制冷剂基本知识及应用

制冷剂基本知识及应用

第一章制冷剂的分类

第二章制冷剂命名

第三章热力学性质

第四章物理化学性质

第五章环境友好型

第六章制冷剂淘汰与替代

一. 制冷剂的分类

1.1 按制冷剂分子结构分类：

无机化合物（700系）和有机化合物。

1.1.1有机化合物制冷剂分为：

碳氢化合物—HC；

完全卤代烃—CFC；

无氯卤代烃—HFC；

不完全卤代烃—HCFC。

1.2 按制冷剂组成分类：

单一（纯质）制冷剂和混合制冷剂。

1.2.1混合制冷剂分为：

1）共沸混合物500系

泡点线和露点线存在共沸点。

2）非共沸混合物制冷剂400系

泡点线和露点线不相交。

1.2.2近共沸混合物

非共沸混合物且滑移温度≤1℃，

属于400系；

不等温相变特性，有节能效果。

1.3 按制冷剂标准沸点分类：

高温（低压）：标准沸点0~10℃；

中温（中压）：标准沸点-20~0℃；

低温（高压）：标准沸点-60~-20℃。

1.4 安全性分类：

1.4.1毒性分类：

A类低慢性毒性；

B类高慢性毒性。

1.4.2可燃性分类：

1类，无火焰传播；

2L类，弱可燃；

2类，可燃；

3类，可燃易爆

1.5 环境友好型分类：

1）环境友好型：R290，R600a，

R414A，R717，R744；

2）非环境友好型：R410A。

二. 制冷剂命名

2.1 无机化合物制冷剂

例：H2O —R718

R—制冷剂；7—无机物；

18—水的分子量。

同理，R717，R744。

2.2 有机化合物制冷剂

2.2.1 卤代烃及碳氢化合物

例：CHF2CHF2—HFC-R134

HFC—无氯卤代烃；R—制冷剂；

4—有4个氟；3—有2+1=3个氢；

1—有2-1=1个碳；对称性同分异构体。

例：CH2FCF3 —HFC-R134a

HFC—无氯卤代烃；R—制冷剂；

4—有4个氟；3—有2+1=3个氢；

1—有2-1=1个碳；

a—a型非对称性同分异构体。

同理：

CH2FCH2F=R152；

CHF2CH3=R152a。

例：CF3Br —R13B1

R—制冷剂；3—有3个氟；

1—有0+1=1个氢；有1-1=0个碳故省略；

B1—有1个溴。

2.2.2 混合物制冷剂

例：R32/R125（50/50）—HFCs-R410A

HFCs —无氯卤代烃混合物；

R—制冷剂；4—非共沸；

10—代号；A—A型组分配比方式。

例：R32/R125/R134a（23/25/52）—HFCs-R407C HFCs —无氯卤代烃混合物；

R—制冷剂；4—非共沸；

07—代号；C—C型组分配比方式。

2.2.3 有机化合物600系

例：丁烷—HC-R600；戊烷—HC-R601

2.2.4 环烷烃类—RC

例：C4F8—RC318。

三. 热力学性质

3.1 制冷效率η——反应节流损失和过热损失的大小。

3.1.1节流损失

1.节流损失分为两部分：

1）制冷量损失

等焓线和等熵线斜率不同。

2）膨胀功损失

绝热节流损失。

2.影响节流损失大小的因素

1）压比越大节流损失越大；

2）冷凝压力越接近临界压力损失越大；

3）制冷剂物性：

T-s图，饱和液线越平缓损失越大；

T-s图，等焓线越斜损失越大；

p-h图，等熵线越斜损失越大。

3.1.2过热损失

1.原因：避免湿压缩因而压缩过热蒸汽。

2.影响因素

1）压比大小；

2）接近临界压力的程度；

3）制冷剂物性。

3.2 临界压力（温度）

制冷剂工作区远离临界点为好；

低温制冷剂临界温度低；

高温制冷剂临界温度高。

3.3 饱和蒸汽压力

1）蒸发压力不宜低于大气压，

有空气渗入须干燥过滤；

2）冷凝压力不宜过高，

降低设备承压；

3）较小的绝热指数（比热容比）

绝热指数小排气温度低，压缩功耗低。

3.4 汽化潜热

汽化潜热越大充注量越小。

3.5 单位容积制冷量

影响压缩机尺寸。

四. 物理化学性质

4.1导热系数要高

4.2密度、粘度要小

4.3腐蚀、侵蚀性要小

氨不能用于铜和铜合金，磷青铜除外；

氟利昂腐蚀含镁铝合金。

4.4热稳定性要好

高温下不分解；

R717≤150℃。

4.5电绝缘性要好

指标：电击穿强度。

4.6一定的吸水性

缓解低温冰塞；

氨吸水性强，可不设干燥器。

4.7制冷剂与润滑油的溶解性

4.7.1润滑油分类

1）合成类（PAO）；

2）醇类（PAG）；

3）酯类（POE）；

4）矿物油。

4.7.2溶解性

1）不相容

R717、R134a不溶于矿物油。

2）有限溶解

制冷剂与润滑油分层，

换热器热交换面有油膜。

3）完全溶解

压缩机部件润滑好，

制冷剂沸腾时有泡沫。

注：溶解度与温度有关，

存在当低温时有限溶解，

而高温时完全溶解。

五. 环境友好型

指标分类：

5.1消耗臭氧层潜值：

臭氧衰减指数—ODP，

基准值：CFC-R11 = 1。

5.2全球变暖潜值：

温室指数—GWP，

基准值：R744=1。

5.3大气寿命—AL。

六. 制冷剂淘汰与替代

6.1 HCFC类淘汰进度

2013—冻结

2030—淘汰

2030~2040—保留维修用量。

6.2 工商业制冷剂替代

HFC-R410A，HFC-134a，R717，R744。

6.3 房间空调器制冷剂替代

HFC-R410A，R290。

《GBT 7778-2017》，《ASHRAE 34-2007》，《ISO 817-2005》，《制冷原理及设备》

《复习教材》。

GBT 7778-2017制冷剂编号方法和安全性分类》，