Контрольні запитання

1. Що називають зворотнім термодинамічним процесом?

2. Що називають холодильним циклом?

3. Поясніть зворотній цикл Карно в T-S діаграмі.

Література: ( Л-1 с.13-16 ), ( Л-2 с.3-17 ).

1.4. Холодильні агенти

Робочі речовини, циркулюючі в холодильній машині, називаються холодильними агентами. До холодильних агентів висуваються чотири основні типи вимог: термодинамічні, фізико-хімічні, фізіологічні і економічні.

Термодинамічні вимоги:

1. Об’ємна холодопродуктивність холодильного агенту повинна бути великою.

2. Тиск холодильного агенту в кінці стискання не повинен бути великим.

3. Тиск кипіння холодильного агенту бажано вище атмосферного.

4. Відношення тисків Р_к до Р₀ повинно бути невеликим.

5. Теплота пароутворення повинна бути великою.

6. Температура затвердіння холодильного агента повинна бути низькою.

7. Густина і в’язкість холодильного агенту повинні бути невеликі.

Фізико-хімічні вимоги:

1. Бажано щоб холодильні агенти розчинялися у воді.

2. Бажано щоб холодильні агенти розчинялися у маслі.

3. Холодильні агенти повинні бути нейтральними до металів.

4. Холодильні агенти не повинні горіти і бути вибухонебезпечними.

5. Холодильні агенти повинні мати запах, колір або інші властивості.

6. Холодильні агенти не повинні розкладатися при високій температурі.

7. Не руйнувати озоновий шар.

Фізіологічні вимоги

Холодильні агенти не повинні бути отруйними, викликати удушення, подразнення слизових оболонок очей, дихальних шляхів.

Економічні вимоги

Холодильні агенти повинні бути дешевими і не дефіцитними.

Контрольні запитання

1. Що таке холодильний агент?

2. Перерахуйте термодинамічні вимоги, які ставлять до холодильних агентів.

3. Перерахуйте фізико-хімічні вимоги, які ставлять до холодильних агентів.

4. Перерахуйте фізіологічні і економічні вимоги, які ставлять до холодильних агентів.

Література: ( Л-1 с.17-18 ), ( Л-2 с.39-41 ).

1.5. Характеристика холодоагентів

Аміак (R-717) – безбарвний газ з різким запахом. Температура кипіння аміаку при атмосферному тиску -33,4 ⁰С. Аміак володіє об’ємною холодопродуктивністю. Пари аміаку легші від повітря.

Аміак спричиняє подразнюючу дію на слизисті оболонки очей, верхніх дихальних шляхів. Допустима його концентрація в повітрі виробничих приміщень не повинна перевищувати 0,02% мг/м³. Аміак пожежо- і вибухонебезпечний. Якщо в повітрі міститься більше 11% аміаку, то починається його горіння при наявності відкритого вогню. В поєднанні з повітрям при концентрації від 15 до 28% по об’єму аміак вибухонебезпечний. Вибух найбільш небезпечної сили дає суміш повітря з вмістом аміаку 22%.

R-134а – безбарвний газ, не горючий, при відкритому полум’ї розкладається з виділенням отруйних речовин, таких, як фтороводень. Нормальна температура -26,1 ⁰С. Енергетичні показники R-134а нижчі, ніж R-12 (менша питома об’ємна холодопродуктивність і холодильний коефіцієнт при температурі нижче 15 ⁰С). Рекомендується для застосування в середньо температурному обладнанні (-7 ⁰С і вище).

R-22 – безбарвний газ, не має запаху, отруйніший, ніж R-12, не горить, не вибухає. При низьких температурах має обмежену розчинність в маслі, а при високих температурах розчиняється необмежено.R-22 нейтральний до металів. Температура кипіння R-22 -40,8 ⁰С; об’ємна холодопродуктивність складає 2060 кДж/м³.

R507 - це гідрофторовуглцева сполука (HFС), що має термодинамічні влас­тивості, які можна порівняти з властивостя­ми хлорфторовуглецевого (СFС) холодо­агенту R502 і фактично аналогічні власти­востям холодоагенту R404А. R507 має нульо­вий озоноруйнівний потенціал (ODP = 0) і вважається одним із найкращих замінників холодоагенту R502. Як і R404А, холодоагент R507 особливо добре підходить для роботи при низьких температурах кипіння, але та­кож може використовуватися і в агрегатах із середньою температурою кипіння. Цей газ кращий тим, що при утворенні витоків він не змінює властивостей і його можна дозаправлювати у будь-яких кількостях.

R600а(С₄Н₁₀ – ізобутан) - природна речовина, сумісна з мінеральними мастилами, має тро­хи більший енергетичний ККД, ніж R12 або Р134а. Ізобутан - горюча речовина, і донедавна перешкодою для його використання в побу­товій холодильній техніці була заборона на застосування горючих холодоагентів.

Маса холодоагенту, що циркулює в холо­дильному агрегаті при використанні ізобутану, значно менша, ніж для галоїдопохідних холо­доагентів. Разом з тим при застосуванні R600а у конструкцію побутового холодильника слід вносити дуже значні зміни, які виключають можливість потрапляння холодоагенту всере­дину холодильної камери. Компресори, у яких використовується R600а, працюють на міне­ральних мастилах.

R290 (С₃ Н₈ – пропан) - належить до групи гідровуглеців - ГВ (НС). У пропану потенціал озонового руйнування (ODP) дорівнює нулю, а потенціал глобального потепління (GWP) трьом. Крім того, цей холодоагент відріз­няється низькою вартістю і є нетоксичним.

При застосуванні цього холодоагенту не виникає проблем з вибором конструкційних матеріалів деталей компресора, конденса­тора та випарника. Пропан добре розчиняється в дешевих мінеральних та алкілбензольних мастилах .

Однак використання пропану як холодо­агенту має два принципові недоліки. По-пер­ше, він є пожежонебезпечним, по-друге, об'ємна витрата компресора повинна бути більшою, ніж при використанні у холодильній машині R22.

R744 – (С0₂ -диоксид вуглецю) - природний холодоагент, безпечний для навколишнього середовища, з малим потенціалом глобального потепління і високою об'ємною холодопродуктивністю. Він широко розповсюджений, дешевий і негорючий.

Таблиця.1. Холодоагенти

Позначення		t0 при Ратм= =1 Бар	Позначення		t0 при Ратм= =1 Бар
ИСД	Склад (масовий вміст %)		ИСД	Склад (масовий вміст %)
R-718	Н2О (вода)	100	R-134а	CF3СН2F	-26,1
R-717	NН3 (аміак)	-33,4	R-407А	R- 32/125/134а (20/40/40)	-45,5
R-744	СО2 (двоокис вуглецю)	-78,52	R-407С	R-32/125/134a (23/25/52)	-43,6
R-729	N2О2 (повітря)	-192 /196	R-410А	R-32/125 (60/40)	-51,6
R-11	CFCl3 (фтортрихлорметан)	+23,7	R-404А	R-143a/125/134a (52/44/4)	-46,5
R-12	CF2Cl2 (дифтордихлорметан)	-29,8	R-507	R-143a/125 (50/50)	-46,7
R-13	CF3Cl (трифторхлорметан)	-81,5	R-500	R-152/12 (26.2/73.8)	+33
R-14	(тетрафторметан)	-127,8	R-502	R-22/115 (48.8/51.2)	-45,6
R-22	CНF2Cl (дифторлорметан)	-40,8	R-50	CH4 (метан)	-162
R-113	C2F3Cl3 (трифтортрихлоретан)	+47,68	R-170	C2H6 (етан)	-88,6
R-115	(пентафторхлоретан)	-38,0	R-290	СН3СН2СН3 (пропан)	-42,17
R-142	C2Н3F2Cl (дифтордихлорметан)	-9,21	R-600а	СН(СН3)3 (ізобутан)	-11,9
R-125	(гідрофлуорокарбон)	-48	R-600	СН3-СН2-СН2-СН2 (бутан)	-0,5
R-143а	(гідрофлуорокарбон)	-48	R-1270	СН3СНСН2 (пропілен)	-47,7