制冷原理-制冷剂和载冷剂
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制冷⼈必备的制冷技术知识(图解)⼀、制冷术语1、制冷:物体或流体中取出热量,并将热量排放到环境介质中去,以产⽣低于环境温度的过程。
2、制冷剂:在制冷装置中不断完成循环的⼯作物质。
常⽤制冷剂:氨、氟利昂(R22、R134A、R407C、R410A)、⽔。
3、载冷剂:是在间接制冷系统中⽤来传送冷量的中间介质。
常⽤的载冷剂: 冰河冷媒、⽔、盐⽔、⼄⼆醇⽔溶液。
制冷量:单位时间⾥由制冷机(空调器)从低温物体向⾼温物体所转移的热量。
制热量:单位时间内由空调器(热泵型)从外界吸热后向室内输送的热量。
COP = 制冷量/压缩机电功率。
冬季热泵循环性能系数和夏季热泵的能效⽐表达形式均采⽤COP(能效⽐)表⽰。
EER = 制冷量/空调系统总电功率(EER值越⾼,表⽰空调中蒸发吸收较多的热量或压缩机所耗的电较少)。
在夏季制冷时,制冷量(W或Btu/h)与输⼊功率(W)的⽐率定义为热泵的能效⽐EER。
标准单位:⽡(W)或千⽡(KW)1KW = 860kcal/h1美国冷吨 = 3.526kw = 3024kcal/h(注:1冷吨就是使1吨0℃的⽔在24⼩所内变为0℃的冰所需要的制冷量。
)显热: 物质在吸热或放热过程中,温度上升或下降,但是物质的形态不发⽣变化,这种热称为显热。
潜热: 物质在吸收或放出热量的过程中,其形态发⽣变化,但温度不发⽣变化,这种热量⽆法⽤温度计测量出来,⼈体也⽆法感觉到,但可通过实验计算出来,这种热量就称为潜热。
1.⼲球温度:(符号DB)普通的温度。
2.湿球温度:(符号WB)温度计的球体上湿润时的温度,受湿度的影响。
3.露点温度:(符号DP)对空⽓进⾏冷却,空⽓中的⽔分开始结露⽔的温度。
湿度:空⽓中⽔蒸汽的含量。
绝对湿度:1m3的湿空⽓中所含⽔蒸⽓的质量。
(单位:公⽄·⽔/公⽄·⼲燥空⽓)相对湿度:湿空⽓的绝对湿度与同温度下饱和湿空⽓的绝对湿度之⽐。
(单位%,符号RH)饱和湿空⽓:空⽓中含⽔蒸⽓量是有限度的,达到最⼤容量时的湿空⽓称为饱和湿空⽓。
第2讲:制冷剂、载冷剂、冷冻机油§2-1 制冷剂制冷剂又称制冷工质,用英文单词(Refrigcrant)的首位字母“R”作为代号。
它是一种在制冷循环过程中利用液体气化吸收热量,又在外功的作用下,把气体液化放出的热量传给周围介质的物质。
它易于气化,又易于液化。
在制冷装置中,没有制冷剂就无法实现制冷。
高压制冷剂。
按可燃性和毒性分类,分为不可燃、可燃、易燃、低毒、高毒等组别。
●制冷剂的选用原则制冷剂应具备一些基本要求,可以从热力学、物理化学、安全和经济等方面来考虑。
(1)热力学的要求①在大气压下,制冷工质的蒸发温度(沸点)t0要低。
这样不仅可以获取比较低的温度,而且还可以在一定的蒸发温度t0下,使其蒸发压力P0高于大气压力,以避免空气进入制冷系统影响换热设备的换热效果和设备的使用寿命。
同时,在一定的蒸发温度下,蒸发压力高于大气压力,系统一旦发生泄漏时容易发现。
②要求制冷剂在常温条件下,要有比较低的冷凝压力P k,以免对处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排出管道等设备的强度要求过高。
通常按正常蒸发温度t0和常温下的冷凝压力P k将制冷工质分为以下三种:a.高温制冷工质(或称低压制冷工质):t0>0℃,P k<2~3kg/cm2。
如R11、R113、R114等,这些制冷剂适用高温环境下空调系统用的离心式压缩机。
b.中温制冷工质(或称中压制冷工质):0℃>t0>-70℃,P k<15~20 kg/cm2。
如氨(R717)、氟利昂12(R12)、氟利昂22(R22)、氟利昂500(R500)、氟利昂502(R502)等,这类制冷剂使用范围比较广,适用于活塞式制冷压缩机制电冰箱、食堂小冷库、空调用制冷系统、大型冷藏库等制冷装置中。
c.低温制冷工质(或称高压制冷工质):t0<-70℃,P k>20kg/cm2.如氟利昂13(R13)、氟利昂14(R14)、氟利昂23(R23)、氟利昂503(R503)等,这类制冷剂只适用于复叠式制冷装置中的低温部分或在-70℃以下的低温制冷设备。
一、制冷:是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体冷却,使其温度降低到环境温度以下,并保持这个温度。
二、制冷机:机械制冷中所必需的机械和设备的总和。
三、制冷工质1、制冷剂(1)分类按照化学成分分:1.无机物:NH3 、H2O、N2、CO22.有机物:1)碳氢化合物:CH4、C2H6、C2H42)氟利昂:饱和碳氢化合物的卤族取代物。
CHClF2、CCl2F2、C2H2F43.混合物:1)非共沸混合物:蒸发过程中混合物温度发生变化。
R4012)共沸混合物:具有共同的沸点,蒸发过程中混合物温度不发生变化。
R501 按照制冷剂的标准蒸发温度:高温(低压)、中温(中压)、低温(高压)制冷(2)命名原则(3)制冷剂的选用原则1、热力学方面的要求:1)具有较大的制冷工作范围:临界温度高、标准蒸发温度低、凝固温度低。
2)具有适当的工作压力和压缩比3)单位质量和单位体积制冷量均大:4)绝热指数低:可减少耗功率,降低排气温度,有利于润滑。
2、物理化学方面的要求:1)流动性好(粘度小,密度小):可减少流动阻力损失,降低能耗,缩小管径减少材料消耗。
2)传热性好:可减少传热面积。
3)化学稳定性好:对金属和非金属材料不腐蚀3、安全性方面的要求:不燃烧、不爆炸、无毒或低毒、易检漏4、对环境的亲和友善:1)臭氧衰减指数ODP:表示物质对大气臭氧层的破坏程度2)温室效应指数GWP:表示物质造成温室效应的影响程度5、经济性方面的要求:制冷剂的生产工艺简单,价廉、易得。
6、特定要求:1)离心式压缩机要求分子量要大,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1000W以上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;3)全封闭和半封闭式制冷压缩机要求制冷剂电绝缘性能好。
(3)制冷剂与润滑油的溶解性:1)完全溶解 制冷剂与油形成均匀溶液,不会产生油膜而妨碍传热;制冷剂中润滑油含量较多时,容易引起蒸发温度升高、制冷量减少、润滑油黏度降低、沸腾时泡沫多、蒸发器液面不稳定。