Рабочие вещества холодильных машин

Рабочее вещество, с помощью которого в холодильной машине совершается обратный круговой процесс или цикл, называют холодильным агентом. В специальной технической литературе применяют сокращенный термин хладагент.

Ранее в качестве хладагентов применяли двуокись углерода, аммиак, сернистый ангидрид и углеводороды — хлористый этил и хлористый метил. В 30-х годах на смену сернистому ангидриду и углеводородам пришли фреоны — углеродные или углеводородные соединения, содержащие фтор, хлор и бром. Это позволило повысить надежность, энергетическую эффективность и безопасность, холодильных машин.

Фреон — это торговая марка, принадлежащая американской фирме «Дюпон», которая в 1928 г. впервые синтезировала фреон-12. В нашей стране вместо термина фреон ввели термин хладон. Между тем в специальной технической литературе продолжают применять термин фреон.

По виду используемого хладагента различают холодильные машины аммиачные, фреоновые, пропановые, пароводяные, водоаммиачные и др.

В настоящее время на практике применяют до 20 хладагентов.

Обозначение и классификация хладагентов

Для обозначения хладагентов были приняты их химические названия и формулы. Например, аммиак —NН₃, двуокись углерода — СО₂, метан — СН₄. Однако это неудобно и сложно.

Международной организацией по стандартизации (ИСО) введен международный стандарт МС ИСО 817—74 на систему обозначений. В соответствии с этим стандартом предпочтительнее символическое (условное) обозначение хладагентов — буквой R (первая буква английского слова Refrigerant, т. е. хладагент) и цифрами.

У хладагентов неорганического происхождения цифры соответствуют их молекулярной массе, увеличенной на 700:

У хладагентов органического происхождения на основе углеводородов (у фреонов) цифрами кодируют структуру молекулы. Они соответствуют: последняя — числу атомов фтора, предпоследняя — увеличенному на единицу числу атомов водорода, третья справа — уменьшенному на единицу числу атомов углерода.

Если вместо атомов хлора в молекуле содержатся атомы брома, то после цифр, указывающих число атомов фтора,, добавляют букву В и цифру, соответствующую числу атомов брома.

Примеры обозначения хладагентов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Символическое обозначение	Химическое название	Химическая формула
R7I7	Аммиак	NH3
R7I8	Вода	Н2О
R744	Двуокись углерода	СО2
R11	Фтортрbхлорметан	CFCl3
RI2	Дифтордихлорметан	CF2CI2
R22	Дифторхлорметан	CHF2CI
RI70	Этан	CH3CH3
RI3BI	Трифторбромметан	CF3Br

В качестве хладагентов используют не только однородные вещества, но и смеси. Двухкомпонентные смеси называют бинарными.

Неазеотропные смеси (у которых в процессах кипения и конденсации меняется процентный состав компонентом) обозначают через компоненты с указанием их содержания в смеси в процентах (по массе). Например, неазеотропную смесь, состоящую из R22 (90%) и RI2 (10%), обозначают: R22/RI2 (90/10). При этом компоненты располагают в порядке повышения их нормальной1 температуры кипения t _{н к}.

Азеотропные смеси (у которых в процессах кипения и конденсации не меняется процентный состав, т. е. они ведут себя как однокомпонентные вещества) условно обозначают цифрами 501, 502, 503 и т. д. Например, R502 — это азеотропная смесь из RI15 (51,2%) и R22 (48,8%).

По давлению конденсации при температуре конденсации t_к=30 °С хладагенты делят на три группы:

хладагенты высокого давления (2<р₃₀<7 МПа) или низкотемпературные (t_н.к ниже — 60 °С);

хладагенты среднего давления (0,3<р₃₀<2 МПа) или среднетемпературные (t_н.к выше —60 °С и ниже — 10°С);

хладагенты низкого давления (р₃₀<0,3 МПа) или высокотемпературные (t_н.к выше — 10 °С).

Хладагенты высокого давления используют в низкотемпературных многоступенчатых и каскадных холодильных машинах; хладагенты среднего давления — в среднетемпературных холодильных машинах при температурах кипения от –10 до -30°С (эти машины преимущественно применяются в отраслях, связанных с заготовкой, производством, хранением и реализацией пищевых продуктов); хладагенты низкого давления – в тепловых насосах, системах кондиционирования воздуха, охладителях напитков и т.д.

Дата добавления: 2014-01-04