制冷与空气调节ppt课件.ppt
实际循环的压焓图示,实际制冷循环是怎样的？,实际制冷循环中压缩过程是多变过程；制冷工质的循环流动有压力损失；蒸发过程和冷凝过程都有压差；节流过程是增焓过程；实际制冷循环的Q0、N 、 ；实际循环过程线不同。,第二讲 1. 蒸汽压缩式制冷的热力学原理,1.3 蒸气压缩式制冷循环的改善 1.4 跨临界制冷循环 1.5 蒸气压缩式制冷的实际循环,2. 制冷剂及载冷剂,2. 制冷剂与载冷剂Refrigerant & Second Coolant,基本要求1、从热力学、物理化学、安全性及环境性能等方面了解对制冷剂的要求；2、掌握空调（及冷库）常用制冷剂的主要性质及使用注意事项；3、了解载冷剂种类及其应用场合。,2.1 制冷剂 Refrigerant,作用：制冷系统的工作流体，“血液” 循环流动与外界发生能量交换 热力状态循环变化 吸热蒸发 制冷剂相变基本要求 放热冷凝,2.1 制冷剂发展简史,1834 乙醚，低温PeB，漏入空气易爆1866，Windhausen，CO2，使用温度下 压力高（Pc80 MPa）1870，Carl Linde，NH3，气味，安全性 大型制冷机用 1874，Raul Picte，SO2，毒性大，腐蚀,2.1 制冷剂,19291930，Thomes Midgley：Freon R12 最早使用1974年，发现大气O3层破坏的化学机理1985年，科学确定CFC（氯氟烃）是引起 O3破坏和温室效应的危害物质。1987年 蒙特利尔议定书90年代 HCFC HFC,Thomes Midgley托马斯米基利,美国化学家 ，机械工程师1889.5.18-1944.11.21921年加铅汽油 leaded gasoline1930年氟利昂 Freon患脊髓灰质炎和铅中毒瘫痪在床，他发明了一套绳索滑轮系统以便于起床。不幸被滑轮绳索缠住，窒息而死，55岁。,2.1 制冷剂,2.1.1 对制冷剂的要求1. 热工性能(1) 压力适中 在使用温度下冷凝压力Pc Pc 1215 bar蒸发压力Pe 适中 Pe B（大气压力）Pc / Pe 适中，活塞式： Pc / Pe 810,1. 热工性能,(2) 单位制冷能力适中制冷装置 Q0mq0=vqv大型装置，q0和qv大，m及v小，压缩机尺寸小小型装置， qv适当小一些,1. 热工性能,(3) 单位理论压缩功和单位容积压缩功 要小，循环性能要高。(4) 压缩终了温度t2不太高，以 免润滑条件恶化（润滑油粘性降 低，结焦）或制冷剂自身在高温 下分解。,2. 物理化学性质,(1) 与润滑油的溶解性溶解性与制冷剂状态、制冷剂和润滑油各自成分及种类有关。1）难溶油或微溶油 与润滑油共存时，有明显分层，油易分离出来，如NH3，CO2，R13，R14，R115等,(1) 与润滑油的溶解性,2）有限溶油高温时无限溶油低温时分层：贫油层（富含制冷剂） 富油层（富含油） 如R22、R114、R152和R5023）完全溶油：与油溶解成均匀溶液，无分层现象。如R11、R12、R21、R113、R500等,(1) 与润滑油的溶解性,溶油性与温度有关。温度变化时，完全溶油与有限溶油可以相互转化。 制冷剂与润滑油的溶解性对制冷装置有利也有弊。, 溶油性利弊分析,溶油性好运动表面形成良好的润滑条件不影响传热改变制冷剂 ts = f(ps) 性质， ts 升高， 制冷效果下降。降低润滑油粘度。沸腾时泡沫多，蒸发器液面不稳定。,2. 物理化学性质,(2) 溶水性 溶水性差的缺点：“冰堵”（“冰塞”） 溶水性强的问题：“水解腐蚀”所以，制冷剂含水量应严格控制(3) 导热系数、换热系数大：减少传热面积(4) 粘度、密度小：耗功小，管道直径小(5) 对金属及其他材料无腐蚀及浸蚀作用(6) 有化学稳定性，不燃、不爆，不分解。,3. 环境友好性能,(1) 对人体健康无害，无毒，无臭，无刺激 气味毒性级别：豚鼠在制冷剂蒸气中发生生理变化而定1-6。NH3：2级，R22：5级(2) 不破坏大气环境，或对大气危害小(3) 容易获得，价廉,环境性能参数,消耗臭氧层潜值（Ozone Depletion Potential, ODP ）全球变暖潜值（Global Warming Potential, GWP ）大气寿命（排放到大气层的制冷剂被分解一半时所需要的时间，Atmospheric Life）等。,变暖影响总当量TEWI,变暖影响总当量TEWI（Total Equivalent Warming Impact）综合考虑了制冷剂对全球变暖的直接效应DE和制冷机消耗能源而排放的CO2对全球变暖的间接效应IE。,环境友好制冷剂国际认可的条件,LCGWP +LCODP 105100其中：LCGWP =GWP (LrN +) R c/ NLCODP =ODP (LrN +) R c/ N,2.1.2 制冷剂的种类和表示方法,无机化合物、烃类、卤代烃以及混合工质1、无机化合物： R7（整数分子量）NH3R717CO2R744H2OR718,2.1.2 制冷剂的种类和表示方法,2、氟利昂饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称多为甲烷和乙烷的衍生物H少，可燃性降低F多，对人体越无害，对金属腐蚀性小Cl多，大气压下ts升高，消耗臭氧含水，冰塞，镀铜,2、氟利昂 CmHn FxClyBrz n+x+y+z=2m+2,代号：R（m1）（n1）（x）B（z）二氟二氯甲烷：CF2Cl2 m=1,n=0,x=2 R12二氟一氯甲烷：CHF2Cl m=1,n=1,x=2 R22三氟一溴甲烷：CF3Br m=1,n=0,x=3,z=1 R13B1四氟乙烷：C2H2F4 m=2,n=2,x=4 R134,3、烃类（碳氢化合物）,烷烃：饱和碳氢化合物，代号同氟利昂甲烷 CH4 R50乙烷 C2H6 R170丙烷 C3H8 R290丁烷 C4H10 R600 异丁烷 R600a 乙烯 C2H4 R1150 乙醚 R610 丙烯 C3H6 R1270,CmHn FxClyBrz R（m1）（n1）（x）B（z）,4、混合工质,两种或两种以上制冷剂按一定比例相互溶解而成共沸混合物：与单纯制冷剂性质相同 相变过程，气液相成分相同代号 R5xx按使用先后顺序 R500R507R502：48.8% R22 和 51.2% R115,4、混合工质（非共沸）,非共沸混合工质：R4xxR410A R32/125 (50/50)R407C R32/125/134a (23/25/52),按标准沸点分类,1、高温（低压）制冷剂， tB0C， Pc0.3 MPa，R11，R113，R1142、中温（中压）制冷剂， tB=0-60C， Pc=0.32 MPa，R12，R22，R717，R2903、低温（高压）制冷剂， tB-60C， Pc=24 MPa，R13，R14，R170,制冷剂的安全性分类,制冷剂的毒性危害程度分类,制冷剂的燃烧性危害程度分类,2.1.3 常用制冷剂,R717 沸点 - 33.3R22 - 40.8 R123 27.9 R134a - 26.2 R125 - 48.6 R32 - 51.8 R407C 泡点- 43.8，露点- 36.7 （非共）R410A 泡点- 51.6，露点- 51.5 （近共）,常用制冷剂-R22,代：R407A，R410A,R417A,市场供应,R134a,化学名称：四氟乙烷分子式：C2H2F4分子量：102.03沸点：-26.26凝固点：-96.6 临界温度：101.1 临界压力：4067KPaODP: 0GWP: 0.29安全性：A1,R717,历史悠久，应用广泛，中温制冷剂氨的分子式：NH3标准沸点：-33.3凝固点：-160 临界温度：132.4 临界压力：11.35MPaODP: 0GWP: 0蒸发潜热：5276KJ/Kg 6倍R22,R407C,R32/R125/R134a, 23/25/52三元非共沸混合制冷剂标准沸点-43.77(-51.8/-48.6/-26.2 )替代R22，房间空调器，小型制冷机组,R410A,R32/R125, 50/50,-51.8/-48.6 二元近共沸混合制冷剂标准沸点-51.56替代R22，多联机、房间空调器,二元混合溶液,质量守恒,2.1.4 研究新型制冷剂,不含氯的碳氢制冷剂：ODP=0 R290, R600a, R600, R610不含氯的氟醚化合物制冷剂HFEs： ODP=0 HFE143m, HFE245mc, HFE347mcc, HFE347mmy,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,作用：减少摩擦，降低能耗；带走摩擦热，保护运动件；密封间隙，防止渗漏；油压推动，调节负荷。,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,种类：矿物油 MO，4种；合成油 ，常用4种。,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,聚稀烃乙二醇油 PAG烷基苯油 AB聚酯类油 POE聚醚类油 PVE,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,应用：粘度等级；制冷剂的溶油性粘度等级分为5级： N15，N22，N32，N46，N68制冷剂的溶油性： f（t）,2.2 制冷机润滑油（冷冻油）,2.3 载冷剂,高于0：水（空调冷冻水）低于0：盐水溶液；有机化合物水溶液盐水溶液：氯化钠水溶液 氯化钙水溶液有机化合物水溶液： 乙烯乙二醇水溶液；丙三醇水溶液；甲醇,2.3 载冷剂-盐水溶液,讨论,1. 将R22和R134a制冷剂分别放置在两个完全相同的钢瓶中，如何利用最简单的方法进行识别？,作业,1. 在单级蒸气压缩式制冷循环中，当冷凝温度为40、蒸发温度为5时，请问R717、 R22、R134a、R123、R407C、R410A的单位质量制冷能力各为何值？P46-47：练习题2-5,
