制冷剂和润滑油的特征

上海海事大学硕士学位论文小型热泵式空调制冷剂R290及其润滑油混合物特性研究姓名：熊爱凌申请学位级别：硕士专业：制冷及低温工程指导教师：韩厚德;曹红奋20040601上海海事大学硕士学位论文摘要氟利昂（ＣＦＣｓ、ＢＣＦＣｓ）制冷剂被广泛运用于制冷设备和空调中，但因其对臭氧层有破坏作用，且是温室气体，有一定的温室效应，发达国家已从１９９６起全面禁止生产和使用ＣＦＣｓ，对ＨＣＦＣｓ的最后禁用时间也在蒙特利尔修正案中由２０３０年提前到２０２０年。

本文在分析制冷剂替代（特别是ＨＣＦＣｓ替代）的历史、现状和国内外形势基础上，论证了在小型热泵空调上以Ｒ２９０替代Ｒ２２的可行性，其中包括物化性质、理论制冷循环、经济性和安全性等多方面的内容。

Ｒ２９０的基本热物理性质与Ｒ２２相近，化学性质也较稳定，价格低廉容易获得，与材料相容性好，其热物理性质在许多方面甚至优于Ｒ２２。

而且其ＯＤＰ、ＧＷＰ值均为零，不存在破坏环境的问题。

因此以Ｒ２９０替代Ｒ２２在小型制冷装置中有着广阔的前景。

丙烷是一种碳氢化合物，作为制冷剂其易燃性是一个需认真考虑的问题。

为了制冷机安全运行，在保证ＣＯＰ的前提下，应尽量减少丙烷的充灌量。

制冷剂在润滑油中的溶解性会对制冷剂的充注量和制冷性能产生重大影响。

为了探究丙烷与润滑油的混合物的性质，设计了实验装置，并对实验方法和测试手段进行了优化。

通过丙烷与所选三种润滑油的互溶性对比实验，分析相应条件下制冷循环的性能，寻求丙烷制冷空调系统可采用的最佳冷冻油及其匹配比例。

实验结果表明，对于Ｒ２９０与不溶性油的混合物，冷冻油对制玲循环性能没有什么影响，但会带来压缩机回油困难。

对于Ｒ２９０与溶性油的混合物，为了保证系统的ＣＯＰ，须控制润滑油的充注量，以不超过５％为好，最大也不要超过２０％。

而且，在丙烷制冷系统中，采用ＰＡＧ润滑油是更好的选择，因为它兼顾了安全性、系统制冷性能和压缩机回油等多方面的要求。

在总结理论分析和实验研究的基础上，对今后Ｒ２９０的推广运用提出了尚需进一步完善、改进和深入研究的意见。

制冷系统中制冷剂与润滑油的认识一、引言制冷系统是现代生活中不可或缺的一部分，它广泛应用于家用空调、商用冷藏设备、工业制冷等领域。

在制冷系统中，制冷剂和润滑油起着至关重要的作用。

本文将从制冷剂和润滑油的基本概念出发，探讨它们的特性、应用以及相互关系。

二、制冷剂的基本概念制冷剂是一种能够在制冷系统中进行循环工作的物质，它通过吸收热量使其蒸发，然后通过压缩使其冷凝，从而实现制冷效果。

1. 分类根据其化学结构和物理性质，制冷剂可以分为不同的类型，如下所示：•氟利昂类：包括R22、R134a等，具有良好的制冷性能和化学稳定性，但会对臭氧层造成破坏。

•氨类：如R717，具有优良的制冷性能和环保特性，但有毒。

•烃类：如R290、R600a，具有良好的制冷效果，但易燃。

•水类：水作为制冷剂在某些应用中也是常见的选择，其环保性能较好，但需要额外的功耗来驱动。

2. 特性与性能指标制冷剂的特性和性能指标对于制冷系统的设计和运行至关重要。

常见的制冷剂性能指标包括：•蒸发潜热：指单位质量的制冷剂从液态蒸发为气态时所需要吸收的热量，该指标反映了制冷剂的制冷能力。

•冷凝潜热：指单位质量的制冷剂从气态冷凝为液态时所释放的热量，该指标反映了制冷剂的放热能力。

•温度-压力关系：制冷剂在不同温度下对应的饱和蒸汽压力，该关系决定了制冷系统的工作温度范围。

三、润滑油的基本概念润滑油在制冷系统中起到润滑摩擦部件、密封传动部件以及冷凝器和蒸发器内部传热的作用。

它能够减少系统的摩擦损耗、降低噪声、提高效率和延长设备寿命。

1. 类型常见的润滑油类型包括：•矿物油：由石油提炼而来，价格较低，但在高温、高压下稳定性差。

•合成油：通过化学合成制得，具有较好的抗氧化、抗高温性能。

•半合成油：矿物油与合成油的混合物，综合性能介于两者之间。

2. 功能润滑油在制冷系统中具有以下功能：•润滑：减少摩擦、磨损，保护系统各部件。

•密封：形成润滑膜，降低泄漏风险。

•冷却：帮助冷凝器和蒸发器内部传热，避免过热。

R134a制冷剂及润滑油等材料对压缩机质量的影响曾强1 R134a 制冷剂和压缩机1.1 R134a 制冷剂R134a制冷剂是近年来兴起的中长期替代制冷剂。

它采用R134a(1，1，1，2-四氟代乙烷)做制冷剂,取代了传统的CFC类制冷剂。

其结构式如下:它对大气层中的臭氧破坏力(ODP)低,温室效应(GWP)也较低。

而且有低毒、不易燃等特点。

对于欧美、日本等对安全性要求较高的国家比较适用。

表1列出一些制冷剂的性能比较。

表1产品在大气层中的寿命ODP GWPCFC-1160 1.0 1.0CFC-12120 1.0 3.0CFC-113900.9 1.3CFC-1142000.8 3.8CFC-1154000.47.5CFC-12320.020.02CFC-12470.020.1HCFC-141B120.110.15HCFC-142B190.060.36HCFC-22150.050.341.2 R134a 压缩机采用R134a制冷剂的压缩机由于其制冷剂的特性,要求R134a的纯度高,以免性能发生变化。

同时,由于R134a的分子呈现一定的化学极性,与许多化学物质不相容,因此需要对压缩机内部的各种化学物质进行控制。

而R134a压缩机所能采用的压缩机油为酯类油,此种油极易吸水,不但会使压缩机油分解加速,而且会使大量水分进入压缩机,发生"冰塞"现象,压缩机不能制冷。

因此,要严格限制压缩机内部的含水量。

R134a的分子直径约为4.2埃,比水分子(3埃)大而比R12(4.4埃)小。

所以,R134a制冷剂比R12制冷剂有更强的渗透趋势和亲水性。

有鉴于此,在密封(焊接)过程中,必须加以注意,以免造成泄漏。

2 R134a 压缩机的要求众所周知,密封式压缩机在运行过程中,压缩机油是与制冷剂直接接触的,这就意味着在制冷过程中不可避免地有少量压缩机油与制冷剂一起参与制冷循环。

这一部分油要随制冷剂一起经历排气阀的高温和蒸发器的低温两种极端的条件。

制冷剂 R134a 与 R 润滑油互溶特性的探讨艾爱长江勘测规划设计研究有限责任公司工程咨询公司摘 要： 本文以目前制冷装置中惯例采用的R134a 制冷剂与某美国品牌的R 润滑油为例， 进行了二者的互溶特 性研究， 从而得到了该品牌润滑油与R134a 在不同混合比下的互溶特性、 蒸汽压值、 温度的变化规律， 因此得到了 该品牌润滑油在民用建筑空调系统商用压缩机领域的经济适用混合比例。

关键词： 润滑油 互溶性 混合比 制冷工质 R134aStudy on the Intersolubility of Refrigerant R134a and R Lubricating OilAI AiEngineering Consulting Company of Yangtze River Survey Planning and Design Research Co.,Ltd.Abstract: Taking R134a refrigerant commonly used in refrigeration unit and R lubricant of an American brand as an example,the mutual solubility of refrigerant and lubricant is studied,and the results are obtained.The reciprocal solubility,vapor pressure and temperature of the brand lube oil and R134a at different mixing ratios were studied. Therefore,the economic and applicable mixing ratio of the brand lube oil in the field of commercial compressors of air conditioning systems in civil buildings was obtained.Keywords:lubricating oil,miscibility,mixing ratio,refrigerant,R134a收稿日期： 2019­6­19 作者简介： 艾爱 （1984~）， 女， 硕士， 工程师； 武汉市江岸区永清路 19号10层 1001室 （430014）； E­mail:****************0 引言制冷剂是制冷系统中完成制冷循环所必需的工 作介质，而用于制冷压缩机内各运动部件润滑的油， 称为冷冻油， 又称润滑油。

R134a制冷剂及润滑油等材料对压缩机质量的影响曾强1 R134a 制冷剂和压缩机1.1 R134a 制冷剂R134a制冷剂是近年来兴起的中长期替代制冷剂。

它采用R134a(1，1，1，2-四氟代乙烷)做制冷剂,取代了传统的CFC类制冷剂。

其结构式如下:它对大气层中的臭氧破坏力(ODP)低,温室效应(GWP)也较低。

而且有低毒、不易燃等特点。

对于欧美、日本等对安全性要求较高的国家比较适用。

表1列出一些制冷剂的性能比较。

表1产品在大气层中的寿命ODP GWPCFC-1160 1.0 1.0CFC-12120 1.0 3.0CFC-113900.9 1.3CFC-1142000.8 3.8CFC-1154000.47.5CFC-12320.020.02CFC-12470.020.1HCFC-141B120.110.15HCFC-142B190.060.36HCFC-22150.050.341.2 R134a 压缩机采用R134a制冷剂的压缩机由于其制冷剂的特性,要求R134a的纯度高,以免性能发生变化。

同时,由于R134a的分子呈现一定的化学极性,与许多化学物质不相容,因此需要对压缩机内部的各种化学物质进行控制。

而R134a压缩机所能采用的压缩机油为酯类油,此种油极易吸水,不但会使压缩机油分解加速,而且会使大量水分进入压缩机,发生"冰塞"现象,压缩机不能制冷。

因此,要严格限制压缩机内部的含水量。

R134a的分子直径约为4.2埃,比水分子(3埃)大而比R12(4.4埃)小。

所以,R134a制冷剂比R12制冷剂有更强的渗透趋势和亲水性。

有鉴于此,在密封(焊接)过程中,必须加以注意,以免造成泄漏。

2 R134a 压缩机的要求众所周知,密封式压缩机在运行过程中,压缩机油是与制冷剂直接接触的,这就意味着在制冷过程中不可避免地有少量压缩机油与制冷剂一起参与制冷循环。

这一部分油要随制冷剂一起经历排气阀的高温和蒸发器的低温两种极端的条件。

制冷系统中制冷剂与润滑油的认识一、制冷系统概述制冷系统是指将低温热量从低温区域转移到高温区域的一种装置。

它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个部分组成。

二、制冷剂的认识1. 制冷剂的种类常见的制冷剂有氟利昂（R22）、环保型氟利昂（R134a）、丙烷（R290）、异丙醇（R1270）等。

2. 制冷剂的性质不同种类的制冷剂具有不同的物理和化学性质，如沸点、密度、热容等。

这些性质直接影响着制冷系统的运行效率和稳定性。

3. 制冷剂对环境的影响部分制冷剂会对臭氧层造成损害，导致全球变暖和气候变化。

因此，现在许多国家已经开始禁止使用含有氯或溴元素的制冷剂。

三、润滑油的认识1. 润滑油在制冷系统中的作用润滑油主要用于保护压缩机内部零件免受磨损和腐蚀，同时还能起到密封和冷却的作用。

2. 润滑油的种类常见的润滑油有矿物油、合成油、聚酯油等。

不同种类的润滑油具有不同的粘度、氧化稳定性和耐高温性能。

3. 润滑油的选择制冷系统使用的润滑油必须与制冷剂相容，并且具有良好的耐高温性能和氧化稳定性。

在选择润滑油时，需要考虑到制冷系统的工作条件和要求。

四、制冷剂与润滑油之间的关系1. 制冷剂对润滑油的影响部分制冷剂会对润滑油产生不良影响，如降低其粘度、加速氧化等。

因此，在选择润滑油时需要考虑到所使用的制冷剂种类。

2. 润滑油对制冷剂的影响部分润滑油会与制冷剂发生反应，导致系统故障或降低其工作效率。

因此，在选择润滑油时需要考虑到所使用的制冷剂种类，并且需要保证润滑油与制冷剂相容。

3. 制冷系统中制冷剂与润滑油的配比制冷系统中制冷剂与润滑油的配比是非常重要的，过多或过少的润滑油都会影响系统的工作效率和稳定性。

因此，在使用制冷系统时需要按照厂家规定的比例进行配比。

五、总结在制冷系统中，制冷剂和润滑油都是非常重要的组成部分。

正确选择和使用它们可以保证系统的高效稳定运行，同时还能减少对环境的影响。

因此，我们应该认真对待这些问题，并且遵循相关规定和标准进行操作。

空调压缩机润滑油空调压缩机是空调系统的核心部件，它的运转和性能直接影响着空调的制冷效果。

而在压缩机的工作过程中，润滑油则起到了重要的作用，它能够保护和润滑压缩机的运转部件，提高整体的效能。

本文将介绍空调压缩机润滑油的种类、特性以及选择要点。

润滑油的种类空调压缩机润滑油的种类繁多，常见的有矿物油、合成酯类油和聚醚油等。

矿物油是传统的润滑油，性能稳定，价格相对较低，适用于一般的空调压缩机。

合成酯类油具有较好的高温性能和化学稳定性，在高温环境下能够保持较好的润滑效果，适用于高负荷工况的空调压缩机。

聚醚油是一种高性能润滑油，具有低温性能好、化学稳定性高等特点，适用于低温工作环境下的压缩机。

润滑油的特性黏度润滑油的黏度是指润滑油的流动性能，也是影响润滑效果的重要因素。

黏度过低会导致润滑薄膜破裂，无法有效润滑；而黏度过高则会增加摩擦阻力，降低机械效率。

因此，选择适合的黏度是保证润滑效果的关键。

抗氧化性空调压缩机工作过程中，润滑油会长时间暴露在高温、高压和氧气等条件下，容易发生氧化反应，产生沉淀物和酸性物质，从而影响润滑效果。

因此，润滑油需要具有较好的抗氧化性能，能够延长使用寿命。

抗磨性空调压缩机的运转部件，如曲轴和活塞等，会产生相对滑动，容易造成摩擦和磨损。

好的润滑油应具有良好的抗磨性能，能够减少机械部件的磨损和损伤，延长使用寿命。

稳定性稳定性是指润滑油在长期存储和使用过程中，保持其性能的能力。

稳定的润滑油能够保证在不同工况下具有一致的润滑效果，避免因性能下降而影响空调系统的正常运行。

润滑油的选择要点正确选择适用的润滑油对于空调压缩机的运行至关重要。

以下是一些选择润滑油的要点：1.根据空调压缩机的工作条件选择润滑油的黏度，确保润滑薄膜的形成和运行部件的正常润滑。

2.根据空调压缩机的工作温度选择润滑油的类型，确保在高温或低温环境下具有良好的润滑效果。

3.选择具有良好抗氧化性、抗磨性和稳定性的润滑油，延长润滑油的使用寿命，并保证空调系统的正常运行。

制冷系统中制冷剂与润滑油的认知1. 制冷剂的奇妙世界说到制冷系统，大家第一个想到的肯定是制冷剂。

没错，制冷剂就是那位默默无闻的英雄，像个隐形的超人，在我们的冰箱、空调里飞速穿梭，给我们带来清凉的享受。

其实，制冷剂并不是简单的化学物质，它就像个勤奋的小蜜蜂，吸热、放热，帮助我们的设备运行得顺畅无比。

想象一下，炎炎夏日，空调一开，瞬间感觉温度下降，简直像是进入了冰雪世界，所有的烦恼都被抛在了脑后。

这背后，全靠那一瓶瓶的制冷剂在辛勤工作。

1.1 制冷剂的种类制冷剂可不是只有一种哦，市面上有好多种类，像是R134a、R410A等等。

每种制冷剂都有自己的特性，拿R134a来说，它是比较常见的，环保性还不错，能够让我们在享受凉爽的同时，也不至于对环境造成太大压力。

不过，最近越来越多的地方开始推行R32，它的全球变暖潜力比R134a要低得多，环保小卫士，名副其实啊！在选择制冷剂时，除了性能，我们还得考虑环保，这可是关乎未来的大事。

1.2 制冷剂的工作原理那么，这些制冷剂究竟是怎么工作的呢？简单来说，就是通过气化和液化的循环，来实现热量的转移。

制冷剂在低压下吸收热量变成气体，再在高压下释放热量变回液体，整个过程就像是个“热量搬运工”，把热量从室内搬到室外。

试想一下，冰箱里的食物，冰凉冰凉的，正是因为制冷剂在里面忙碌着，把热量都赶了出去。

而这一切的顺畅运行，离不开它的好伙伴——润滑油。

2. 润滑油的重要性说到润滑油，可能大家觉得这玩意儿就是个“油腻腻”的东西，但实际上，它在制冷系统中可谓是举足轻重。

想象一下，如果制冷剂在系统里畅通无阻，那润滑油就像是给它加油的“助推器”，保证整个系统的高效运转。

润滑油的作用可不仅仅是润滑那么简单，更多的是保护和清洁。

2.1 润滑油的角色在制冷系统中，润滑油的角色就像是一个无声的守护者。

它可以防止压缩机的磨损，延长设备的使用寿命。

我们都知道，压缩机是制冷系统的心脏，润滑油在其中的流动，能有效减少摩擦，避免损坏。

冷冻润滑油的特点冷冻润滑油不同于其他机械设备，由于其它使用场合和制冷剂的不同，冷冻设备对润滑油的选择也不一样。

对冷冻润滑油的要求有以下几方面：粘度：润滑油的粘度是油料特性中一个重要参数，使用不同制冷剂要相应选择不同的冷冻机油。

此外。

润滑油的粘度还与冷冻机的温度有关，温度升高，油的粘度就降低。

冷冻设备中润滑油的粘度过大会使机械摩擦功率、摩擦热量和起动力矩增大，若粘度过小，则会使运动件之间不能形成所需的油膜，达不到应有的润滑和冷却效果。

浊点：润滑油的浊点是指当温度降低到某一数值时，润滑油中开始析出石蜡，使润滑油变得混浊时的温度。

冷冻设备所用润滑油的浊点应低于制冷剂的蒸发温度，否则当润滑油析出石蜡时，会积存在节流阀处，使节流阀堵塞，或者可能积存于蒸发器的传热表面，影响传热性能。

凝固点：润滑油在实验条件下冷却到停止流动的温度称为凝固点。

在制冷系统中，热交换设备和管道，通常在低温下工作，而管壁上或多或少都有油膜层出现，如何油的凝固点过高就会影响制冷剂的流动，增加流动阻力，影响传热效果。

一般来说，用于冷冻设备，其凝固点应越低越好，比如R-22的压缩机，冷冻油应在-55℃以下。

如果用于低温装置，其凝固点则应更低。

闪点：这是指润滑油加热到它的蒸汽与火焰接触时发生闪火的最低温度。

冷冻设备所用的润滑油，闪点必须比排气温度高15-30℃以上，以免引起润滑油的燃烧和结焦。

通常R-12和R-22的润滑油，闪点要求在160℃以上。

化学稳定性和抗氧性：纯粹润滑油化学成分稳定，不氧化，不会腐蚀金属。

但是，当润滑油内含有制冷剂或水分时便会产生腐蚀作用，润滑油氧化后会生成酸性物，腐蚀刚。

当润滑油在高温时，会出现焦炭，若这种物质附在阀片上，将会影响阀的正常工作，同时会造成过滤器和节流阀堵塞。

因此必须选用具有化学稳定性和抗氧化性都较好的冷冻机润滑油。

水分和机械杂质：如果润滑油含有水分，会加剧油的化学变化，使油变质，引起对金属的腐蚀作用，同时还会在节流阀或膨胀阀处造成“冰堵”。

1.制冷剂特性1.1 R134a标准蒸发温度-26.25℃，凝固温度为-101.1℃。

毒性与R12相同。

主要热力性质与R12非常接近。

与矿物油不相容，需采用酯基类润滑油。

溶水性比R12强。

对金属腐蚀作用比R12小。

对大气臭氧层无破坏，但仍具有温室效应。

作为R12的重要替代制冷剂。

R12制冷机改用R134a后基本不需要更换任何部件，制冷量和能效比变化不大，但要更换润滑油。

1.2 R22标准蒸发温度-40.8℃，凝固温度为-160℃。

常温下单位容积制冷量及冷凝压力与氨接近。

无色无味、不燃不爆，安全。

与润滑油能有限溶解。

毒性比R12略大。

溶水性比R12大。

对大气臭氧层的破坏作用比R12 小的多。

广泛应用于空调系统及复叠式制冷系统的高温部分。

属于制冷剂的过渡性替代物。

组成质量比为R32/R125/R134a（23% 25%/ 52%）。

热力性质与R22相近。

润滑油需改为POE(多元脂)类润滑油。

ODP=0，GWP＜0.2。

相变时具有温度滑动。

属不可燃的非共沸混合制冷剂。

制冷量及制冷系数比R22略低。

目前作为R22的替代工质。

1.4 R410a组成质量比为R32/R125（50%50%）。

标准蒸发温度-51.6℃，凝固温度-155℃。

润滑油需改为POE类或PVE（聚乙烯醚）类润滑油。

ODP=0，GWP＜0.2。

属毒性低、不可燃的非共沸混合制冷剂。

工作压力约为R22的1.6倍。

（管材、设备承压能力要求增加） 传热效率比R22要高。

目前作为R22的替代工质。

高纯级R290 用作感温工质。

优级和一级R290 可用作制冷剂替代R22、R502，与原系统和润滑油兼容。

分子量44.9，沸点-42.2℃。

临界温度96.67℃，临界压力4.24 MPA。

蒸气压（25℃）0.475 MPA。

润滑油可采用与之溶/不溶性油的混合物，或PAG润滑油。

破坏臭氧潜能值(ODP) 全球变暖系数（GWP) 0.01。

易燃易爆。

R290的基本热物理性质与R22相近，化学性质也较稳定，价格低廉容易获得，与材料相容性好，其热物理性质在许多方面甚至优于R22。