|
Существует много хладагентов,
которые применяют в промышленности. На ранней стадии развития холодильной
техники использовали аммиак, сернистый ангидрид, хлористый метил, пропан и
этан. Аммиак все еще используют в крупных установках. Остальные агенты не
применяют из-за их токсичности, взрывоопасности и других отрицательных
характеристик. В торговом холодильном оборудовании и в системах
кондиционирования воздуха, работающих с поршневыми компрессорами, в настоящее
время используют R12, R22, R500 и R502, а в центробежных компрессорах — R11.
Хладагент R11. Его химическая формула CCI3F (монофтор-
трихлорметан). R11 является синтетическим химическим продуктом. Это стойкий и
невоспламеняющийся агент с очень низкой степенью токсичности.
R11 можно использовать в качестве моющего средства для
очистки систем, загрязненных в результате сгорания встроенного
электродвигателя компрессора, а также для удаления влаги. Это очень
дорогостоящий способ, и его следует применять только в исключительных случаях.
Для очистки загрязненных систем рекомендуется тщательно их вакуумировать,
заменять осушители и отбирать пробы масла. Утечку обнаруживают галоидной
лампой, электронным течеискателем или с помощью, обмыливания соединений.
Хладагент R12. Его химическая формула CC12F2 (дифторди-
хлорметан). R12 является хладагентом, который используют почти во всех
областях холодильной техники и в системах кондиционирования воздуха.
R12 почти не имеет запаха, но при большой концентрации его
в воздухе ощущается незначительный сладковатый запах. Критическая температура
R12 равна 112°С. В паровой и жидкой фазах он бесцветен. Это нетоксичный,
невоспламеняю- щийся, нераздражающий хладагент. Он не вступает в реакцию
с обычными металлами даже в присутствии воды, стойкий при
всех условиях и температурах, обычно имеющих место в холодильной технике. R12
растворяет смазочное масло в любом соотношении, а масло в свою очередь
абсорбирует пар хладагента. В испарителе не происходит разделения смеси
хладагента и масла. Не образуется слой масла, который мог бы препятствовать
кипению хладагента.
R12 растворяется в воде крайне незначительно. Именно это
свойство предотвращает коррозию металлов в присутствии воды. Утечку R12
обнаруживают с помощью галоидной лампы, электронного течеискателя или
обмыливанием. В присутствии R12 пламя галоидной лампы приобретает
сине-зеленый оттенок.
Хладагент R22. Его химическая формула CHC1F2 (дифтор-
монохлорметан). R22 является хладагентом, который был создан для холодильных
установок, работающих при низкой температуре кипения. По большинству
физических свойств он подобен R12. Однако его давление насыщения выше, чем у
R12 при тех же температурах. Он характеризуется более низким удельным
объемом, чем R12, и поэтому имеет более высокую холодо- производительность.
R22 — нетоксичный, невоспламеняющийся, некорродирующий и
нераздражающий хладагент. При нормальных рабочих условиях — это стойкий
хладагент. Однако в связи с низкой температурой кипения и высокой степенью
сжатия температура нагнетания R22 может возрасти настолько, что компрессор в
низкотемпературных установках выходит из строя.
R22 обычно используют в оборудовании, в котором уменьшение
размеров и экономия эксплуатационных расходов являются важнейшими факторами,
например в агрегатированных кондиционерах. Если температура кипения R22
достигает —40 °С, масло начинает отделяться от хладагента с образованием
пленки на поверхности, которая отрицательно влияет на процесс кипения.
Утечки R22 обнаруживают с помощью галоидной лампы,
обмыливанием и электронным течеискателем.
Хладагент R500. Его химическая формула CCI2F2/CH3CHF2.
Хладагент является азеотропной смесью R152 (26,2 %) и R12 (73,8%). Азеотроп —
это научное название специфической (^4еси различных веществ, обладающей
свойствами, отличными от свойств каждого вещества в отдельности. Такая смесь
может кипеть и конденсироваться без изменения состава. Кривая упругости и
температуры пара довольно постоянна и отличается от кривой для каждого
компонента смеси. Для компрессора с одним рабочим объемом цилиндров
азеотропная смесь обеспечивает на 20 % больше холодопроизводительности, чем
R12. Хладагент R500 имеет давление кипения 0,137 МПа при —15 °С. Давление
конденсации равно 0,779 МПа при 30 °С. Температура кипения при атмосферном
давлении равна —33 °С, а величина скрытой теплоты парообразования— 189,87
кДж/кг при —15 °С.
R500 используют в торговом и промышленном холодильном
оборудовании и только с поршневыми компрессорами. Его применяют также в
установках, чтобы получить большую холодопроизводительность, чем при
использовании R12.
R500 довольно хорошо растворяется в масле и плохо в воде.
В связи с этим рекомендуется удалять влагу из этого агента с помощью осушителей.
Утечку R500 обнаруживают посредством галоидной лампы,
обмыливанием или электронным течеискателем.
Хладагент R502. Его химическая формула CHCI2/CCIF2CF3.
R502 — азеотропная смесь R22 (48,8 %) и R115 (51,2%). По большинству своих
физических свойств R502 подобен R12 и R22. Скрытая теплота парообразования
равна 166,93 кДж/кг. Холодопроизводительность этого агента сравнима с
холодопроизво- дительностыо R22, однако при низких температурах она обычно
выше. Температура кипения при атмосферном давлении равна —46 °С.
В связи с тем что масло должно проходить через цилиндры
компрессора для обеспечения смазки движущихся частей, небольшое количество
масла всегда циркулирует вместе с хладагентом. Масло плохо смешивается с
паром хладагента. Поэтому масло нормально циркулирует в системе только в том
случае, если поток пара хладагента имеет достаточную интенсивность. Если
интенсивность потока недостаточно высока, масло остается в нижней части
трубопровода, в результате чего ухудшается теплопередача и возможна нехватка
масла в компрессоре. Отделение масла увеличивается критически при понижении
температуры кипения хладагента. Для возврата масла в компрессор требуется
соответствующая конфигурация трубопроводов хладагента.
В герметичной системе имеет место явление притягивания
жидкого хладагента к маслу. Жидкий хладагент испаряется и перемещается через
систему в картер компрессора, несмотря на то, что нет разности давлений для
создания этого движения. Когда пар хладагента поступает в картер компрессора,
он снова конденсируется. Перемещение хладагента продолжается до тех пор, пока
масло в картере компрессора не будет насыщено жидким хладагентом.
Избыточное количество жидкого хладагента в картере
компрессора является причиной бурного пенообразования при кипении, и все
масло может быть унесено из картера компрессора. В связи с этим необходимо
принять некоторые меры, например установить подогреватель картера для предотвращения
аккумуляции избыточного количества жидкого хладагента в картере компрессора.
Хладагенты R22 и R502 менее растворимы в масле, чем R12.
Для возврата масла в картер компрессора определяющими факторами при
использовании этих двух хладагентов являются соответствующая конфигурация
трубопроводов и конструкция системы.
Энтропия () лучше всего описывается в качестве
математического отношения, используемого в термодинамике.
У изготовителей регулирующих вентилей, хладагентов и
поставщиков холодильного оборудования можно получить таблицы соотношения
между температурой и давлением хладагентов в состоянии насыщения (табл. 11 и
12). Эти таблицы являются справочным материалом и неоценимым пособием для
механика по обслуживанию. Их используют для проверки холодильной системы.
Давления всасывания и нагнетания замеряют с помощью манометров, по которым
определяют температуры кипения и конденсации хладагента.
|