Применение хладагентов

Аммиак – R717, один из «старых» хладагентов, широко используемый до настоящего времени. Это объясняется его большой скрытой теплотой парообразования г и малыми удельными энергозатратами. Сам он сравнительно дешев, имеет высокую теплопроводность, что способствует хорошей теплоотдаче в процессах кипения и конденсации. Умеренные давления Р_о и Р_к позволяют использовать малометаллоемкое холодильное оборудование. Резкий неприятный запах позволяет легко находить места его утечки из системы. Чистый безводный аммиак не вызывает коррозии металлов, однако в присутствии влаги он воздействует на цветные металлы (медь, латунь), которые поэтому не используют в аммиачных холодильных установках.

Аммиак практически не растворяет масло и неограниченно растворяется в воде. Аммиак проводит электрический ток.

Перечисленные свойства объясняют широкое применение аммиака для холодильных установок большой производительности. Однако он имеет высокую токсичность, пожаро- и взрывоопасен при концентрации от 16 до 26,8%. Допустимая концентрация аммиака в воздухе – 0,5% объема. При эксплуатации аммиачных холодильных установок предъявляются высокие требования правил безопасности. Пары аммиака легче воздуха, поэтому вытяжную вентиляцию делают из верхней части машинного зала.

Хладоны (фреоны) отличаются от аммиака отсутствием запаха, очень малой токсичностью, пожаро- и взрывобезопасностью. Они хорошо растворимы в масле и нерастворимы в воде. Пары тяжелее воздуха. Их можно использовать в компрессорах со встроенными электродвигателями (герметичных и бессальниковых), так как они не проводят электрический ток. При наличии открытого пламени хладоны разлагаются, образуя фосген – высокотоксичный газ. Поэтому в машинных залах не разрешается курить. Инертны ко всем металлам (черным и цветным).

По сравнению с аммиаком, хладоны имеют худшие термодинами­ческие свойства, поэтому удельные энергозатраты выше. Стоимость хладонов существенно выше стоимости аммиака.

Указанные свойства хладонов предопределяют их использование главным образом для машин малой и средней производительности, а также в транспортных холодильных установках и в автономных кондиционерах.

Сравнительно недавно было обнаружено, что ряд хладонов, имею­щих в своем составе атомы хлора, разлагают озоновый слой атмосферы. В 1986 г. в Монреале был подписан Международный протокол об огра­ничении производства и контроле за использованием экологически опасных хладонов. К наиболее озоноактивной группе относят: R11, R12, R113, R114, R115, R502.

Озоноразрушающую активность определяют наличием атомов хлора в молекуле и оценивают потенциалом разрушения озона – ODP.

По степени озоноразрушающей активности хладагенты делят на три группы:

• с высокой озоноразрушающей активностью (ODP>1), это хлор-фторуглероды – ХФУ (по международному обозначению – CFC);

• с низкой озоноразрушающей активностью (ODP<0,1), это гидро-хлорфторуглероды – ГХФУ (по международному обозначению HCFC), к этой группе относят: R21, R22, R123, R124.

• хладагенты, не содержащие атомов хлора, это: фторуглероды (FC) и гидрофторуглероды (HFC), углеводороды (НС) и др. Они счита­ются полностью озонобезопасными (ODP=0). К таким агентам от­носятся: R717, R134a, R125, R32, R23 и др.

Монреальским протоколом запрещено использование хладагентов группы ХФУ с 1 января 1996 г. Для агентов группы ГХФУ установлены более отдаленные сроки – сокращение их производства и использования с 2005 г. и полный запрет с 2020 г. Поэтому в настоящее время ведется интенсивный поиск альтернативных дешевых хладагентов.