制冷剂与载冷剂流向

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。

图解空调制冷、制热时制冷剂流向原理⼀、空调器的制冷过程根据制冷剂的变化情况，将空调器的制冷过程划分成四个阶段。

1、第⼀阶段压缩制冷剂在压缩机中被压缩，将原本低温低压的制冷剂⽓体压缩成⾼温⾼压的过热蒸⽓ , 由压缩机排⽓⼝排出。

⾼温⾼压的过热蒸⽓从电磁四通阀A⼝进⼊，从B⼝流⼊到冷凝器中。

2、第⼆阶段冷却⾼温⾼压的过热蒸⽓在冷凝器中进⾏冷却，热交换过程中散发出来的热量被轴流风扇从室外机出风⼝吹出机体外。

经冷凝器冷却后，髙温⾼压的过热蒸⽓变成低温⾼压的制冷剂液体，低温⾼压的制冷剂液体再经⼲燥过滤器⼲燥处理后送⼊⽑细管。

⽑细管⼜细⼜长，起节流降压的作⽤，低温⾼压的制冷剂液体经⽑细管后变为低温低压的制冷剂液体，再经单向阀后由液管送⼊室内机。

3、第三阶段⽓化低温低压的制冷剂液体经液管送⼊室内机后，进⼊蒸发器中。

制冷剂液体在蒸发器中要⽓化，会吸收周围的热量，从⽽使蒸发器周围的空⽓温度下降。

蒸发器周围的低温空⽓在贯流风扇的作⽤下由出风⼝吹⼊室内，便是我们感受到的冷⽓。

4、第四阶段回收蒸发器中的制冷剂液体吸热⽓化后重新变为低温低压的制冷剂⽓体，经⽓管重新回到室外机。

重回室外机的低温低压制冷剂⽓体再经电磁四通阀的D⼝进⼊，由C⼝返回到压缩机吸⽓⼝，开始下⼀个制冷循环。

⼆、空调器的制热过程空调器的制热过程正好与制冷过程相反，通过电磁四通阀改变制冷剂的整体流向，实现制热的⽬的。

下⾯我们来了解⼀下空调器的制热过程。

到底是如何实现制热的，制冷剂在管路中的循环⽅向与制冷时有什么区别。

1、制热过程第⼀阶段压缩冷剂在压缩机中被压缩，将原本低温低压的制冷剂⽓体压缩成⾼温⾼压的过热⽓体，由压缩机排⽓⼝排出。

⾼温⾼压的过热⽓体从电磁四通阀A⼝进⼊，从 D⼝流⼊到蒸发器中。

2、制热循环第⼆阶段液化⾼温⾼压的制冷剂⽓体经⽓管送⼊室内机后，进⼊蒸发器中。

制冷剂液体在蒸发器中要液化，会向周围散发热量，使蒸发器周围的空⽓温度升⾼。

3、制热循环第三阶段节流降压蒸发器周围的热空⽓在贯流风扇的作⽤下由出风⼝吹⼊室内，便是我们感受的热风。

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℃。

第二章制冷剂和载冷剂在制冷装置中实现制冷循环的工作物质称为制冷剂，简称制冷工质。

一、对制冷剂的要求（一）热力学方面的要求1）在大气压力下制冷剂的蒸发温度要低，便于在低温下蒸发吸热；2）常温下制冷剂的冷凝压力不宜过高；3）单位容积制冷量要大；4）制冷剂的临界温度要高；5）绝热指数应低一些。

表2-1 绝热压缩温度（蒸发温度-20℃，冷凝温度30℃）制冷剂R717R12R22R502压缩比绝热指数绝热压缩温度/℃6.131.311104.921.136404.881.184604.51.13236（二）物理化学方面的要求1）制冷剂在润滑油中的可溶性；2）制冷剂的粘度和密度尽可能小；3）导热系数和放热系数要高；4）对金属和其他材料不产生腐蚀作用；5）具有化学稳定性；6）具有一定的吸水性。

（三）其他方面的要求1）制冷剂对人体健康无害。

制冷剂的毒性级别分为六级，见表2-2。

2）价格便宜，容易购买。

表2-2 制冷剂毒性分级标准级别条件产生的结果制冷剂蒸气在空气中的体积百分比作用时间/min1 2 3 4 5 60.5～1.00.5～1.02.0～2.52.0～2.5202056060120120120以上致死致死开始死亡或成重症产生危害作用不产生危害作用不产生危害作用二、制冷剂的种类常用制冷剂按其化学组成可分为四类；即无机化合物、氟利昂（卤代烃），碳氢化合物（烃类）、混合制冷剂。

（一）无机化合物无机化合物的制冷剂有氨（NH 3）、水（H 2O ）、二氧化碳（CO 2）等。

其中氨是常用的一种制冷剂。

国际上规定用RXXX 表示制冷剂的代号，无机化合物制冷剂的代号为R7XX ，其中7表示无机化合物，7后面两个数字是该物质分子量的整数。

如氨的代号为R717，水的代号为R718，二氧化碳的代号R744。

（二）氟利昂（卤代烃）氟利昂是饱和烃类（饱和碳氢化合物）的卤族衍生物的总称。

氟利昂也用R和数字表示它的代号，氟利昂的化学分子式为Cm Hn Fx Cly Brz，氟利昂的代号用“R（m–1）（n+1）X BZ”表示。

第二章制冷剂载冷剂冷冻机油目的：通过对制冷剂、载冷剂、冷冻机油的了解；正确使用制冷剂、载冷剂、冷冻机油。

第一节制冷剂1，什么是制冷剂以及制冷剂的作用：制冷剂：就是在制冷系统中能够循环变化的物质，也叫工质。

制冷过程就是制冷剂在循环过程中发生相变时（蒸发或冷凝）吸收或释放热量来达到热量从低温部分转移到高温部分。

2，制冷剂的安全、环境特性毒性危害分类：分A、B两类。

A类，无毒性或低毒性；B类，高毒性。

燃烧性危害程度分类：分1、2、3类。

分别为：不可燃、有燃烧性、有爆炸性。

臭氧消耗潜能值ODP：表示制冷剂消耗大气臭氧分子潜能的程度。

选用R11的值作为标准值1.0。

温室效应潜能值（全球变暖潜能值）GWP：是衡量制冷剂对气候变暖的影响值。

选用二氧化碳的温室效应潜能值为标准值1.0。

例：毒性危害和燃烧性危害程度分类 ODP GWPR11 A1 1.0 4600 R12 A1 0.82 10600 R744(CO2) A1 0 1R717（氨） B2 0 1R22 A1 0.034 1900 R134a A1 0 16003，常用制冷剂1）氨（NH3 R717）标准沸点-33.4℃，凝固温度-77.7℃。

有较好的热力性质和热物理性质；压力适中，单位容积制冷量大，粘性小，流动阻力小，比重小，传热性能好；价格便宜、易获得。

毒性大，易燃易爆，有强烈刺激性气味，对食品易产生污染；空气中氨的容积浓度达到0.5~0.6%时，人在其中停留半小时就会引起中毒；容积浓度达到11~14%时，可以燃烧；容积浓度达到16~25%时，遇明火可以引起爆炸；氨在高温（260℃）时会分解出氢气（H2），遇空气及明火会产生强烈的爆炸；氨系统必须安装空气分离器，及时排放系统中的空气及其它不凝性气体。

氨极易溶于水，可以与水以任意比例互溶，因此在氨系统中不会产生冰塞，可以不加干燥过滤器；但有水存在，极易腐蚀金属，并提高蒸发温度；纯氨不腐蚀钢、铁，但含水时会腐蚀锌、铜及铜合金（除磷青铜），因此在氨制冷机及系统中不允许使用铜及铜合金部件（包括压力表，氨压力表必须标有“氨”字样），只有个别起耐磨、密封的部件才可以使用高锡磷青铜，如活塞机的小头衬套和轴封。

制冷剂与载冷剂的区别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，以达到传递冷量的目的。

在盐水制冰、冰蓄冷系统、集中空调等需要采用间接冷却方法的运作过程中，需使用载冷剂来传送冷量。

载冷剂在制冷系统的蒸发器中被冷却后，用来冷却被冷却物质，然后再返回蒸发器，将热量传递给制冷剂。

载冷剂起到了运载冷量的作用，这样既可减少制冷剂的充灌量，减少泄露的可能性，又易于解决冷量的控制和分配问题。

载冷剂是在间接冷却的制冷装置中完成把被冷却系统物体或空间的热量传递给制冷剂的冷却介质。

这种中间冷却介质也称为第二制冷剂。

载冷剂的循环是在蒸发器中被制冷剂冷却并送到冷却设备中吸收被冷却系统的热量，然后返回蒸发器将吸收的热量传递给制冷剂，而载冷剂重新被冷却；使用载冷剂能使制冷剂集中在较小的循环系统中，而将冷量输送到较远的冷却设备中，可减少制冷剂的循环量，解决某些直接冷却的制冷装置难以解决的问题；又由于使用了载冷剂能使某些毒性较大或刺激性气味较强的制冷剂远离使用环境，增强制冷系统的安全。

载冷剂是依靠显热来运载冷量的，这是与制冷剂依靠气化潜热来制冷的最大区别。

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