制冷剂与载冷剂

常见的制冷剂和载冷剂常用的制冷剂有：一、无机化合物：如①氨〔R717〕：氨有良好的热力性能，其标准蒸发温度—33.3℃氨具有强烈刺激作用，并且具有比拟大的毒性，对人体有一定的危害，氨可以燃烧和爆炸，但是氨的单位容积制冷量较大，蒸发压力和冷凝压力适中，氨还对钢铁不腐蚀，但含水时会对铜及铜合金〔磷青铜除外〕有腐蚀作用，因此，一般使用中含水量＜0.2%，采用无逢钢管，氨还价廉易得；②水〔R718〕：水作为制冷剂最大的优点是无毒、无臭、不燃不爆、汽化潜热大而且极易获得，但水的蒸汽比容很大，因此它的单位容积制冷量很小，水作为制冷剂只能制取0℃以上的冷冻水；二、甲烷和乙烷的卤素衍生物，这些物质无毒、难燃，绝热系数小，故排气温度低，分子量大，但其价格昂贵，泄漏不易被发现，比重大，工质循环量大，故流动阻力损失大，耗功增加，对天然橡胶有腐蚀作用。

氟里昂遇到明火或高温会分解出有毒有害气体，因此在氟里昂车间制止明火和高温。

如①氟里昂12〔R12〕：R12是早期中小型空调和冰箱中使用较普遍的制冷剂，R12在大气压下的沸点为—29.8℃，凝固点为—158℃。

R12易溶于润滑油，为确保压缩机的润滑油应使用粘度较高的冷冻机油。

R12中水的溶解度很小，且无色、无臭、对人体危害极小，其分子中不含氢原子，因而也不燃不爆，但其在大气中的寿命长，对臭氧层有破坏作用。

属于中温制冷剂。

②氟里昂22〔R22〕：R22的热力学性能与氨很相近，其沸点是—40.8℃，凝固点是—160℃，但是R22不燃不爆，在大气中的寿命约20年。

R22对绝缘材料的腐蚀性较R12为大，毒性也比R12稍大。

R22的化学性能不如R12稳定，分子极性也比R12大，故对有机物的膨润作用强。

③氟里昂11〔R11〕 R11在大气压力下蒸发温度为23.7℃，凝固点—111℃。

由于分子量大，冷凝压力很低，所以主要用于空调用离心式制冷压缩机中。

因为它含有三个氯原子，毒性较R12大。

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。

制冷剂与载冷剂流向载冷剂是在间接冷却的制冷装置中，将被冷却系统的热量传递给正在蒸发的制冷剂的物质。

也称为二次制冷剂。

载冷剂与制冷剂统称为冷媒，都属于传输冷量的介质。

载冷剂通常为液体，在传递热量过程中一般不发生相变。

制冷剂通过相变制冷，将冷量传递给载冷剂，然后再通过泵在常压下将载冷剂的冷量传递给冷库间实现制冷。

载冷剂代用品主要有氯化钙盐水、氯化钠盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、二氯甲烷等。

专业载冷剂如冰河冷媒等。

制冷剂，又称、致冷剂、雪种，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。

这些物质通常以可逆的相变（如气-液相变）来增大功率。

如蒸汽引擎中的蒸汽、制冷机中的雪种等等。

一般的蒸汽机在工作时，将蒸汽的热能释放出来，转化为机械能以产生原动力；而制冷机的雪种则用来将低温处的热量传动到高温处。

传统工业及生活中较常见的工作介质是部分卤代烃（尤其是氯氟烃），但由于它们会造成臭氧层空洞而逐渐被淘汰。

其他应用较广的工作介质有氨气、二氧化硫和非卤代烃（例如甲烷）。

常见的制冷剂：NH制冷剂3凝固温度 1859年氨作为制冷剂的理论确立，1875年开始用于工业制冷。

NH3-77.7℃，标准沸点-33.3℃，临界温度132.4℃，临界压力11.52Mpa。

常温下冷凝压力一般在 1.1Mpa～1.3Mpa，夏季最高不超过 1.5Mpa，单位容积制冷量约2177KJ/m³。

ODP=0，GWP=0。

优点：NH制冷剂对环境友好性，破坏臭氧层潜能值（ODP）为0、全球气候变暖3潜能值(GWP)为0。

具有优良的热力学性质，其单位容积制冷量较传统的氟利昂制冷剂大。

比重和粘度小。

价格便宜、易获得；氨机造价低，由于单个氨机制冷量可达到250 kW甚至更大，而氟机（低温工况）最大为100kW，若要用于大冷量工况，就必须多机并联，因此，在大功率（100kW以上）的情况下，氨机明显较氟并联机组价格低；氨系统若发生泄漏易被发现。

缺点：氨几乎不溶于矿物油，管道和换热器的传热面会积油，形成油膜，影响传热；氨制冷系统需配用复杂的油分离系统，造成产品体积庞大。

制冷剂与载冷剂制冷剂是制冷机中的工作介质，故又称制冷工质。

制冷剂在制冷机中循环流动，在蒸发器内吸取被冷却物体或空间的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围介质而被冷凝成液体，制冷系统借助于制冷剂状态的变化，从而实现制冷的目的。

载冷剂又称冷媒，是在间接供冷系统中用以传递制冷量的中间介质。

载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备中，吸收被冷却物体或空间的热量，再返回蒸发器重新被冷却，如此循环不止，以达到传递制冷量的目的。

本章主要介绍制冷剂必备的特性以及常用制冷剂和载冷剂的主要性质。

2.1 制冷剂蒸气压缩式制冷系统中的制冷剂是一种在系统中循环工作的，汽化和凝结交替变化进行传递热量的工作流体。

系统中的制冷剂在低压低温下汽化吸热（实现制冷），而在高压高温下凝结放热（蒸汽还原为液体）。

有适宜的压力和温度，并满足一定条件的可作为制冷剂的物质大约有几十种，常用的不过十几种。

在空调、冷藏中广泛使用的制冷剂不过几种。

2.1.1制冷剂的种类与编号2.1.1.1制冷剂的种类与分类可作为制冷剂的物质较多，其种类如下：1）无机化合物，如水、氨、二氧化碳等。

2）饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物，俗称氟利昂，主要是甲烷和乙烷的衍生物，如R12、R22、R134a等。

3）饱和碳氢化合物，如丙烷、异丁烷等。

4）不饱和碳氢化合物，如乙烯、丙烯等。

5）共沸混合制冷剂，如R502等。

6）非共沸混合制冷剂，如R407C等。

通常按照制冷剂的标准蒸发温度，将其分为三类，即高温、中温和低温制冷剂。

所谓标准蒸发温度，是指在标准大气压力下的蒸发温度，也就是通常所说的沸点。

1）高温（低压）制冷剂：标准蒸发温度t s＞0℃，冷凝压力Pc≤0.2～0.3MPa。

常用的高温制冷剂有R123等。

2）中温（中压）制冷剂：0℃＞t s＞-60℃, 0.3MPa＜Pc＜2.0MPa。

常用的中温制冷剂有氨、R12、R22、R134a、丙烷等。

3）低温（高压）制冷剂：t s≤-60℃。

◆制冷剂又叫做制冷工质，简称工质。

压缩式制冷机常以氨和氟利昂为制冷剂。

制冷剂的作用是在制冷系统中担当汽化吸热和冷凝放热的热力循环而达到制冷的目的。

制冷剂的分类常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力Pk和正常蒸发温度T0的高低，一般分为三大类：——低压高温制冷剂，如Ｒ11（CFCl3），T0＝23.7℃，Pk≤3.06Kg/cm2，适用于离心式制冷压缩机。

——中压中温制冷剂，如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，T0：０℃～-60℃，Pk≤20Kg/cm2，适用于普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机。

——高压低温制冷剂，如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，Pk≥20Kg/cm2，T0 ≤－70℃，适用于复迭式制冷装置的低温部分或－７０℃以下的低温装置中。

◆载冷剂在间接冷却的制冷系统中，被冷却物体的热量是通过中间介质传给制冷剂，这种中间介质称之为载冷剂。

载冷剂的作用，是在蒸发器中将自身的热量传给液体制冷剂，使其蒸发为气体制冷剂，自身由于失热而温度降低。

低温载冷剂是空调的冷源。

工作温度在5℃以上的载冷剂系统，采用水作载冷剂，称为冷水或冷媒水。

水最容易获得，且价格低廉。

水的热物理性质也很适合于作载冷剂。

水的比热大、化学稳定性好、不燃烧、不爆炸、无毒、对金属的腐蚀较小。

载冷剂除水以外，常用的还有盐水、二氯甲烷、三氯乙烯、乙二醇和丙酮等。

◆冷却剂冷却水是空调系统的冷却剂。

冷却剂的作用，是在冷凝器中对气体制冷剂进行冷却，使其液化为液体制冷剂，自身由于吸收了气体制冷剂的热量而温度升高。

中央空调以水冷却剂，称为冷却水。