Основные теплофизические параметры характеризующие ХА

Общие сведения

Хладагенты

Рабочие вещества холодильных машин и установок

Для реализации процессов трансформации тепла в установках применяют различные рабочие тела. Рабочими телами могут быть индивидуальные вещества а также их смеси.

Рабочие тела, которые применяют в холодильной технике, называют холодильными агентами или хладагентами (ХА). Это вещества или их смеси, имеющие при нормальном атмосферном давлении (@0,1 МПа) температуру кипения T _s=350–120 K (77 ¸ -153°C).

ХА с T _s=350-250 К (77 ¸ -23°C) обычно используют в теплонасосных или комбинированных установках.

ХА с T _s=273-120 К (0 ¸ -153°C) применяют в холодильных установках и установках кондиционирования воздуха.

Вещества с T _s<120 К называют криоагентами.

К хладагентам предъявляются следующие требования:

а) безвредность для здоровья человека;

б) достаточно низкая температура кипения T _s при нормальном атмосферном давлении;

в) невысокое давление конденсации Р _к при обычных температурах окружающей (охлаждающей) среды (вода, воздух);

г) малая разность давлений конденсации и кипения (Р _к- Р ₀);

д) низкая температура замерзания T _z;

е) высокая критическая температура Т _кр. Она должна быть выше температуры охлаждающей среды в конденсаторе;

ж) минимальные показатель адиабаты и удельный объем паров ХА;

з) как можно бóльшими теплотой парообразования и удельной теплоемкостью.

Кроме того, ХА должны быть пожаро-взрывобезопасными, нейтральными к конструкционным материалам, хорошо растворять воду, иметь невысокую стоимость.

Все эти требования удовлетворить невозможно, т.е. не существует идеального хладагента. Поэтому при выборе ХА необходимо учитывать все их качества и факторы, характеризующие установку и условия ее работы.

К основным теплофизическим параметрам относятся:

T _s, К – температура кипения при атмосферном давлении. Характеризует температуру холода, которую можно получить при минимальном вакуумировании парового пространства;

Т _кр, К – критическая температура ХА. Характеризует максимальную температуру, при которой можно добиться конденсации ХА;

k – показатель адиабаты паров ХА. Характеризует работу сжатия l _к и температуру паров в конце процесса сжатия. Чем больше k, тем выше значение l _к и температуры паров в конце процесса сжатия;

q ₀, Дж/кг – удельная массовая холодопроизводительность. Это количество теплоты, которое отводится от охлаждаемой среды 1 кг циркулирующего ХА в процессе его испарения. Иначе – это удельная теплота парообразования рабочего вещества;

q _v, Дж/м³ – удельная объемная холодопроизводительность. Это количество теплоты, которое отводится от охлаждаемой среды 1 м³ паров ХА, образующихся в испарителе и отсасываемых компрессором. Параметр удобный при конструктивном расчете компрессоров ХМ

v ₀, м³/кг – удельный объем паров ХА при температуре кипения Т ₀.

Взаимосвязь параметров:

. (3.1)

На практике применяют в качестве ХА около 30-40 рабочих веществ. Наибольшее распространение имеют сейчас (кроме воды и воздуха) такие ХА как аммиак, фреоны (хладоны), различные углеводороды. Они широко используются в парожидкостных холодильных машинах.

Теплофизические характеристики некоторых наиболее известных хладагентов приведены в табл. 3.1.

Дата добавления: 2014-01-20