制冷剂null第二章 制冷剂、载冷剂及润滑剂第二章 制冷剂、载冷剂及润滑剂一、制冷剂的发展、应用与选用原则
二、制冷剂命名
三、制冷剂的物理化学性质及其应用
四、常用制冷剂
五、载冷剂的种类、作用及选用原则
六、润滑油的功效、要求、种类及选用一、制冷剂的发展一、制冷剂的发展
CO2、NH3、SO2
卤代烃(氟里昂Freon) 是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。可以分为三类:
全卤代烃,分子中只含有氯、氟、碳原子,称为氯氟烃,简称CFCs;如R11,R12,R13等;
氢氯氟烃,分子中除氯、氟、碳原子外...
null第二章 制冷剂、载冷剂及润滑剂第二章 制冷剂、载冷剂及润滑剂一、制冷剂的发展、应用与选用原则
二、制冷剂命名
三、制冷剂的物理化学性质及其应用
四、常用制冷剂
五、载冷剂的种类、作用及选用原则
六、润滑油的功效、要求、种类及选用一、制冷剂的发展一、制冷剂的发展
CO2、NH3、SO2
卤代烃(氟里昂Freon) 是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。可以分为三类:
全卤代烃,分子中只含有氯、氟、碳原子,称为氯氟烃,简称CFCs;如R11,R12,R13等;
氢氯氟烃,分子中除氯、氟、碳原子外,还有氢原子,简称HCFCs,如R22;
氢氟烃,分子中没有氯原子,而有氢、氟、碳原子,简称HFCs,如R134a。乙醚(易燃、易爆、制取低温时蒸发压力低于大气压)《蒙特利尔议定书》《蒙特利尔议定书》联合国环保组织1987年在加拿大蒙特利尔市召开会议,36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,我国1992年正式宣布加入修订后的《蒙特利尔议定书》
对于CFCs:发达国家,从1996年1月1日起完全停止生产和消费;发展中国家,最后停用日期是2010年;
对于HCFCs:发达国家,从1996年起冻结生产量,2004年开始削减,2020年完全停用;发展中国家,从2016年开始冻结生产量,2040年完全停用。
以上时间表可能还会提前。制冷剂性质方面的要求:制冷剂性质方面的要求:热力学性质方面:
在工作温度范围内有合适的压力和压比;
单位制冷量q0和单位容积制冷量qv比较大;
比功w和单位容积压缩功wv小,循环效率高;
等熵压缩终了温度t2不太高;制冷剂性质方面的要求:制冷剂性质方面的要求:迁移性质方面:
粘度、密度尽量小;
热导率大;物理化学性质方面:
无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全;
化学稳定性和热稳定性好;
对大气环境没有破坏作用;其它方面:
原料来源广、制造工艺简单、价格便宜;二、制冷剂命名二、制冷剂命名无机物
卤代烃
碳氢化合物
环烷烃、链烯烃的卤代物二、制冷剂命名二、制冷剂命名 国际上统一规定用字母“R”和它后面的一组数字或字母作为制冷剂的简写符号。
无机化合物:简写符号规定为R7(),括号代表一组数字,是该无机物分子量的整数部分;
卤代烃和其他烷烃类:烷烃类化合物的分子通式为CmH2m+2;卤代烃的分子通式为CmHnFxClyBrz(n+x+y+z=2m+2),则简写符号规定为R(m-1)(n+1)(x)B(z),每个括号是一个数字,该数字为零时省去不写。二、制冷剂命名二、制冷剂命名非共沸混合制冷剂:简写符号为R4();
共沸混合制冷剂:简写符号为R5();
环烷烃及环烷烃的卤代物:用字母“RC”开头;
链烯烃及链烯烃的卤代物:用字母“R1”开头;
有机氧化物、脂肪族胺:用R6开头,其后的数字式任选的。null三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用安全性
1.毒性
美国工业与环境卫生专家大会用TLVs(Threshold Limit Values)指标作为毒性指标;
美国杜邦公司用AEL(Allowable Exposure Limit)作为毒性指标。
上述两个指标数量非常接近,如果这些指标的数值不小于1000,则认为这种制冷剂是无毒的。
注意:虽然有些氟里昂制冷剂的毒性较低,但是他们在高温或是火焰作用下会分解出极毒的光气,使用时要特别注意!三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用2.燃烧性和爆炸性
各种制冷剂的燃烧性和爆炸性差别很大。易燃的制冷剂在空气中的含量达到一定的范围时,遇明火就会产生爆炸。因此应尽量避免使用,万一必须要使用,要有防火防爆安全措施。三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用3.安全分类
国际
ISO5149—93和美国标准ANSI/ASHRAE34-92对制冷剂的安全分类作了较大的调整,将毒性和可燃性合在一起,规定了六个安全等级。三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用热稳定性
通常情况下,制冷剂因受热而发生化学分解的温度大大高于其工作温度,因此正常运转条件下制冷剂不会发生裂解。但在温度较高,又有油、钢铁、铜存在长时间使用时会发生变质甚至热解。三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用对材料的作用
碳氢化合物制冷剂对金属无腐蚀作用;
卤素化合物制冷剂与金属的作用;
“镀铜”现象;
氨制冷机中对铜的特殊要求;
橡胶、塑料的溶解和膨润作用。三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用对水的溶解性
冰堵;
形成的水合物对金属材料有腐蚀作用;三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用泄漏性
制冷机工作时不允许有制冷剂向系统外泄漏,因此系统的运行需要经常在设备、管道的结合面处检查有无制冷剂泄漏。
氨:依靠嗅觉;不能用肥皂水检漏;可以用酚酞试剂或试纸检漏。
氟里昂: 用肥皂水检漏;卤素喷灯;电子检漏仪。 三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用制冷剂与大气环境
ODP(Ozone Depletion Potential) 大气臭氧层消耗的潜能值;以R11为基准值,人为地规定其值为1.0;
GWP(Global Warming Potential) 全球变暖潜能;以R11为基准值,人为地规定其值为1.0;三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用三、制冷剂的物理化学性质及其应用四、常用制冷剂四、常用制冷剂无机物
氟里昂
碳氢化合物
混合制冷剂1.无机物(氨)1.无机物(氨)应用较广的中温制冷剂,沸点-33.3℃,凝固点-77.9℃;
有较好的热力学性质和热物理性质;
有毒,可燃,安全分类B2;
与水互溶,但由于有腐蚀作用,限制含水量不超过0.2%;
密度比矿物油小,在矿物油中溶解度小;
对材料有限制,不允许使用铜及铜合金;
用于蒸发温度在-65℃以上的大型或中型活塞及螺杆机组中,也有应用于大容量离心式制冷机中。1.氟里昂(R12)1.氟里昂(R12)应用较广的中温制冷剂,沸点-33.3℃,凝固点-77.9℃;
有较好的热力学性质和热物理性质;
有毒,可燃,安全分类B2;
与水互溶,但由于有腐蚀作用,限制含水量不超过0.2%;
密度比矿物油小,在矿物油中溶解度小;
对材料有限制,不允许使用铜及铜合金;
用于蒸发温度在-65℃以上的大型或中型活塞及螺杆机组中,也有应用于大容量离心式制冷机中。nullnull温度滑移(Temperature glide)
近共沸制冷剂(Near azeotropic mixture refrigerant)非共沸混合制冷剂null五、载冷剂五、载冷剂在间接冷却的制冷装置中,被冷却物质或空间中的热量是通过一种中间介质传给制冷剂。这种中间介质在制冷
中称为载冷剂或第二制冷剂。
优点:减小制冷机的充灌量;载冷剂热容大,易于保持恒温;
缺点:系统更加复杂;增大了被冷却对象与制冷剂间的温差,需要较低的蒸发温度。五、载冷剂五、载冷剂在工作温度下处于液态;
比热容要大;
密度小;
粘度小;
化学稳定性好;
不腐蚀管道和设备;
不燃、不爆炸、无毒、对人体无害;
价格低廉,便于获得。五、载冷剂五、载冷剂水
盐水
有机化合物及其水溶液盐水盐水氯化钙、氯化钠对金属材料有腐蚀作用,在使用时一般加入缓蚀剂,调整溶液的pH值至7.0~8.5,缓蚀剂一般采用重铬酸钠(Na2Cr2O7.2H2O)有机载冷剂有机载冷剂主要有乙二醇、丙二醇、丙三醇的水溶液等,其中乙二醇的水溶液使用的最为广泛。
不冻液:由乙二醇(质量分数40%),乙醇(20%),水(40%)组成的三元溶液。
冰点:-64℃,密度:1000kg/m3,比热容:3.14kJ/(kg.K),沸点:98 ℃六、润滑油六、润滑油润滑油的功效
对润滑油的要求
分类与特性功效功效保证压缩机正常运转,对压缩机的各运动部件起润滑和冷却作用;
在摩擦面形成油膜,降低摩擦功和带走摩擦热;
防止运动部件由于发热而卡死;
对于开启式压缩机,还可以起到密闭作用;
形成油膜,防止生锈;
带走杂质和油污,清洁润滑面。要求要求在运行状态下,润滑油要有适当的粘度;
凝固点要低,低温时要有良好的流动性;
不含水分、不凝性气体和石蜡;
与制冷剂有良好的兼容性,本身有较好的热稳定性和化学稳定性;
绝缘、耐电压要求;
价格低廉,容易获得。分类和特性分类和特性天然矿物油:具有较小的极性,适用于极性较小或没有极性的制冷剂;
人工合成油:一般具有较强的极性,适用于极性较大的制冷剂。选择选择润滑油的选择主要取决于制冷剂的种类、压缩机的形式和运转工况(蒸发温度、冷凝温度)等,一般使用制冷机制造厂推荐的牌号。
从传热的角度出发,应选用与制冷剂互溶性好的润滑油。
吸水性
粘度
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