第三节
制冷剂、载冷剂和冷冻机油
11-3-1 制冷剂 (1)
? 是在制冷机内完成热力循环的工质,必须具有较
好的热力性质和物理化学性质,选用时根据使用
场合、温度要求、制冷量及制冷机的型式等综
合考虑,
?1．制冷剂的种类
? (1)无机化合物
? 如氨、水等,无机类制冷剂的统一编号为 R7XX.
?(R是英文“制冷剂”字头 )
?编号的后两位数表示该无机化合物的分子量
11-3-1 制冷剂 (2)
? (2)饱和烃的卤化物 — 氟利昂
? 编号是 R后带二或三个数字；依次为碳原子数 m-1、
氢原子数 n+1和氟原子数 x
? 例如二氟一氯甲烷 CHClF2,写为 R22。
? 氟利昂制冷剂
? 大多是无毒的，没有气味
? 不燃烧，没有爆炸危险，热稳定性好
? 氟利昂分子量大，绝热指数小，凝固点低
? 含水时会腐蚀镁及镁合金、铁等金属
? 单位容积制冷量小，密度大，节流损失大
? 导热系数小，遇火焰时会分解出有毒气体
? 易漏泄而不易察觉。 CFC表示不含氢的氯氟烃；
11-3-1 制冷剂 (3)
? CFC表示不含氢的氯氟烃
? HCFC表示含氢的氯氟烃
? HFC表示含氢而无氯的氟化烃
? 含氯的氟里昂
? 在高空会分解出 Cl离子，对大气臭氧层有破坏作用
? 使太阳光紫外线失去臭氧层的屏敝作用而加强
? 对人类健康和农作物、海洋浮游生物的生长不利
? 并引起气候异常
? 氟里昂气体会产生“温室效应”
? CFC已于 1996年起禁用，发展中国家推迟 10年
? 而 HCFC将于 2016年冻结在 2015年的水平，于
2040年完全禁用，工业化国家于 2020年禁用
11-3-1 制冷剂 (4)
?(3)碳氢化合物 (烃类 )
? 目前用作制冷剂的有烷烃类和烯烃类
? 如乙烯 C2H,(R1150),丙烯 C3H6,(R1270)等
? 这类冷剂的特点是
? 凝固点低，临界温度低，分子量小
? 与水不发生作用且难溶于水
? 对金属无腐蚀作用，溶于润滑油，价格低廉
? 烃类对大气臭氧层无破坏作用，但易燃，与空气
混合后有爆炸危险
11-3-1 制冷剂 (5)
?(4)共沸制冷剂
? 由两种或两种以上特定的制冷剂按一定的比例
混合而成，在气化或液化过程中，其蒸气成分
与溶液成分始终保持相同
? 在既定压力下，发生相变时对应的温度保持不
变。由于在一定的压力下，共沸混合制冷剂标
准沸点比组成它的各种纯冷剂的标准沸点都低，
因此，在相同的工作温度条件下，采用共沸混
合制冷剂的制冷压缩机也就具有压力比小，压
缩终温低，单位容积制冷量大等优点。
11-3-1 制冷剂 (6)
?(5)非共沸制冷剂
? 也是由不同制冷剂按一定比例混合而成，但其
不存在共沸点，在定压下蒸发或凝结时，气相
与液相的组成成分不断变化，温度也随之不断
变化
? 由于相变过程不等温，所以更适于在变温热源
的场合下应用，以缩小传热温差，减小不可逆
损失
? 它还可以降低制冷循环压缩比，使单级压缩制
冷循环获得更低的蒸发温度。
11-3-1-2常用制冷剂及其性质 (1)
? (1)R22
? 船舶广泛使用,无毒、无味、不燃不爆、热稳定性好
和火焰 (800℃ 以上 )接触时会分解产生有毒光气
? 工作压力适中，标准沸点为 -40.8℃
? 单级压缩制冷蒸发温度可达一 40℃
? R22在 -15℃ 时的蒸发压力为 0.295MPa,+30℃ 时冷
凝压力为 1.19MPa,属中压中温制冷剂
? 标准工况压缩终温为 83℃,可不用水冷却压缩机
? 溶水性强于 R12,在系统中含水较多时会发生冰塞
11-3-1-2常用制冷剂及其性质 (2)
? 气态的溶水性小于液态，当系统漏泄时其液体中的含
水量就会增加
? 条件性溶油
? 在高于 +8℃ 的区域溶油能力强，可完全溶解
? 在低于 +8℃ 处则溶油能力会下降，使蒸发器回油困难
? 电绝缘性不如 R12,但渗透性比 R12更强，故对装置
的气密性要求更高，可用卤素检漏灯或电子检漏仪检
漏
? 对天然橡胶有侵蚀作用，在 R22装置中一般采用氯丁
橡胶或丁基橡胶作密封材料
11-3-1-2常用制冷剂及其性质 (3)
? (2)R12(二氟二氯甲烷 )
? 是 30年代问世后甚为风行的冷剂
? 破坏大气臭氧层，对地球也有温室效应
? R12与 R22的主要差别有以下,
? ①溶水性差，溶水能力随温度降低而下降。易发生“冰塞”
? ②与润滑油相互易溶 (蒸气也能溶油 )
? ⑧电绝缘性较好
? (3)R134a(四氟乙烷,CH2FCFs)
? R134a不含氯原子 C1,其臭氧耗减潜能值 (ODP)为 0，
全球变暖潜能值 (GWP)为 0,26，也比 R12(GWP为 3)
小得多。
11-3-1-2 常用制冷剂及其性质 (4)
? R134a标准沸点为 -26.5℃,一 15℃ 时蒸发压
力为 0.164 MPa,+30℃ 时冷凝压力
? R134a绝热指数为 1.11，在相同工作参数下
压缩机排气终温与尽 12相近，压缩机气缸无
需用水冷却。
? R134a对普通橡胶有更强的易膨胀湿润特性，
所以密封材料宜采用氢化丁腈橡胶、氯化橡
胶
? R134a本身无润滑性能。对润滑油的润滑性
有更高的要求。
11-3-1-2 常用制冷剂及其性质 (5)
? (4)R717,氨
? ①有毒，有强烈的刺激性臭味。当空气中达到一定
浓度时对人有危险，也可引起燃烧和爆炸，氨与食品
接触会使其品味变差
? ②与水能大量互溶，不会发生“冰寒”
? ③微溶于油；④纯氨不腐蚀铁、铜等金属，但氨中含
有水分时会腐蚀锌、铜及铜合金 (磷青铜除外 )；⑤氨
水呈碱性，可使酚酞试纸变红色
? ⑥放热系数比氟利昂大，密度、粘度比氟利昂小
? ⑦单位容积制冷量比 R12大 60％左右，且价格便宜，
目前主要用于一些水产品加工船和冷藏船
11-3-2 载冷剂 (1)
?载冷剂是在间接制冷系统中用以传递冷
量的中间介质。优良的载冷剂应满足下
列条件
? ①比热大 ②导热系数大 ③粘度低
? ④凝固点与使用温度范围相适应
? ⑤腐蚀性小 ⑥无毒、不燃、不爆
? ⑦化学稳定性好 ⑧价格低廉。
?载冷剂的种类很多，下面为一些常用的
载冷剂及其主要性质
11-3-2 载冷剂 (2)
? 水是一种理想的载冷剂
? 比热大、密度小、对设备和管道腐蚀性小、不燃烧、
不爆炸、无毒、化学稳定性好、价廉易得等优点
? 在大型空调制冷系统中，广泛采用水作载冷剂
? 由于它的凝固点高，在使用上受到很大限制
? 盐水溶液
? 盐水溶液一般为氯化钠、氯化钙、或氯化镁水溶液
? 普遍采用，适用于中、低温制冷系统
? 盐水的性质和凝固点取决于盐水浓度
11-3-3 冷冻机油 (1)
? 润滑油作用：
? 润滑
? 密封 (渗入各摩擦件密封面阻止制冷剂泄漏 )
? 冷却 (带走摩擦热，同时也可降低排气温度 )
? 在多缸压缩机中，润滑油还可用来控制卸载机构
? 选用
不同制冷机组和制冷 (剂 )系统，用不同的冷冻机油不同
工作温度用不同的冷冻机油冷冻机油主要应满足下列几
项要求：
? 1．凝固点应至少比工作时的最低蒸发温度低 2.5℃,
以免在蒸发器中凝固而堵塞通道。
11-3-3 冷冻机油 (2)
? 2,闪点应比最高排气温度高出 15～ 30℃
? 国产冷冻机油闪点 (开口 )在 150～ 180℃ 之间。
? 3,具有适当的粘度
? 船用制冷压缩机轴承负荷不高,润滑作用对冷冻机
油粘度的要求容易满足,主要要考虑密封的要求
? 若粘度过低,则活塞环与气缸壁间的油膜就容易被
气体冲掉，从而使漏气增加,氟利昂易溶于油，溶
人 5％的氟利昂就能使油的粘度下降一半，所以在
氟利昂装置中使用的冷冻机油粘度应大些,
11-3-3 冷冻机油 (3)
? 4．含水量低
? 以免引起制冷系统冰塞、腐蚀或产生镀铜现象等
? 冷冻机油必须密封存放，否则空气中的水蒸气可能进
入油中而使含水量增加
? 5,全封闭式和半封闭式压缩机
? 要求润滑油的电绝缘性好
? 全封闭压缩机要求 5～ 10年不需换油
? 故对油的化学稳定性和抗氧化安定性要求较高
? 其他如酸值低、抗腐蚀性好、灰分及机械杂质
含量少等，也是对冷冻机油的一般要求
制冷剂、载冷剂和冷冻机油
11-3-1 制冷剂 (1)
? 是在制冷机内完成热力循环的工质,必须具有较
好的热力性质和物理化学性质,选用时根据使用
场合、温度要求、制冷量及制冷机的型式等综
合考虑,
?1．制冷剂的种类
? (1)无机化合物
? 如氨、水等,无机类制冷剂的统一编号为 R7XX.
?(R是英文“制冷剂”字头 )
?编号的后两位数表示该无机化合物的分子量
11-3-1 制冷剂 (2)
? (2)饱和烃的卤化物 — 氟利昂
? 编号是 R后带二或三个数字；依次为碳原子数 m-1、
氢原子数 n+1和氟原子数 x
? 例如二氟一氯甲烷 CHClF2,写为 R22。
? 氟利昂制冷剂
? 大多是无毒的，没有气味
? 不燃烧，没有爆炸危险，热稳定性好
? 氟利昂分子量大，绝热指数小，凝固点低
? 含水时会腐蚀镁及镁合金、铁等金属
? 单位容积制冷量小，密度大，节流损失大
? 导热系数小，遇火焰时会分解出有毒气体
? 易漏泄而不易察觉。 CFC表示不含氢的氯氟烃；
11-3-1 制冷剂 (3)
? CFC表示不含氢的氯氟烃
? HCFC表示含氢的氯氟烃
? HFC表示含氢而无氯的氟化烃
? 含氯的氟里昂
? 在高空会分解出 Cl离子，对大气臭氧层有破坏作用
? 使太阳光紫外线失去臭氧层的屏敝作用而加强
? 对人类健康和农作物、海洋浮游生物的生长不利
? 并引起气候异常
? 氟里昂气体会产生“温室效应”
? CFC已于 1996年起禁用，发展中国家推迟 10年
? 而 HCFC将于 2016年冻结在 2015年的水平，于
2040年完全禁用，工业化国家于 2020年禁用
11-3-1 制冷剂 (4)
?(3)碳氢化合物 (烃类 )
? 目前用作制冷剂的有烷烃类和烯烃类
? 如乙烯 C2H,(R1150),丙烯 C3H6,(R1270)等
? 这类冷剂的特点是
? 凝固点低，临界温度低，分子量小
? 与水不发生作用且难溶于水
? 对金属无腐蚀作用，溶于润滑油，价格低廉
? 烃类对大气臭氧层无破坏作用，但易燃，与空气
混合后有爆炸危险
11-3-1 制冷剂 (5)
?(4)共沸制冷剂
? 由两种或两种以上特定的制冷剂按一定的比例
混合而成，在气化或液化过程中，其蒸气成分
与溶液成分始终保持相同
? 在既定压力下，发生相变时对应的温度保持不
变。由于在一定的压力下，共沸混合制冷剂标
准沸点比组成它的各种纯冷剂的标准沸点都低，
因此，在相同的工作温度条件下，采用共沸混
合制冷剂的制冷压缩机也就具有压力比小，压
缩终温低，单位容积制冷量大等优点。
11-3-1 制冷剂 (6)
?(5)非共沸制冷剂
? 也是由不同制冷剂按一定比例混合而成，但其
不存在共沸点，在定压下蒸发或凝结时，气相
与液相的组成成分不断变化，温度也随之不断
变化
? 由于相变过程不等温，所以更适于在变温热源
的场合下应用，以缩小传热温差，减小不可逆
损失
? 它还可以降低制冷循环压缩比，使单级压缩制
冷循环获得更低的蒸发温度。
11-3-1-2常用制冷剂及其性质 (1)
? (1)R22
? 船舶广泛使用,无毒、无味、不燃不爆、热稳定性好
和火焰 (800℃ 以上 )接触时会分解产生有毒光气
? 工作压力适中，标准沸点为 -40.8℃
? 单级压缩制冷蒸发温度可达一 40℃
? R22在 -15℃ 时的蒸发压力为 0.295MPa,+30℃ 时冷
凝压力为 1.19MPa,属中压中温制冷剂
? 标准工况压缩终温为 83℃,可不用水冷却压缩机
? 溶水性强于 R12,在系统中含水较多时会发生冰塞
11-3-1-2常用制冷剂及其性质 (2)
? 气态的溶水性小于液态，当系统漏泄时其液体中的含
水量就会增加
? 条件性溶油
? 在高于 +8℃ 的区域溶油能力强，可完全溶解
? 在低于 +8℃ 处则溶油能力会下降，使蒸发器回油困难
? 电绝缘性不如 R12,但渗透性比 R12更强，故对装置
的气密性要求更高，可用卤素检漏灯或电子检漏仪检
漏
? 对天然橡胶有侵蚀作用，在 R22装置中一般采用氯丁
橡胶或丁基橡胶作密封材料
11-3-1-2常用制冷剂及其性质 (3)
? (2)R12(二氟二氯甲烷 )
? 是 30年代问世后甚为风行的冷剂
? 破坏大气臭氧层，对地球也有温室效应
? R12与 R22的主要差别有以下,
? ①溶水性差，溶水能力随温度降低而下降。易发生“冰塞”
? ②与润滑油相互易溶 (蒸气也能溶油 )
? ⑧电绝缘性较好
? (3)R134a(四氟乙烷,CH2FCFs)
? R134a不含氯原子 C1,其臭氧耗减潜能值 (ODP)为 0，
全球变暖潜能值 (GWP)为 0,26，也比 R12(GWP为 3)
小得多。
11-3-1-2 常用制冷剂及其性质 (4)
? R134a标准沸点为 -26.5℃,一 15℃ 时蒸发压
力为 0.164 MPa,+30℃ 时冷凝压力
? R134a绝热指数为 1.11，在相同工作参数下
压缩机排气终温与尽 12相近，压缩机气缸无
需用水冷却。
? R134a对普通橡胶有更强的易膨胀湿润特性，
所以密封材料宜采用氢化丁腈橡胶、氯化橡
胶
? R134a本身无润滑性能。对润滑油的润滑性
有更高的要求。
11-3-1-2 常用制冷剂及其性质 (5)
? (4)R717,氨
? ①有毒，有强烈的刺激性臭味。当空气中达到一定
浓度时对人有危险，也可引起燃烧和爆炸，氨与食品
接触会使其品味变差
? ②与水能大量互溶，不会发生“冰寒”
? ③微溶于油；④纯氨不腐蚀铁、铜等金属，但氨中含
有水分时会腐蚀锌、铜及铜合金 (磷青铜除外 )；⑤氨
水呈碱性，可使酚酞试纸变红色
? ⑥放热系数比氟利昂大，密度、粘度比氟利昂小
? ⑦单位容积制冷量比 R12大 60％左右，且价格便宜，
目前主要用于一些水产品加工船和冷藏船
11-3-2 载冷剂 (1)
?载冷剂是在间接制冷系统中用以传递冷
量的中间介质。优良的载冷剂应满足下
列条件
? ①比热大 ②导热系数大 ③粘度低
? ④凝固点与使用温度范围相适应
? ⑤腐蚀性小 ⑥无毒、不燃、不爆
? ⑦化学稳定性好 ⑧价格低廉。
?载冷剂的种类很多，下面为一些常用的
载冷剂及其主要性质
11-3-2 载冷剂 (2)
? 水是一种理想的载冷剂
? 比热大、密度小、对设备和管道腐蚀性小、不燃烧、
不爆炸、无毒、化学稳定性好、价廉易得等优点
? 在大型空调制冷系统中，广泛采用水作载冷剂
? 由于它的凝固点高，在使用上受到很大限制
? 盐水溶液
? 盐水溶液一般为氯化钠、氯化钙、或氯化镁水溶液
? 普遍采用，适用于中、低温制冷系统
? 盐水的性质和凝固点取决于盐水浓度
11-3-3 冷冻机油 (1)
? 润滑油作用：
? 润滑
? 密封 (渗入各摩擦件密封面阻止制冷剂泄漏 )
? 冷却 (带走摩擦热，同时也可降低排气温度 )
? 在多缸压缩机中，润滑油还可用来控制卸载机构
? 选用
不同制冷机组和制冷 (剂 )系统，用不同的冷冻机油不同
工作温度用不同的冷冻机油冷冻机油主要应满足下列几
项要求：
? 1．凝固点应至少比工作时的最低蒸发温度低 2.5℃,
以免在蒸发器中凝固而堵塞通道。
11-3-3 冷冻机油 (2)
? 2,闪点应比最高排气温度高出 15～ 30℃
? 国产冷冻机油闪点 (开口 )在 150～ 180℃ 之间。
? 3,具有适当的粘度
? 船用制冷压缩机轴承负荷不高,润滑作用对冷冻机
油粘度的要求容易满足,主要要考虑密封的要求
? 若粘度过低,则活塞环与气缸壁间的油膜就容易被
气体冲掉，从而使漏气增加,氟利昂易溶于油，溶
人 5％的氟利昂就能使油的粘度下降一半，所以在
氟利昂装置中使用的冷冻机油粘度应大些,
11-3-3 冷冻机油 (3)
? 4．含水量低
? 以免引起制冷系统冰塞、腐蚀或产生镀铜现象等
? 冷冻机油必须密封存放，否则空气中的水蒸气可能进
入油中而使含水量增加
? 5,全封闭式和半封闭式压缩机
? 要求润滑油的电绝缘性好
? 全封闭压缩机要求 5～ 10年不需换油
? 故对油的化学稳定性和抗氧化安定性要求较高
? 其他如酸值低、抗腐蚀性好、灰分及机械杂质
含量少等，也是对冷冻机油的一般要求
