補(bǔ)雪種一般多少錢,加雪種費(fèi)用

單級(jí)蒸汽壓縮制冷循環(huán)：

四個(gè)部件需要冷媒在其中循環(huán)才能完成其功能：

水的狀態(tài)變化（大氣壓下）：

冷媒變化分析：

Lgp-h圖的應(yīng)用：冷媒變化在圖上的反映。

制冷劑的發(fā)展、應(yīng)用與選用原則：

制冷劑是制冷機(jī)中的工作介質(zhì)，它在制冷機(jī)系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，通過自身熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量交換，從而實(shí)現(xiàn)制冷的目的。

蒸氣制冷機(jī)中的制冷劑從低溫?zé)嵩粗形崃?，在低溫下氣化，再在高溫下凝結(jié)，向高溫?zé)嵩磁欧艧崃?。所以，只有在工作溫度范圍?nèi)能夠氣化和凝結(jié)的物質(zhì)才有可能作為制冷劑使用。多數(shù)制冷劑在大氣壓力和環(huán)境溫度下呈氣態(tài)。

作為制冷劑應(yīng)該符合如下要求：

1、熱力學(xué)性質(zhì)方面

（1）在工作溫度范圍內(nèi)有合適的壓力和壓力比。

蒸發(fā)壓力≥大氣壓力；冷凝壓力不要過高；冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比不宜過大。

（2）汽化潛熱大，則單位制冷量q0以減少系統(tǒng)中的制冷劑循環(huán)量。

（3）氣體比容要小，單位容積制冷量qv比較大，以減少壓縮機(jī)的幾何尺寸。

（4）比功w和單位容積壓縮功wv小，循環(huán)效率高。

（5）絕熱指數(shù)小，等熵壓縮的終了溫度t2不太高，以免潤(rùn)滑條件惡化（潤(rùn)滑油粘性下降、結(jié)焦）或制冷劑自身在高溫下分解。

（6）循環(huán)的熱力學(xué)完善度盡可能大。

2、遷移性質(zhì)方面

（1）粘度、密度盡量小，這樣可減少制冷劑在系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力以及制冷劑的充注量。

（2）熱導(dǎo)率大，這樣可以提高熱交換設(shè)備（如蒸發(fā)器、冷凝器、回?zé)崞鳌龋┑膫鳠嵯禂?shù)，減少傳熱面積，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。

3、物理化學(xué)性質(zhì)方面

無毒、不燃燒、不爆炸、使用安全。

化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，制冷劑要經(jīng)得起蒸發(fā)和冷凝的循環(huán)變化，使用中不變質(zhì)，不與潤(rùn)滑油反應(yīng)，不腐蝕制冷機(jī)構(gòu)件，在壓縮終了的高溫下不分解。

對(duì)大氣環(huán)境無破壞作用，即不破壞大氣臭氧層，沒有溫室效應(yīng)。

4、其它

原料來源充足，制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。當(dāng)然，完全滿足上述要求的制冷劑是不存在的。各種制冷劑總是在某些方面有其長(zhǎng)處，另一些方面又有不足。

制冷劑命名：

目前用得較多的制冷劑，按其化學(xué)組成主要有三類：

（1）無機(jī)物：例如，NH3、CO2和H2O等。

（2）鹵代烴：例如，四氟乙烷（R134a）、二氟一氯甲烷（R22）、三氟二氯乙烷（R123）、五氟丙烷（R245ca）等。

（3）碳?xì)浠衔铮杭淄椤⒁彝椤⒈?、異丁烷、乙烯、丙烯等?/p>

上述三類制冷劑中，鹵代烴屬于人工合成制冷劑，其余為自然制冷劑。

為了書寫方便，國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定用字母“R”和它后面的一組數(shù)字或字母作為制冷劑的簡(jiǎn)寫符號(hào)。字母“R”表示制冷劑，后面的數(shù)字或字母則根據(jù)制冷劑的分子組成按一定的規(guī)則編寫。編寫規(guī)則為：

1.無機(jī)化合物

無機(jī)化合物的簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定為R7( )。括號(hào)代表一組數(shù)字，這組數(shù)字是該無機(jī)物分子量的整數(shù)部分。例如：NH3，H2O，CO2。

分子量的整數(shù)部份分別為17，18，44。符號(hào)表示R717，R718，R744。

2.鹵代烷烴和其它烷烴類

烷烴類化合物的分子通式為CmH2m+2；鹵代烷烴的分子通式為CmHnFxClyBrz (n+x+y+z=2m+2)，它們的簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定為R(m-1)(n+1)(x)B(z)，每個(gè)括號(hào)是一個(gè)數(shù)字，該數(shù)字?jǐn)?shù)值為零時(shí)省去寫，乙烷類同分異構(gòu)體則在其最后加一個(gè)小寫英文字母以示區(qū)別，丙烷類同分異構(gòu)體則在其最后加兩個(gè)小寫英文字母以示區(qū)別。表1為一些制冷劑的符號(hào)舉例。

表1 制冷劑符號(hào)舉例

值得指出的是，正丁烷和異丁烷例外。它們分別用R600和R600a表示。

3.非共沸混合制冷劑

非共沸混合制冷劑的簡(jiǎn)寫符號(hào)為R4( )。括號(hào)代表一組數(shù)字，這組數(shù)字為該制冷劑命名的先后順序號(hào)，從00開始。構(gòu)成非共沸混合制冷劑的純物質(zhì)種類相同，但成分不同，則分別在最后加上大寫英文字母以示區(qū)別。例如，最早命名的非共沸混合制冷劑寫作R400，以后命名的按先后次序分別用R401、R402、…、R407A，R407B，R407C等表示。

4.共沸混合制冷劑共沸混合制冷劑的簡(jiǎn)寫符號(hào)為R5( )。括號(hào)代表一組數(shù)字，這組數(shù)字為該制冷劑命名的先后順序號(hào)，從00開始。例如最早命名的共沸制冷劑寫作R500，以后命名的按先后次序分別用R501、R502、…、R507表示。

5.環(huán)烷烴、鏈烯烴、醚以及它們的鹵代物

其簡(jiǎn)寫符號(hào)規(guī)定：環(huán)烷烴及環(huán)烷烴的鹵代物用字母“RC”開頭，鏈烯烴及鏈烯烴的鹵代物用字母“R1”開頭，醚及醚的鹵代物用字母“RE”開頭，其后的數(shù)字排寫規(guī)則與鹵代烴及烷烴類符號(hào)表示中的數(shù)字排寫規(guī)則相同。

此外，有機(jī)氧化物，脂肪族胺，它們用R6開頭，其后的數(shù)字是任選的。

制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用：

在選用制冷劑時(shí)，除了要考慮熱力性質(zhì)外，還需要考慮制冷劑的物理化學(xué)性質(zhì)，例如毒性、燃燒性、爆炸性、與金屬材料的作用、與潤(rùn)滑油的作用、與大氣環(huán)境的“友好性”等。有時(shí)這些因素可能是考慮選擇制冷劑的主要因素。

一、安全性

安全性對(duì)操作人員是非常重要的，尤其是在制冷機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下。制冷劑的毒性、燃燒性和爆炸性都是評(píng)價(jià)制冷劑安全程度的性質(zhì)，各國(guó)都規(guī)定了最低安全程度的標(biāo)準(zhǔn)，如ANSI/ASHRAE 15-2004等。

（一)毒性

毒性通常是根據(jù)對(duì)動(dòng)物的試驗(yàn)和對(duì)人的影響的資料來確定的。美國(guó)工業(yè)與環(huán)境衛(wèi)生專家大會(huì)用TLVs（Threshold Limit Values）指標(biāo)作為毒性標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)杜邦公司用AEL（Allowable Exposure Limit）指標(biāo)作為毒性標(biāo)準(zhǔn)，這兩個(gè)指標(biāo)在數(shù)量上非常接近。它們都反映了人們?cè)谳^長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)接觸制冷劑而不至于產(chǎn)生不良反應(yīng)。如果這些指標(biāo)的數(shù)值為1000或1000以上，則可認(rèn)為這種制冷劑是無毒的。表2-7給出了一些常用制冷劑的TLVs值或AEL值。值得指出的是，雖然一些氟利昂制冷劑其毒性都較低，但它們?cè)诟邷鼗蚧鹧孀饔孟聲?huì)分解出極毒的，這一點(diǎn)在使用時(shí)要特別注意。

表2 制冷劑的毒性指標(biāo)

(二)燃燒性和爆炸性

各種制冷劑的燃燒性和爆炸性差別很大。易燃的制冷劑在空氣中的含量達(dá)到一定范圍時(shí)，遇明火就會(huì)產(chǎn)生爆炸。因此，應(yīng)盡量避免使用易燃和易爆炸的制冷劑。萬一必須使用時(shí)，必須要有防火防爆安全措施。一些易燃制冷劑的爆炸特性見表3。表中，None表示不燃燒，爆炸極限表示在空氣中發(fā)生燃燒或爆炸的體積百分比的范圍。這一范圍的下限值越小，表示越易燃；下限值相同，則范圍越寬越易燃。

表3 一些制冷劑的易燃易爆特性

(三)安全分類

以前對(duì)制冷劑的安全性分別以毒性和可燃性作出規(guī)定，現(xiàn)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5149-93和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASHRAE 34-2004對(duì)制冷劑的安全分類作了較大的調(diào)整，將毒性與可燃性合在一起，規(guī)定了6個(gè)安全等級(jí)，表5給出了這6個(gè)等級(jí)的劃分定義。表4給出了一些制冷劑的安全分類。

表4 一些制冷劑的安全分類

表5 ASHRAE34以毒性和可燃性為界限的安全分類

注：LFL―燃燒下限，在指定的實(shí)驗(yàn)條件下，能夠在制冷劑和空氣組成的均勻混合物中傳播火焰的制冷劑最小濃度（kg/m3）。

二、熱穩(wěn)定性：

通常，制冷劑因受熱而發(fā)生化學(xué)分解的溫度大大高于其工作溫度，因此在正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下制冷劑是不會(huì)發(fā)生裂解的。但在溫度較高又有油、鋼鐵、銅存在時(shí)長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)發(fā)生變質(zhì)甚至熱解。例如：

氨：當(dāng)溫度超過250℃時(shí)分解成氮和氫。

丙烷：當(dāng)含有氧氣時(shí)，在460℃時(shí)開始分解，660℃時(shí)分解43％，830℃時(shí)完全分解。

R22：在與鐵相接觸時(shí)550℃開始分解。

三、對(duì)材料的作用

碳?xì)浠衔镏评鋭?duì)金屬無腐蝕作用。

在正常情況下，鹵素化合物制冷劑與大多數(shù)常用金屬材料不起作用。但在某種情況下，一些材料將會(huì)和制冷劑發(fā)生作用，例如水解作用、分解作用等。制冷劑與金屬材料接觸時(shí)發(fā)生分解作用強(qiáng)弱程度的次序(從弱到強(qiáng))是鉻鎳鐵耐熱合金、不銹鋼、鎳、紫銅、鋁、青銅、鋅、銀(分解作用最大)。

氨制冷機(jī)中不適合用黃銅、紫銅和其它銅合金，因?yàn)橛兴謺r(shí)要引起腐蝕。但磷青銅與氨不起作用。

“鍍銅”現(xiàn)象：當(dāng)制冷劑在系統(tǒng)中與銅或銅合金部件接觸時(shí)，銅溶解到混合物中，當(dāng)和鋼或鑄鐵部件接觸時(shí)，被溶解的銅離子析出并沉浸在鋼鐵部件上形成一層銅膜。

氨制冷機(jī)中不能用黃銅、紫銅和其它銅合金（磷青銅除外），因?yàn)橛兴謺r(shí)要引起腐蝕。

氟里昂對(duì)塑料等高分子化合物會(huì)起“膨潤(rùn)”作用(變軟、膨脹和起泡)，故在制冷系統(tǒng)中要選用特殊橡膠或塑料。

含鎂量超過約2％的鎂鋅鋁合金不能用在鹵素化合物制冷劑的制冷機(jī)中，因?yàn)槿粲形⒘克执嬖跁r(shí)就會(huì)引起腐蝕。

四、對(duì)潤(rùn)滑油的互溶性

在大多數(shù)制冷機(jī)里，工質(zhì)與潤(rùn)滑油相互接觸是不可避免的。各種工質(zhì)與潤(rùn)滑油之間的溶解程度不同。有的完全互溶，有的幾乎不溶解，而有的是部分溶解。

若制冷工質(zhì)與油不相溶解，可以從冷凝器或貯液器將油分離出來，避免油帶入蒸發(fā)器中，降低傳熱效果。

制冷工質(zhì)與油溶解會(huì)使?jié)櫥妥兿?，影響?rùn)滑作用，且油會(huì)被帶入蒸發(fā)器中，影響到傳熱效果。

五、對(duì)水的溶解性

不同制冷劑溶解水的能力不同。

氨可以溶解比它本身大許多倍的水，生成的溶液冰點(diǎn)比水的冰點(diǎn)低。因此在運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷系統(tǒng)中不會(huì)引起結(jié)冰而堵塞管道通路，但會(huì)對(duì)金屬材料引起腐蝕。

氟利昂很難與水溶解，烴類制冷劑也難于溶解于水。例如在25℃時(shí)，水在R134a液體中只能溶解0.11%(質(zhì)量百分比)。

當(dāng)制冷劑中水的含量超過上述百分?jǐn)?shù)時(shí)就會(huì)有純水存在。

當(dāng)溫度降到0℃以下時(shí)，水就會(huì)結(jié)成冰，堵塞節(jié)流閥或毛細(xì)管的通道，形成“冰堵”，致使制冷機(jī)不能正常工作。表6給出水分在一些制冷劑中的溶解度。

表6 水分在一些制冷劑中的溶解度（25℃）

前面已經(jīng)提到，水溶解制冷劑后會(huì)發(fā)生水解作用，生成酸性產(chǎn)物，腐蝕金屬材料。

含有氯原子的制冷劑會(huì)水解并生成鹽酸，不但會(huì)腐蝕金屬材料，而且還會(huì)降低電絕緣性能。因此，制冷系統(tǒng)中不允許有游離的水存在。

六、泄漏性

制冷機(jī)工作時(shí)不允許有制冷劑向系統(tǒng)外泄漏，因此需要經(jīng)常在設(shè)備、管道的接合面處檢查有無制冷劑漏出。

氨有強(qiáng)烈的臭氣，人們依靠嗅覺就容易判別是否有泄漏。由于氨極易溶于水，因此不能用肥皂水檢漏。通常用酚酞試劑和試紙檢漏，如有泄漏，試劑或試紙會(huì)變成紅色。

氟利昂是無色無臭的物質(zhì)，泄漏時(shí)不易發(fā)覺。檢漏的方法有鹵素噴燈和電子檢漏儀兩種。鹵素噴燈是通過燃燒酒精去加熱一塊紫銅，空氣被吸入噴燈，當(dāng)空氣內(nèi)含有氟利昂時(shí)氣流與紫銅接觸就會(huì)發(fā)生分解，并使燃燒的火焰變成黃綠色(當(dāng)泄漏量小時(shí))或紫色(當(dāng)泄漏量大時(shí))。

用電子檢漏儀檢漏是一種較精密的方法。儀器中有一對(duì)鉑電極，空氣由風(fēng)機(jī)吸入并流過電極，當(dāng)含有氟利昂時(shí)電極之間的導(dǎo)電率會(huì)發(fā)生變化，通過電流計(jì)可以反映出來。

七、制冷劑與大氣環(huán)境

氟利昂類制冷劑中，凡分子內(nèi)含有氯或溴原子的制冷劑對(duì)大氣臭氧層有潛在的消耗能力。為描述對(duì)臭氧的消耗特征及其強(qiáng)度分布，通常使用ODP值。

南極臭氧空洞的變化

ODP值（Ozone Depletion Potential）表示對(duì)大氣臭氧層消耗的潛能值，以R11（CFC11）作為基準(zhǔn)值，其值被人為地規(guī)定為1.0 。

這類制冷劑不僅要破壞大氣臭氧層，還具有全球變暖潛能（GlobalWarming Potential，簡(jiǎn)稱GWP）。具有全球變暖效應(yīng)的氣體稱為溫室氣體。作為基準(zhǔn)，人們也選用R11(CFC-11)的值為1.0，其符號(hào)為HGWP。

表7 一些制冷劑的ODP值和GWP值

從上述討論可以看出，傳統(tǒng)制冷劑R11，R12不僅ODP值很高，而且GWP值也很高，是大氣環(huán)境極不友好的制冷劑，因此要被禁止使用。作為替代R12的新制冷劑R134a，雖然其ODP值已經(jīng)是０，但仍有較高的GWP值，要造成全球變暖效應(yīng)。一些自然制冷劑如R600a，R717，R290等，它們既不破壞大氣臭氧層，又不導(dǎo)致全球變暖，是環(huán)境“友好”制冷劑。

常用制冷劑：

一、無機(jī)物

1. R717（氨）

氨是應(yīng)用較廣的中溫制冷劑。沸點(diǎn)-33.3℃，凝固點(diǎn)-77.9℃。

氨具有較好的熱力學(xué)性質(zhì)和熱物理性質(zhì)，在常溫和普通低溫范圍內(nèi)壓力比較適中。單位容積制冷量大，粘性小，流動(dòng)阻力小，傳熱性能好。

氨對(duì)人體有較大的毒性，也有一定的可燃性，安全分類為B2。氨蒸氣無色，具有強(qiáng)烈的刺激性臭味。它可以刺激人的眼睛及呼吸器官。氨液飛濺到皮膚上時(shí)會(huì)引起腫脹甚至凍傷。

氨能以任意比例與水相互溶解，組成氨水溶液，在低溫時(shí)水也不會(huì)從溶液中析出而凍結(jié)成冰。所以氨系統(tǒng)里不必設(shè)置干燥器。但氨系統(tǒng)中有水分時(shí)會(huì)加劇對(duì)金屬的腐蝕，同時(shí)使制冷量減小。所以一般限制氨中的含水量不得超過0.2%。

氨在礦物油中的溶解度很小，因此氨制冷劑管道及換熱器的傳熱表面上會(huì)積有油膜，影響傳熱效果。

氨對(duì)鋼鐵不起腐蝕作用，但當(dāng)含有水分時(shí)將要腐蝕鋅、銅、青銅及其它銅合金。

目前氨用于蒸發(fā)溫度在-65℃以上的大型或中型單級(jí)、雙級(jí)往復(fù)活塞式及螺桿式制冷機(jī)中，也有應(yīng)用于大容量離心式制冷機(jī)中。

2.R744（二氧化碳）

二氧化碳是一種既古老又新興的自然工質(zhì)。干冰是固體二氧化碳的習(xí)慣叫法。干冰的三相點(diǎn)參數(shù)為：三相點(diǎn)溫度-56.6℃，三相點(diǎn)壓力520kPa。因此，在大氣壓下，二氧化碳為固態(tài)或氣態(tài)，不存在液態(tài)。干冰在大氣壓力下的升華熱為573.6kJ/kg，升華溫度為-78.5℃。

二氧化碳作為制冷劑被廣泛地應(yīng)用于制冷空調(diào)系統(tǒng)中，與氨制冷劑一樣，是當(dāng)時(shí)最為常用的制冷工質(zhì)。在幾種常用的自然工質(zhì)中，可以說二氧化碳最具競(jìng)爭(zhēng)力，在可燃性和毒性有嚴(yán)格限制的場(chǎng)合，二氧化碳是最理想的。

缺點(diǎn)：運(yùn)行壓力較高，循環(huán)效率較低。

二氧化碳作為制冷工質(zhì)有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，從對(duì)環(huán)境的影響來看，除水和空氣以外，二氧化碳是與環(huán)境最為友善的制冷工質(zhì)。除此以外，二氧化碳還具有下列特點(diǎn)：

（1）良好的安全性和化學(xué)穩(wěn)定性：無毒、不可燃 ，便在高溫下也不分解產(chǎn)生有害氣體；

（2）具有與制冷循環(huán)和設(shè)備相適應(yīng)的熱物理性質(zhì)，單位容積制冷量相當(dāng)高，運(yùn)動(dòng)粘度低；

（3）優(yōu)良的流動(dòng)和傳熱特性，可顯著減小壓縮機(jī)與系統(tǒng)的尺寸，使整個(gè)系統(tǒng)非常緊湊，而且運(yùn)行維護(hù)也比較簡(jiǎn)單，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能；

（4）二氧化碳制冷循環(huán)的壓縮比要比常規(guī)工質(zhì)制冷循環(huán)低，壓縮機(jī)的容積效率可維持在較高的水平。

二、鹵代烷烴

1.R134a

R134a（四氟乙烷，CH2FCF3）是被廣泛應(yīng)用的中溫制冷劑，沸點(diǎn)-26.26℃，凝固點(diǎn)-96.6℃；應(yīng)用于中等蒸發(fā)溫度和低蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)中。

R134a無色，毒性很小，不燃燒，不爆炸，是一種很安全的制冷劑。只有在空氣中濃度過大時(shí)(容積濃度超過80%)才會(huì)使人窒息。它對(duì)大氣臭氧層沒有破壞作用，但全球變暖潛能值為1430。

R134a當(dāng)溫度達(dá)到370℃以上時(shí)，與明火接觸會(huì)分解出氟化氫等有毒氣體。

水在R134a中的溶解度很小，僅0.11％，且隨溫度的降低而減小。但是，即使少量水分存在，在潤(rùn)滑油等的一起作用下，將會(huì)產(chǎn)生酸、CO或CO2，將對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕作用，或產(chǎn)生“鍍銅”現(xiàn)象。

在常用溫度范圍內(nèi)R134a與礦物油不相溶，但在溫度較高時(shí)能完全溶解于多元烷基醇類（Polyalkylene Glycol，簡(jiǎn)稱PAG）和多元醇酯類（Polyol Ester，簡(jiǎn)稱POE）合成潤(rùn)滑油；在溫度較低時(shí)，只能溶解于POE合成潤(rùn)滑油。

R134a對(duì)鋼、鐵、銅、鋁等金屬均未發(fā)現(xiàn)有相互化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，僅對(duì)鋅有輕微的作用。R134a對(duì)塑料無顯著影響，除了對(duì)聚苯乙烯稍有影響外，其它的大多可用。和塑料相比，合成橡膠受R134a的影響略大，特別是氟橡膠。全封閉壓縮機(jī)中的繞組導(dǎo)線要用耐氟絕緣漆。

R134a很容易通過機(jī)器的接合面的不嚴(yán)密處、鑄件中的小孔及螺紋接合處泄漏。所以對(duì)鑄件要求質(zhì)量高，對(duì)機(jī)器的密封性要求良好。

2．R22

R22(二氟一氯甲烷，CHF2Cl)也是較常用的中溫制冷劑，在相同的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下，R22比R134a的壓力要高65%左右。R22的沸點(diǎn)為-40.8℃，凝固點(diǎn)-160℃。它在常溫下的冷凝壓力和單位容積制冷量與氨差不多，比R134a要大，壓縮終溫介于氨和R134a之間，能制取的最低蒸發(fā)溫度約為-80℃。

R22無色無味，不燃燒，不爆炸，毒性小，但仍是安全的制冷劑，安全分類為A1。傳熱性能與流動(dòng)性能較好；它屬于不溶于水的物質(zhì)，制冷系統(tǒng)含水量限制在0.001%以內(nèi)。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)裝設(shè)干燥器。

R22化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但它對(duì)有機(jī)物的膨潤(rùn)作用較強(qiáng)，密封材料可采用氯乙醇橡膠。

R22能夠部分地與礦物油相互溶解，而且其溶解度隨著礦物油的種類及溫度而變。礦物油在R22制冷系統(tǒng)各部分中產(chǎn)生不同的影響。較大容量的R22制冷機(jī)在起動(dòng)前需先對(duì)曲軸箱內(nèi)的油加熱，讓R22先蒸發(fā)掉。

R22對(duì)金屬與非金屬基本不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)作用，其泄漏特性與R134a相似。

R22屬于HCFC類制冷劑，R22對(duì)大氣臭氧層有輕微破壞作用，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)。它是第二批被列入限用與禁用的制冷劑之一。我國(guó)將在2040年1月1日起禁止生產(chǎn)和使用。

R22廣泛用于冷藏、空調(diào)、低溫設(shè)備中。在活塞式、離心式、壓縮機(jī)系統(tǒng)中均有采用。

三、碳?xì)浠衔?/p>

1、R600a

常用的碳?xì)浠衔镏评鋭镽600a。R600a（異丁烷，i-C4H10）的沸點(diǎn)為-11.73℃，凝固點(diǎn)-160℃ 。

R600a的臨界壓力比R12低、臨界溫度及臨界比體積均比R12高，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)高于R12約18℃，飽和蒸氣壓比R12低。在一般情況下，R600a的壓比要高于R12且容積制冷量要小于R12。為了使制冷系統(tǒng)能達(dá)到與R12相近的制冷能力，應(yīng)選用排氣量較大的制冷壓縮機(jī)。但它的排氣溫度比R12低，后者對(duì)壓縮機(jī)工作更有利。兩者的粘性相差不大。

R600a的毒性非常低，但在空氣中可燃，因此安全類別為A3，在使用R600a的場(chǎng)合要注意防火防爆。

R600a與礦物油能很好互溶，不需昂貴的合成潤(rùn)滑油。

除可燃外，R600a與其它物質(zhì)的化學(xué)相溶性很好，而與水的溶解性很差，這對(duì)制冷系統(tǒng)很有利。但為了防止“冰堵”現(xiàn)象，制冷劑允許含水量較低，對(duì)除水要求相對(duì)較高。此外，R600a的檢漏不能用傳統(tǒng)的檢漏儀檢漏，而應(yīng)該用專門適合于R600a的檢漏儀檢漏。

盡管R134a在許多方面表現(xiàn)出作為R12替代制冷劑的優(yōu)越性，但它仍有較高的GWP值，因此，許多人提倡在制冷溫度較低場(chǎng)合（如電冰箱）用R600a作為R12的永久替代物。

2、R290 （丙烷 C3H8） R22另一種新型替代品

R290的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)和臨界溫度與R22非常接近，臨界壓力比R22低，凝固點(diǎn)比R22低，其基本物理性質(zhì)與R22相當(dāng)，具備替代R22的基本條件。

在飽和液態(tài)時(shí)，R290比R22的密度小很多，所以在相同的容積下R290的充注量要小得多。在相同溫度下，R290的氣化潛熱比R22的氣化潛熱大一倍左右，因此制冷系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)量小。R290的氣態(tài)動(dòng)力粘滯系數(shù)和飽和液態(tài)動(dòng)力粘滯系數(shù)都比R22的小。R290的飽和液態(tài)和飽和氣態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)都比R22的大。

R290的最大缺點(diǎn)是具有可燃性和爆炸性。另外R290的蒸氣比體積比R22的大，單位容積制冷量比R22小，這意味著壓縮機(jī)的排氣量相同時(shí)，R290的制冷量有所減少。

四、混合制冷劑

混合制冷劑是由兩種或兩種以上的純制冷劑以一定的比例混合而成的。按照混合后的溶液是否具有共沸的性質(zhì)，分為共沸制冷劑和非共沸制冷劑兩類。

（一）共沸混合制冷劑

共沸制冷劑有下列特點(diǎn)：

（1）在一定的蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)時(shí)，具有幾乎不變的蒸發(fā)溫度，而且蒸發(fā)溫度一般比組成它的單組分的蒸發(fā)溫度低。

（2）在一定的蒸發(fā)溫度下，共沸制冷劑的單位容積制冷量比組成它的單一制冷劑的容積制冷量要大。

（3）共沸制冷劑的化學(xué)穩(wěn)定性較組成它的單一制冷劑好。

（4）在全封閉和半封閉壓縮機(jī)中，采用共沸制冷劑可使電機(jī)得到更好的冷卻，電機(jī)繞組溫升減小。

表8 幾種共沸制冷劑的組成和沸點(diǎn)

由于上述特點(diǎn)，在一定的情況下，采用共沸制冷劑可使能耗減少。例如，R502在低溫范圍內(nèi)(蒸發(fā)溫度在-60～-30℃)，能耗較R22低，而在高溫范圍內(nèi)(蒸發(fā)溫度-10～+10℃)，能耗較R22高。因此，通常R502用在低溫冷藏冷凍中，而R22用在空調(diào)中。

（二）非共沸混合制冷劑

一定壓力下溶液加熱時(shí)，首先到達(dá)飽和液體點(diǎn)A(泡點(diǎn))，再加熱到達(dá)點(diǎn)B，即進(jìn)入兩相區(qū)，繼續(xù)加熱到點(diǎn)C(露點(diǎn))時(shí)全部蒸發(fā)完成為飽和蒸氣。

定壓相變時(shí)溫度發(fā)生變化。

應(yīng)用于變溫?zé)嵩吹臏夭钇ヅ鋱?chǎng)合，實(shí)現(xiàn)近似的洛倫茨循環(huán)，達(dá)到節(jié)能目的。

沒有共同的沸點(diǎn)。泡點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度的溫差稱之為溫度滑移。

限制：

使用共沸制冷劑的麻煩是當(dāng)制冷裝置中發(fā)生制冷劑泄漏時(shí)，剩余系統(tǒng)的混合物的含量就會(huì)改變。

因此需要向系統(tǒng)中補(bǔ)充制冷劑使其達(dá)到原來的數(shù)量與含量，并需要通過計(jì)算來確定兩種制冷劑的充注量。

（三）常用混合制冷劑的特性

1、共沸制冷劑R502

R502的沸點(diǎn)為-45.4℃，是性能良好的中溫制冷劑，可代替R22用于獲得低溫。當(dāng)在相同的吸氣溫度和壓比下，使用R502時(shí)壓縮機(jī)的排氣溫度比使用R22時(shí)低10～25℃。

R502的溶水性比R12大1.5倍，在82℃以上與礦物油有較好的溶解性，低于82℃時(shí)，對(duì)礦物油的溶油性差。油將與R502分層。

由于R502構(gòu)成組分中含有大量的R115，因此，它的ODP值較高，在發(fā)達(dá)國(guó)家也已經(jīng)禁止使用。

2、共沸制冷劑R507

R507是一種新的制冷劑，是作為R502的替代物提出來的。其ODP值為零。它的沸點(diǎn)為-46.7℃，與R502的沸點(diǎn)非常接近。相同工況下，制冷系數(shù)比R502略低，容積制冷量比R502略高，壓縮機(jī)排氣溫度比R502略低，冷凝壓力比R502略高，壓比略高于R502。它不溶于礦物油，但能溶于聚酯類潤(rùn)滑油。凡是用R502的場(chǎng)合，都可以R507來替代。

3、非共沸混合制冷劑R407C

R407C是一種三元非共沸混合制冷劑，它是作為R22的替代物而提出的。在壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，其泡點(diǎn)溫度為-43.4℃，露點(diǎn)溫度為-36.1℃，與R22的沸點(diǎn)較接近。與其它HFC制冷劑一樣，R407C也不能與礦物油互溶，但能溶解于聚酯類合成潤(rùn)滑油。研究表明，在空調(diào)工況（蒸發(fā)溫度≈7℃）下，R407C容積制冷量以及制冷系數(shù)比R22略低（約5%）。因此，將R22的空調(diào)系統(tǒng)換成R407C，只要將潤(rùn)滑油和制冷劑改換就可以了，而不需要更換制冷壓縮機(jī)，這是R407C作為R22替代物的最大優(yōu)點(diǎn)。但在低溫工況（蒸發(fā)溫度＜-30℃）下，雖然其制冷系數(shù)比R22低得不多，但它的容積制冷量比R22要低得多（約20%），這一點(diǎn)在使用時(shí)要特別注意。此外，由于R407C的泡露點(diǎn)溫差較大，在使用時(shí)最好將熱交換器作成逆流形式，以充分發(fā)揮非共沸混合制冷劑的優(yōu)勢(shì)。

4、非共沸混合制冷劑R410A

R410A是一種兩元混合制冷劑，它的泡露點(diǎn)溫差僅0.2℃，可稱之為近共沸混合制冷劑。與其它HFC制冷劑一樣，R410A也不能與礦物油互溶，但能溶解于聚酯類合成潤(rùn)滑油。它也是作為R22的替代物提出來的。雖然在一定的溫度下它的飽和蒸氣壓比R22和R407C均要高一些，但它的其它性能比R407C要優(yōu)越。它具有與共沸混合制冷劑類似的優(yōu)點(diǎn)，它的容積制冷量在低溫工況時(shí)比R22還要高約60％，制冷系數(shù)也比R22高約5％；在空調(diào)工況時(shí)，容積制冷量和制冷系數(shù)均與R22差不多。與R407C相比較，尤其是在低溫工況，使用R410A的制冷系統(tǒng)具有更小的體積（容積制冷量大），更高的能量利用率。但R410A不能直接用來替換R22的制冷系統(tǒng)，在使用R410A時(shí)要用專門的制冷壓縮機(jī)，而不能用R22的制冷壓縮機(jī)。

世界上，雖然研究氟利昂22替代物的工作已全面開始。但到目前為止，尚未找到一種純工質(zhì)可以作為氟利昂22系統(tǒng)的直接充注或替代物來簡(jiǎn)單地替換氟利昂22在制冷空調(diào)業(yè)中的角色。

采用混合工質(zhì)，則可利用其各組分的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)來得到整體熱物性、制冷性能和理化性能等主要制冷劑特性指標(biāo)均接近于氟利昂22的制冷劑。

目前，國(guó)際呼聲最高的氟利昂22混合工質(zhì)替代物有R401A和R407C兩種。

對(duì)于家用空調(diào)器，歐洲國(guó)家傾向于選用R407C，而美國(guó)和日本傾向于R401A。

R401A雖然是一種近共沸混合物，有利于進(jìn)行維修和回收，且高壓狀態(tài)制冷劑的熱物性以及與固體壁的換熱性能得以提高，形成強(qiáng)化換熱，使R401A空調(diào)機(jī)的體積大幅減少。但由于涉及改動(dòng)管路，且壓力大約要提高1.6倍，相應(yīng)的銅管路、閥門、連接件等所有與制冷劑接觸的部件其承壓能力都要作相應(yīng)的改動(dòng)以1.6倍的壓力，因此比較難以實(shí)現(xiàn)。而采用R407C作為制冷劑，壓力基本相當(dāng)，壓機(jī)也只需作較小改動(dòng)。

表9 中國(guó)制冷空調(diào)和化工行業(yè)最終淘汰消耗臭氧層物質(zhì)時(shí)間表

表10 HCFC禁用時(shí)間表（發(fā)達(dá)國(guó)家）

R32、R290新冷媒的特性:

R32基本性能:

中文名稱：二氟甲烷；分子式：CH2F2；

物理性質(zhì)：為無色、無味、輕微燃燒（A2級(jí)別）。冷媒R410A是無毒，不可燃（ A1級(jí)別）；

不爆炸、無毒、可燃，但仍然是安全的制冷劑。

R32的熱力學(xué)性能與R410A相近。

R22GWP值675。

R290基本性能

中文名稱：丙烷；分子式：C3H8 外觀與性狀：無色氣體，純品無臭；

溶解性：微溶于水，溶于、乙醇；

閃點(diǎn)(℃)：-104；爆炸上限%(V/V)：9.5 ；爆炸下限%(V/V)：2.1；

相對(duì)密度(空氣=1)：1.56； 燃燒熱(kJ/mol)：2217.8 引燃溫度(℃)：450~470；

注：閃點(diǎn)：可燃性液體表面上的蒸汽和空氣的混合物與火接觸而初次發(fā)生閃光時(shí)的溫度。

冷媒物性對(duì)比

相對(duì)于HFC的優(yōu)缺點(diǎn)

常用制冷劑安全等級(jí)劃分：

燃燒下限(LFL)：指在23℃和101.3kPa條件下最小可燃濃度（與空氣均勻混合）。

總結(jié)：

1、 R32制冷劑全球變暖系數(shù)是R410A的1/3,較傳統(tǒng)的R410A、R22制冷劑環(huán)保，但R32具有一定的可燃性。

2、與R410A制冷劑相比，R32飽和壓力高約3%，排氣溫度高約8-15℃，功率高約3-5%，能效比高約5%。

3、同工況、同壓縮機(jī)同運(yùn)行頻率下，R32系統(tǒng)制冷量、能效比R410A制冷劑高約5%。

4.R290具有：

健康危害：有單純性窒息及作用。人短暫接觸 1％丙烷，不引起癥狀；10％以下的濃度，只引起輕度頭暈；接觸高濃度時(shí)可出現(xiàn)狀態(tài)、意識(shí)喪失；極高濃度時(shí)可致窒息。

危險(xiǎn)特性：易燃?xì)怏w，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。5.按充注重量計(jì)算，R290制冷劑的用量只有R22、R410a的40%~55%，用量更少，更為經(jīng)濟(jì)。 6.凝固點(diǎn)低，蒸發(fā)潛熱更大，使得單位時(shí)間內(nèi)降溫速度更快；等熵壓縮比做功小，使壓縮機(jī)工作更輕松，延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命；分子量小，流動(dòng)性好，輸送壓力更低，減小了壓縮機(jī)的負(fù)載。使用R290制冷劑，節(jié)能率可達(dá)15~35%。

載冷劑：

一、載冷劑的作用及選用原則：

載冷劑：在間接制冷系統(tǒng)中用以傳遞冷量的中間介質(zhì),在制冷工程中稱之為載冷劑或第二制冷劑。

在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻并送到冷卻設(shè)備中吸收被冷卻系統(tǒng)的熱量，然后返回蒸發(fā)器將吸收的熱量傳遞給制冷劑，而載冷劑重新被冷卻。如此循環(huán)不止，以達(dá)到連續(xù)制冷的目的。

采用載冷劑的優(yōu)點(diǎn)：可使制冷系統(tǒng)集中在較小的場(chǎng)所，因而可以減小制冷機(jī)系統(tǒng)的容積及制冷劑的充灌量；且因載冷劑的熱容量大，被冷卻對(duì)象的溫度易于保持恒定。

缺點(diǎn)：系統(tǒng)比不用載冷劑時(shí)復(fù)雜，且增大了被冷卻物和制冷劑間的溫差，需要較低的制冷機(jī)蒸發(fā)溫度。

選擇載冷劑時(shí)，應(yīng)考慮下列一些因素：

1.載冷劑在工作溫度下應(yīng)處于液體狀態(tài)；其凝固溫度應(yīng)低于工作溫度，沸點(diǎn)應(yīng)高于工作溫度。

2.比熱容要大。

3.密度小。載冷劑的密度小可使循環(huán)泵的功率減小。

4.粘度小。采用粘度小的載冷劑可使流動(dòng)阻力減小，因而循環(huán)泵功率減小。

5.化學(xué)的穩(wěn)定性好。

6.不腐蝕設(shè)備和管道。

7.載冷劑應(yīng)不燃燒、不爆炸、無毒，對(duì)人體無害。

8.價(jià)格低廉，便于獲得。

載冷劑的種類很多，常用的有下列三類：

1、水

水可用來作為蒸發(fā)溫度高于0℃的制冷裝置中的載冷劑。由于水價(jià)格低廉，易于獲得，傳熱性能較好，因此在空調(diào)裝置及某些0℃以上的冷卻過程中廣泛地用作載冷劑。它的缺點(diǎn)是不能用于0℃以下的系統(tǒng)。

2、鹽水

鹽類，如氯化鈉、氯化鈣等的水溶液，稱為鹽水。鹽水的冰點(diǎn)比純水低，因此在蒸發(fā)溫度低于0℃的制冷裝置中可用作為載冷劑。它的主要缺點(diǎn)是對(duì)一些金屬材料要產(chǎn)生腐蝕。

3、有機(jī)化合物及其水溶液

某些有機(jī)化合物，如乙二醇水溶液、二氯甲烷、三氯乙烯等，具有較低的凝固溫度，可用作低溫載冷劑。它們的主要缺點(diǎn)是相對(duì)與水而言比熱容較小，某些化合物還有一定的毒性。

二、鹽水

共晶點(diǎn)：CaCl2水溶液：-55℃， NaCl水溶液：-17℃ ，MgCl2水溶液：-21℃。

合理選擇濃度：使用低于共晶含量的溶液，按凝固溫度比蒸發(fā)溫度低5-8℃來確定溶液含量。

注意防腐蝕：　加緩蝕劑，調(diào)整PH值至7.0-8.5，具有緩蝕作用，通常１m3 CaCl2水溶液加2kg，１m3 ＮaCl2水溶液加3.2kg。

定期測(cè)定比重。

三、有機(jī)載冷劑

乙二醇、丙二醇、丙三醇的水溶液都是性能較好的低溫載冷劑。這些水溶液的冰點(diǎn)都比水的冰點(diǎn)低，對(duì)管道、容器等金屬材料無腐蝕作用。其中，乙二醇水溶液是使用最為廣泛的有機(jī)載冷劑。

許多氟利昂可以作為低溫載冷劑使用，它們具有凝固點(diǎn)低、粘度較小、不燃燒和化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

三氯乙烯雖然是不燃燒的載冷劑，但它對(duì)金屬、橡膠、有機(jī)物均有腐蝕作用，特別是在吸收水分后會(huì)水解出鹽酸，對(duì)不銹鋼也要腐蝕。此外，三氯乙烯還會(huì)揮發(fā)出氣體，對(duì)人體肝臟有影響和并可能致癌，因此目前以盡量避免采用為好。

由乙二醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)、乙醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%)和水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)組成的三元溶液（俗稱不凍液）可以代替三氯乙烯使用。在上述配比下，這種三元溶液沸點(diǎn)為98℃，冰點(diǎn)為－64℃，密度為1kg/L，比熱容為3.14 kJ/(kgK)，閃點(diǎn)為80℃。

潤(rùn)滑油：

一、潤(rùn)滑油的功效

潤(rùn)滑油保證壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件起潤(rùn)滑與冷卻作用，在保證壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性和使用壽命中起著極其重要的作用。

1、將油輸送到各運(yùn)動(dòng)部件的摩擦面，形成一層油膜，降低摩擦功，帶走摩擦熱，減少運(yùn)動(dòng)零件的摩擦量，提高壓縮機(jī)的可靠性和延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。

2、由于潤(rùn)滑油帶走摩擦熱，不致于使摩擦面的溫升太高，因而防止運(yùn)動(dòng)零件因發(fā)熱而“卡死”。

3、對(duì)于開啟式壓縮機(jī)，在密封件摩擦面間隙中充滿潤(rùn)滑油，既起到潤(rùn)滑作用，又可防止制冷劑的泄漏。

4、潤(rùn)滑油流經(jīng)潤(rùn)滑面可帶走機(jī)械雜質(zhì)和油污，起到清洗作用。

5、潤(rùn)滑油能在各零件表面形成油膜保護(hù)層，防止零件的銹蝕。

二、對(duì)潤(rùn)滑油的要求

在制冷系統(tǒng)中，制冷劑與潤(rùn)滑油直接接觸，不可避免地有一部分潤(rùn)滑油與制冷劑一起在系統(tǒng)中流動(dòng)，溫度變化較大。因此，為了實(shí)現(xiàn)上述功效，潤(rùn)滑油應(yīng)滿足如下基本要求：在運(yùn)行狀態(tài)下，潤(rùn)滑油應(yīng)有適當(dāng)?shù)恼扯取?/p>

1、凝固點(diǎn)要低，在低溫時(shí)有良好的流動(dòng)性。

2、不含水分、不凝性氣體和石蠟。

3、對(duì)制冷劑有良好的兼容性，本身應(yīng)具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。

4、絕緣耐電壓要高。

5、價(jià)格低廉，容易獲得。

三、分類與特性

冷凍機(jī)潤(rùn)滑油按制造工藝可分成兩大類：

1.天然礦物油：簡(jiǎn)稱礦物油。即從石油中提取的潤(rùn)滑油。作為石油的餾分，礦物油通常具有較小的極性，它們只能溶解在極性較弱或非極性的制冷劑中，如：R600a，R22等。

2.人工合成油：簡(jiǎn)稱合成油。即按照特定制冷劑的要求，用人工化學(xué)的方法合成的潤(rùn)滑油。合成油主要是為了彌補(bǔ)礦物油難以與極性制冷劑互溶的缺陷而提出的，因此，合成油通常都有較強(qiáng)的極性，它們能溶解在極性較強(qiáng)的制冷劑中，如：R134a， R717等。人工合成潤(rùn)滑油主要有：聚醇類，聚酯類，極性合成碳?xì)浠衔锏取?/p>

下圖為一種多元聚酯潤(rùn)滑油與制冷劑和粘合物的性能曲線。隨著溫度提高，制冷劑含量增大，粘度明顯下降。

潤(rùn)滑油隨制冷劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)和系統(tǒng)溫度變化關(guān)系。

在制冷系統(tǒng)中，制冷劑與潤(rùn)滑油直接接觸，不可避免地有一部分潤(rùn)滑油與制冷劑一起在系統(tǒng)中流動(dòng)。

隨著油含量增加，制冷劑飽和蒸汽壓大大降低。

不同潤(rùn)滑油含量時(shí)制冷劑飽和蒸汽壓曲線。

四、潤(rùn)滑油的選擇

潤(rùn)滑油的選擇主要取決于制冷劑種類，壓縮機(jī)型式和運(yùn)轉(zhuǎn)工況(蒸發(fā)溫度、冷凝溫度）等，一般是使用制冷機(jī)制造廠推薦的牌號(hào)。選擇潤(rùn)滑油時(shí)，首先要考慮的是該潤(rùn)滑油的低溫性能和對(duì)制冷劑的相溶性。從壓縮機(jī)出來隨制冷劑一起進(jìn)入蒸發(fā)器的潤(rùn)滑油由于溫度的降低，如果制冷劑對(duì)潤(rùn)滑油的溶解性能不好的話，則潤(rùn)滑油要在蒸發(fā)器傳熱管壁面上形成一層油膜，從而增加熱阻，降低系統(tǒng)性能。

值得指出的是，極性潤(rùn)滑油如聚酯類油和聚醇類油都具有很強(qiáng)的吸水性，這一特性對(duì)制冷系統(tǒng)極其不利，在使用時(shí)要加以特別注意。

選擇潤(rùn)滑油除了考慮與制冷劑的互溶性以外，還要考慮潤(rùn)滑油的粘度。

由于潤(rùn)滑油的存在，R22的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)明顯比純制冷劑的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)要低。

潤(rùn)滑油含量對(duì)蒸發(fā)傳熱的影響。

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