Основные свойства хладагентов

Холодильный агент (хладагент) – это рабочее вещество, с помо­щью которого в холодильной машине совершается обратный круговой процесс, или цикл.

В парокомпрессионной холодильной машине хладагент кипит при низкой температуре в испарителе, поглощает теплоту из охлаждаемой среды (воздуха в камере или жидкого хладоносителя) и отдает ее в кон­денсаторе охлаждающей среде (воде или окружающему воздуху), пре­вращаясь из парообразного состояния в жидкое.

В качестве хладагентов используют вещества, обладающие особы­ми термодинамическими, физико-химическими и физиологическими свойствами, которые должны обеспечивать безопасную и экономичную (с малыми энергозатратами) эксплуатацию холодильной машины.

Термодинамические свойства характеризуют хладагент с точки зре­ния энергетической эффективности его использования, то есть обеспечения минимального расхода энергии на единицу холодопроизводительности.

Величиной, представляющей отношение полученной холодопроиз­водительности Q₀ к единице затраченной мощности N, является холодильный коэффициент Обычно эту величину используют в холодильной технике как характеристику энергетической эффективности холодильной машины.

Наиболее важным свойством хладагента, влияющим на холодопроизводительность и холодильный коэффициент, является скрытая теплота парообразования r, кДж/кг. Если высокое значение г сочетается с низким удельным объемом пара v, м3/кг, то при малом расходе энергии будет требоваться также меньшая объемная производительность компрессора.

Важнейшими эксплуатационными характеристиками являются давление и соответствующая им температура насыщения при кипении и конденсации хладагента.

Принятые обозначения: Р₀ и t₀ – давление и температура кипения, Р_к и t_к – давление и температура конденсации.

При эксплуатации холодильной машины желательно, чтобы Р₀ бы­ло выше атмосферного. В этом случае исключается возможность попа­дания в систему машины воздуха из окружающей среды.

От величины разности давлений (Р_к – Р₀) зависит толщина стенок сосудов (конденсаторов, ресиверов и др.), а следовательно, и металло­емкость машины.

Важно также и отношение этих величин Р_к/Р₀, которое называют иногда «степень сжатия». Более правильно его называть «степень по­вышения давления».

Желательно, чтобы эта величина была малой, так как с ее увеличе­нием растет расход энергии, падает холодопроизводительность машины и ухудшаются объемные и энергетические характеристики компрессора.

Крайне желательна низкая (адиабатная) температура конца сжатия пара в компрессоре. От ее значения зависят нагрев компрессора, надеж­ность работы нагнетательных клапанов и возможный срок работы без ремонта. Во многом ее значение определяет конструкцию компрессора: необходимость устройства охлаждающей рубашки, использование встроенного электродвигателя и др.

Температура замерзания хладагента t₃ – это тот нижний предел, ко­торый ограничивает возможность использования данного хладагента.

Критические температура t_кр и давление P_кр указывают верхний предел области, в которой хладагент может быть в жидком состоянии. Выше критических параметров хладагент находится в газообразном состоянии, когда невозможны процессы кипения и конденсации.

Теплофизические свойства хладагентов также очень важны для конструирования и правильной эксплуатации холодильных машин. Плотность хладагента r кг/м³ влияет на затраты энергии при его циркуляции в трубопроводах и на преодоление сопротивления в клапанах. Величина коэффициента теплопроводности хладагента λ, Вт/м × К влияет на теплоотдачу хладагента при его конденсации и кипении в ап­паратах.

Динамическая вязкость μ, Па·с также влияет на затрату энергии в клапанах компрессора.

К основным физико-химическим свойствам хладагентов относят их электропроводность, растворимость в воде и масле и воздействие на конструкционные материалы. Аммиак хорошо растворяется в воде и практически нерастворим в масле. Фреоны – наоборот: хорошо раство­ряют масло, но нерастворимы в воде и не проводят электрический ток. Исключительную значимость для безопасной эксплуатации холодильных установок имеют токсичность и пожаро-взрывоопасность хладаген­тов. Эти свойства иногда называют физиологическими.

Токсичность – это относительное свойство, которое проявляется, если создается опасная степень концентрации хладагента в воздухе. Все хладагенты токсичны: при достаточно высокой концентрации в поме­щении они вытесняют воздух и вызывают удушье.

Оценивают токсичность коэффициентом токсичной опасности

(2.1)

где – плотность паров хладагента при 20⁰С, а ПДК – предельно допусти­мая концентрация хладагента в воздухе, мг/м³.

Значения ПДК и К_то для ряда наиболее часто используемых хлада­гентов приведены ниже в табл. 2.1.

 

Таблица 2.1 - Значения ПДК и К_то

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Основные решения по рекламе
2. I.2. Структура педагогической науки и её основные отрасли
3. II Основные общие и обзорные представления, понятия, положения психологии
4. II. ЭКЗАМЕН ПО ОБЩЕСТВОЗНАНИЮ: ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОВЕРКИ
5. А. Основные клинические формы
6. Авторское право: понятие, объекты, признаки и основные разновидности
7. Артериальные гипертензии, ее виды, основные патогенетические механизмы нейрогенной гипертензии.
8. Архитектура XX века. Основные проблемы
9. Базы данных. Виды БД по характеру хранимой информации, по способу хранения, по структуре организации. Основные типы данных.
10. Борьба за власть в руководстве страны в 20-х гг.: основные этапы, итоги.
11. ВЕКТОРЫ И МАТРИЦЫ. ОСНОВНЫЕ ЧИСЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
12. Векторы и матрицы. Основные числовые характеристики.