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1、國立勤益技術學院冷凍空調系四技部冷凍空調原理講義第四節、冷媒第四節、冷媒(Refrigerant)(Refrigerant)任課教師：陸紀文編撰九十四年九月貳版54冷媒的定義：•冷凍與空調系統中用以吸收周圍空氣與物質之熱量，而達到製冷效果的工作流體。有時稱為製冷劑或一次冷媒(PrimaryRefrigerant)，為一種極容易在較低溫處從液態汽化成為汽態，而又極容易在較高溫處從汽態凝結成為液態的物質。故亦可稱為一種用來搬運熱量而達到造冷效果的物質55二次冷媒(secondaryrefrigerant)：•
2、完全以顯熱形態搬運熱量的工作流體，有別於利用相變化的潛熱搬運熱量的一次冷媒。例如中央空調系統的冰水與儲冰系統的滷水56冷媒的基本選用原則:•1.安全性要高(無毒性、無燃燒性、無爆炸性、無腐蝕性)。•2.化學性質安定(在使用的溫度範圍內,不會因溫度的變化而產生變質;且使用壽命長久)。•3.壓縮過程中不會液化。•4.具潤滑性,且與冷凍油易於分離,不與冷凍油發生作用。•5.黏滯性低,減少在管路流動的能量損耗。•6.抗電性要大,具高度絕緣性。•7.比體積要小'節省冷媒在系統所佔的空間。•8.低溫的潛熱值要大,以獲
3、得較大之冷凍能力。•9.合水性低,如冷媒含水易造成管路腐蝕,同時易於膨脹閥處結冰造成阻塞。•10.運轉時壓力要低,但低壓之壓力最好高於1大氣壓,以防止外氣滲入系統中。•11.運轉時高低壓力差要小,以節省壓縮機的耗電。•12.溫室效應與臭氧層破壞能力要低,符合環保要求。57冷媒的分類兩位數代表甲烷鹵化物百位數為7代表無機物R−如:R-12,R-22如:R-717(氨)R−7R-718(水)此數為氟原子數此數為原子量此數減一為氫原子數三位數代表乙烷鹵化物如:R-113,R-114百位數為5代表同沸混合物R−R
4、-123,R-134aR−5如:R-500,R-502此數為氟原子數百位數為4代表非同沸混合物此數減一為氫原子數R−4如:R-404A,R-407C58同沸混合物或共沸混合物(Azeotrope)：•兩種液體的混合物無法以蒸餾方式將其分離成組成成份，則稱同沸混合物。同沸混合物的蒸發與凝結宛如某種單一物質，其性質與各組成成份均不相同。商用冷媒500系列即屬同沸混合物59非同沸混合物或非共沸混合物(Nonazeotrope)：•兩種液體的混合物無法以蒸餾方式將其分離成組成成份，則稱同沸混合物。同沸混合物的蒸發
5、與凝結宛如某種單一物質，其性質與各組成成份均不相同。商用冷媒500系列即屬同沸混合物。60非同沸混合物或非共沸混合物(Nonazeotrope)：•其在相態變化過程中溫度會改變，亦即在P-h圖上之等溫過程不是一水平線而是一斜線。商用冷媒400系列即屬非同沸混合物。61滑落溫度(GlideTemperature):•相變化過程之溫度差,滑落溫度小於5℃稱為近似共沸冷媒，溫度滑落有時會對具內壓力平衡之感溫式膨脹閥造成若干問題，有時也會對蒸發器或冷凝器之特性產生改變，影響其熱交換能力。62【練習問題4-1】•(
6、1)碳鹵素冷媒之命名(2)何謂共沸與非共沸冷媒，說明非共沸冷媒在冷凝與蒸發之特性(3)指出兩種常用之二次冷媒(90年高考”冷凍工程與設計”試題)63R410A與R407C冷媒之同異64常用混合冷媒一覽表65•CFC(ChloroFluoroCarbon)冷媒：–按英文字母的次序應翻成氯(C)氟(F)碳(C)化物之冷媒，一般稱為氟氯碳化物之冷媒，美國杜邦公司的註冊商標為氟昂(Freon)。•HCFC(HydroChloroFluoroCarbon)冷媒：–按英文字母的次序應翻成氫(H)氯(C)氟(F)碳(C
7、)化物之冷媒，一般稱氟氯氫碳化物之冷媒。•HFC(HydroFluoroCarbon)冷媒：–按英文字母的次序應翻成氫(H)氟(F)碳(C)化物之冷媒，一般稱氟氫碳化物之冷媒。66水份對冷媒之影響1•已確實証明水份(moisture)或多或少會和現今常用之冷媒結合，因而產生高腐蝕性化合物（通常為酸類），進而與系統潤滑油及其它材料反應（而且包含金屬），此類化學反應常導致斑蝕，並對閥門、墊片、軸承、汽缸壁及其它光滑表面產生危害，同時也會使潤滑油劣化，並且因金屬屑或雜物的產生而阻塞閥門及油路通道，亦會在軸承面產
8、生刮痕進而導致設備壽命降低。•水份的腐蝕性亦將導致壓縮機閥門失效，在密閉式馬達壓縮機型式中則使馬達的絕緣繞阻失效，導致馬達短路現象。67水份對冷媒之影響2•水份在冷凍系統中可能以〝自由水份〞(freewater)或與冷媒混合等型態存在，當系統內水汽以自由水份出現時，它將可能在冷媒控制裝置上結冰•一般而言，在冷媒控制閥口處若有冰的出現，將使流過元件的液態冷媒量減少，導致系統將無法運作，直到冰融化而流體可通過該控制元件時，系統功能
