/115,48.2/51.8,79.2,-59.2,-51.2/-38,R505,R12/31,78.0/22.0,103.5,-30,-29.8/-9.8,R506,R31/114,55.1/44.9,93.7,-12.5,-9.8/3.5,R507,R125/143a,50.0/50.0,98.9,-46.7,-48.8/-47.7,几种共沸制冷剂的组成和沸点,11/19/2024,55,制冷空调新工质代号组分质量成分分子量沸点各组分的沸点()R,制冷空调新工质,共沸制冷剂特点：,一定蒸发压力下蒸发时具有几乎不变的蒸发温度，而且蒸发温度一般比组成它的单组分的蒸发温度低。,一定蒸发温度下，共沸制冷剂单位容积制冷量比组成它的单一制冷剂的容积制冷量要大。,共沸制冷剂化学稳定性较组成它的单一制冷剂好。,在全封闭和半封闭压缩机中，采用共沸制冷剂可使电机得到更好的冷却，电机绕组温升减小。,11/19/2024,56,制冷空调新工质共沸制冷剂特点： 一定蒸发压力下蒸发时具有几乎,制冷空调新工质,配制共沸混合制冷剂的目的：,调配制冷剂性质,共沸混合制冷剂的性质取决于其组分的性质：,不可燃组分对溶液性质的影响是抑制了可燃性；,稳定性好的组分对溶液性质的影响是增强了稳定性；,溶油性好的组分对溶液性质的影响是提高了与润滑油的溶解度；,分子量大的组分对溶液性质的影响是降低了压缩终温。,11/19/2024,57,制冷空调新工质配制共沸混合制冷剂的目的：调配制冷剂性质共沸混,制冷空调新工质,2.非共沸制冷剂,非共沸混合制冷剂是作为制冷剂使用的非共沸溶液。非共沸溶液的,T,-,图如图所示，其等压饱和液线与等压饱和气线构成典型的鱼形曲线。,11/19/2024,58,制冷空调新工质2.非共沸制冷剂 非共沸混合制冷剂是,制冷空调新工质,非共沸制冷剂的,T-,图,一定压力下溶液加热时，首先到达饱和液体点A(泡点)，再加热到达点B，即进入两相区，继续加热到点C(露点)时全部蒸发完成为饱和蒸气。,泡点温度和露点温度,的温差称之为,温度滑移,11/19/2024,59,制冷空调新工质非共沸制冷剂的T-图 一定压力下溶液,制冷空调新工质,在等压下聚集态改变过程中，温度将随着聚集态的改变而发生变化。等浓度线与等压饱和液线的交点所对应的温度为溶液的泡点，等浓度线与等压饱和气线的交点所对应的温度为溶液的露点，露点与泡点之差称为溶液的沸程。而且气相浓度与液相浓度不相同，气相中易挥发组分的浓度较高，液相中难挥发组分的浓度较高。,11/19/2024,60,制冷空调新工质 在等压下聚集态改变过程中，温度将随,制冷空调新工质,配制非共沸混合制冷剂的最初目的：,节能,利用定压下相变不等温的特点，与实际有限热源的变温特点相适应，可以减小冷凝器和蒸发器中的传热不可逆损失。,11/19/2024,61,制冷空调新工质配制非共沸混合制冷剂的最初目的：节能利用定压下,制冷空调新工质,当在一高沸点组分中加入部分低沸点组分，组成的非共沸混合制冷剂可获得较之高沸点组分大的单位容积制冷量；当在一低沸点组分中加入部分高沸点组分，组成的非共沸混合制冷剂可获得较之低沸点组分高的性能系数。,各组分的性质对非共沸混合制冷剂的影响与共沸混合制冷剂相同。,有一些非共沸混合制冷剂的露点与泡点非常接近，称为近共沸制冷剂。由于近共沸混合制冷剂与共沸混合制冷剂的特性接近，通常用近共沸混合制冷剂作为共沸混合制冷剂的替代物使用。,11/19/2024,62,制冷空调新工质 当在一高沸点组分中加入部分低沸点组,制冷空调新工质,目的,实例,改进性能：提高COP和q,v,改善传热,R13B1/R152a R22/R13B1 R114/R13B1,R12/R114,调制容量,R12/R114 R22/R114 R22/R23/R114,扩大应用范围,R22/R114 R13B1/R152a R23/R113,回收压缩机排气热量,R12/R13B1,环境可接受性,R22/R152a R22/R124/R152a R22/R142b,非共沸混合制冷剂,11/19/2024,63,制冷空调新工质目的实例改进性能：提高COP和qvR13B1/,制冷空调新工质,3.常用混合制冷剂性质,沸点-33.5，ODP值较高。,1) 共沸制冷剂R500,可代替R12用于活塞式制冷机,沸点-45.4，ODP值较高。,溶水性比R12大1.5倍，在82以上有较好的溶油性。,2) 共沸制冷剂R502,可代替R22用于获得低温,11/19/2024,64,制冷空调新工质3.常用混合制冷剂性质沸点-33.5，ODP,制冷空调新工质,沸点-88，不燃烧，无毒无腐蚀性，ODP值较高。,适用于复叠式制冷机的低温级。,沸点-46.7，ODP值为零。,不溶于矿物油，但溶于聚酯类润滑油。,3) 共沸制冷剂R503,可代替R13使用,4) 共沸制冷剂R507,用R502的场合都可用R507替代,11/19/2024,65,制冷空调新工质沸点-88，不燃烧，无毒无腐蚀性，ODP值较,制冷空调新工质,5) 非共沸制冷剂R401A和R401B,性能与R12较接近。,能溶于聚醇类和聚酯类润滑油。,可作为过度性替代物,泡露点温差大，使用时最好将热交换器作成逆流形式,不能与矿物润滑油互溶，但能溶于聚酯类合成润滑油,低温工况下，容积制冷量比R22要低得多。,6) 非共沸制冷剂R407C,三元非共沸混合制冷剂,11/19/2024,66,制冷空调新工质5) 非共沸制冷剂R401A和R401B性能与,制冷空调新工质,7) 非共沸制冷剂R410A,两元混合制冷剂,不能与矿物润滑油互溶，但能溶于聚酯类合成润滑油。,泡露点温差仅0.2，可称之为近共沸混合制冷剂。,具有与共沸混合制冷剂类似的优点。,不能直接用来替换R22的制冷系统。,11/19/2024,67,制冷空调新工质7) 非共沸制冷剂R410A两元混合制冷剂 不,制冷空调新工质,混合工质筛选及配比原则,l）在优势互补的原则下，以C()P值相近的纯工质为组元，使混合物系在较宽的配比范围内COP值偏差较小，以消除泄漏对组分的影响。,2）筛选及配比过程中，重视替代物与被替代物之间由于压比差异导致容积制冷效率的不同对标准容积制冷量影响的问题。,3）二元混合物由于配比组分的单一确定性，其组分配比的可塑性较差；三元混合物由于组分的增加，其配比组分的可塑性较强，并且新增加三个二元混合物系制冷剂，因此更有利于混合物筛选的优化组合。,4）在不同工况，灵活的采用不同配比的混合物替代特定工质。,11/19/2024,68,制冷空调新工质混合工质筛选及配比原则l）在优势互补的原则下，,制冷空调新工质,水H2O（R718）,环保、安全易得、无毒无味。,比容大、qv小，凝固点高，制冷温度0。,蒸汽喷射式制冷机、溴化锂吸收式制冷机。,优点：,缺点：,适用：,11/19/2024,69,制冷空调新工质水H2O（R718） 环保、安全易得、无毒无味,制冷空调新工质,氨NH,3,（R717）,热力性质好（沸点-33.4，凝固点-77.7）、工作压力适中、q0、qv较大、粘性小，密度小，流动阻力小、传热性能好、溶水性好、不会“冰塞”，纯氨不腐蚀，但含水后腐蚀铜及铜合金（磷青铜除外）。,优点：,11/19/2024,70,制冷空调新工质氨NH3（R717） 热力性质好（沸点-33.,制冷空调新工质,毒性大、有刺激性臭味、易燃易爆、一旦泄漏，将污染空气、食品，并刺激人，微溶于润滑油，易有油膜。,大中型工业制冷装置（-65以上）和大中型冷库。,缺点：,适用：,11/19/2024,71,制冷空调新工质毒性大、有刺激性臭味、易燃易爆、一旦泄漏，将污,制冷空调新工质,应用氨为制冷剂时，车间内氨蒸气的浓度不允许超过 0.02g/l。在居民区、商业区用氨为制冷剂的制冷机，单机充注量应小于50kg，并应加设防护设施。,常用的防护措施有：,1)机房事故风机：当有泄漏时，机房事故风机自动开启，将氨蒸气排出机房之外，不过机房事故风机控制装置的所有电触点均应在机房外部与氨蒸气不接触的地方；,2)氨浓度探测：当空气中氨浓度达到一定限度时发出讯号；,3)防护罩：将制冷机封入防护罩中，泄漏时集中引出；,4)燃烧器：遇泄漏时，引入燃烧器燃烧。,11/19/2024,72,制冷空调新工质 应用氨为制冷剂时，车间内氨蒸,制冷空调新工质,氟利昂,无味、不易燃易爆、毒性小、等熵指数小、排气温度低，不腐蚀金属，分子量大。,密度大、粘性大、流动阻力大，渗透性强，易于泄漏而不被发现，含氟原子的氟利昂与明火接触能分解出剧毒的光气COCl2，价格高。,适用范围广。,优点：,缺点：,适用：,11/19/2024,73,制冷空调新工质氟利昂 无味、不易燃易爆、毒性小、等熵指数小、,序号,R717,F,对比,1,价廉易取,比R717贵十几倍,R717系统投资、运行费低,2,q,0,、q,v,大，M,R,小,相反,同,0,下，R717com尺寸小、管径小,3,几乎不溶于油,大多数易溶于油,R717系统分油易，F系统分油难,4,、,大，k大,相反,R717换热设备尺寸小,5,渗透力弱，易发现,相反,R717损耗小，运行费低,6,无限溶于水,难溶于水,F系统易产生冰堵,7,毒性大,有燃烧爆炸危险,相反,F可用于空调中直接蒸发冷却,8,含水对铜有腐蚀,（系统中无铜）,对天然橡胶有侵蚀,（垫圈不能用橡胶）,不同系统采用不同材料,9,分子量小，t,排,高,相反,R717 com用水冷；F com用风冷,10,粘度小,密度小,阻力小,相反,R717系统管径小、com耗功小,11,对生态环境影响小,某些F工质对生态环境影响大,某些F工质渗透、排放造成人类生态环境恶化,氨及氟利昂性能比较,11/19/2024,74,序号R717F对比1价廉易取比R717贵十几倍R717系统投,