Типы холодильных машин. Свойства холодильных агентов

"Холод искусственный – результат охлаждения некоторой среды или тела ниже температуры окружающей среды, получаемый вследствие отвода от них определенного количества теплоты". В промышленности, технике и быту холод получают в основном с помощью холодильных машин.

В холодильной технике применяются различные системы холодильных машин – парокомпрессорные, абсорбционные, пароэжекторные и воздушно-расширительные, работа которых основана на обратном круговом термодинамическом процессе. Для получения температур ниже температуры окружающей среды используются также охлаждающие смеси, водный или сухой лед, сжиженные газы, термоэлектрическое охлаждение.

Режим работы холодильной машины определяется температурами: 1) кипения хладагента t°С; 2) конденсации tк, принимаемой на 3–4°С выше температуры воды, уходящей из конденсаторов; 3) переохлаждения агента tп, принимаемой на 1–2°С выше начальной температуры воды, подаваемой в конденсаторы.

На промышленных предприятиях ранее применяли аммиачные компрессорные машины большой холодопроизводительности, но в последнее время наиболее распространено получение холода с помощью холодильных машин, главным образом фреоновых - поршневых, а в последние годы винтовых компрессорных при малой и средней потребности в холоде и центробежных при большой потребности в холоде. Хладагенты фреоны представляют собой производные углеводородов - метана, этана, пропана и бутана, потребляются главным образом хладагенты R–12 и R–22.

Хладагент R–12 (CF2Cl2) - бесцветное вещество без запаха, не горюч и не взрывоопасен, обладает высокой способностью проникать через неплотности, интенсивно растворяет смазочные масла. Сухой R–12 нейтрален почти ко всем металлам, но растворяет органические вещества, в обычных условиях он мало токсичен. Содержание в воздухе в количестве 20% и более по объему недопустимо, так как понижает содержание кислорода и воздух становится непригодным для дыхания. При высоких концентрациях (более 20%) R–12 имеет слабый запах эфира. R–12 имеет температуру кипения при нормальном атмосферном давлении 29,8°С, критическую температуру 112,04°С, критическое давление 4,25 МПа и температуру замерзания −155°С.

Хладагент R–22 (CF2Cl) весьма перспективен. При замене R–12 на R–22 холодопроизводительность компрессора (при одинаковом температурном режиме) увеличивается на 60%, а удельный расход электроэнергии уменьшается примерно на 6% из–за меньших потерь в компрессоре. Коэффициент теплоотдачи у R–22 на 10–12% выше, чем у R–12. Хладагент R–22 инертен ко всем металлам, кроме сплавов, содержащих более 2% магния, не воспламеняется и не взрывоопасен, почти не растворяется в воде, но частично растворяется в смазочных маслах. По вредности R-22 относится к тому же классу, что и углекислота, т. е. при концентрациях 2,5% (по объему) и более вызывает у людей головные боли, а при концентрациях 25–30 % может вызвать удушье и постепенную потерю сознания. R–22 имеет температуру кипения при нормальном атмосферном давлении 40,8°С, критическую температуру 96°С, критическое давление 5,98 МПа и температуру замерзания −160°С.

Аммиак - бесцветное вещество с резким запахом, температура кипения при атмосферном давлении 33°С, нейтрален к стали и чугуну, разрушающе действует на медь и ее сплавы, предельная допустимая концентрация в воздухе обслуживаемой зоны помещений 20 мкг ⁄ м³, горюч, при содержании 16–27% образует с воздухом взрывоопасную смесь.