2 Охлаждение хладоносителем с открытыми охлаждающими приборами и открытым испарителем (конструктивная схема, принцип работы, недостатки).

В схеме с открытым испарителем (рис. 5) хладоноситель, находящийся в его баке под атмосферным давлением,насосом забирается и подается в приборы охлаждения, отепляется и возвращается самотеком в испаритель. Подача хладоносителя в приборы охлаждения регулируется задвижками.

(Рисунка нет) вставлю тот который больше всего подходит

Рис. 5. Система охлаждения с промежуточным хладоносителем с открытым испарителем:

/ — насос для хладоиосителя, 2 — обратный клапан; 3 — обводной вентиль, 4— охлаждающая батарея, 5 - вентиль для выпуска воздуха; 6 — бак испарителя; 7 — охлаждающие секции с кипением хладагента; 7 — линия выпуска хладоносителя в сливной бак

Недостатки:

1. Повышенный расход энергии на работу насоса ( )

( ) – для большой высоты может быть значительной, где ( ).

2. Необходимость в баке дополнительной ёмкости (для слива рассола). Это повышает первоначальные затраты и требует дополнительной площади (для размещения).

3. Обязательное расположение испарителя ниже охлаждающих приборов.

4. Неравномерность сопротивлений подающих линий. Следовательно, отсюда появляется необходимость дополнительной регулировки расхода рассола на подающих линиях.

5. Повышенная коррозия (за счет насыщения рассола воздухом).

6. Необходимость постоянного восстановления концентрации рассола (за счет испарения части влаги в охлаждающих приборах происходит деконцентрация).

7. Необходимость отдельного помещения (от машинного отделения) для размещения испарителя, баков, вспомогательного оборудования – для устранения возможного загрязнения машинного отделения.

3 Выбор регулятора для заполнения испарителя

Билет №12

1 Хладоносители и их свойства

Международной организацией по стандартизации (ИСО) введен международный стандарт МС ИСО 817-94 на систему обозначений хладонов. Эта система включает наименование и число. Буква R означает холодильный агент или хладагент (refrigerant), а цифры связаны со структурой молекулы хладагента. У хладагентов неорганического происхождения цифры соответствуют их молекулярной массе увеличенной на 700 (например, вода имеет обозначение R718, аммиак – R717 и диоксид углерода – R744).

Для хладагентов органического происхождения (производные метана) соединения без атомов водорода записывают цифрой 1, к которой прибавляют цифру, определяющую число атомов фтора (например, фреон R12 соответствует химической формуле СF₂Сℓ₂, а фреон R14 – СF₄).

Для хладагентов органического происхождения (производные этана, пропана и бутана) соединения без атомов водорода перед цифрой, определяющей число атомов фтора, записываются соответственно 11, 21, 31 (например, фреон R112 соответствует химической формуле СF₂Сℓ₄, а фреон R317 − С₄ F₇ Сℓ).

При наличии атомов водорода у производных метана к первой цифре, а у производных этана, пропана и бутана – ко второй прибавляют число, равное числу незамещенных атомов водорода (например, фреон R21 соответствует химической формуле CHFCl, а фреон R 143 − C₂H₃F₃).

При наличии в молекуле хладагента атомов брома к числовому обозначению добавляют букву «В» и цифру, соответствующую числу атомов брома (например, фреон R 12B₂ соответствует химической формуле CF₂Br₂).

В качестве хладагентов используют не только однокомпонентные вещества, но и неозеотропные и азеотропные смеси.

В неозеотропных смесях в процессе кипения и конденсации изменяется процентный состав компонентов. Неозеотропная смесь отличается от однокомпонентной тем, что смесь газов циркулирует по системе раздельно и при утечке неизвестно сколько и какого газа ушло. Поэтому системы с неозеотропными смесями дозаправлять нельзя. В случае утечки неозеотропной смеси следует удалять ее полностью из системы и снова заправлять.

В азеотропных смесях в процессе кипения и конденсации процентный состав не изменяется, т. е. они ведут себя как однокомпонентные вещества.

По абсолютному давлению конденсации Р_к (при температуре конденсации t_к = 30^оС) хладагенты условно делят на следующие три группы:

4. хладагенты низкого давления при Р_к < 3 бар, используемые в высокотемпературных холодильных установках при температурах кипения t_о =

5…-15^оС;

5. хладагенты среднего давления при 3 бар < Р_к < 20 бар, используемые в среднетемпературных холодильных установках при температурах кипения t_о = -20…-70^оС;

6. хладагенты высокого давления при Р_к > 20 бар, используемые в низкотемпературных холодильных установках при температурах кипения t_о =

-75…-140^оС.

При выборе типа хладагента следует учитывать следующие особенности и требования.

1. Влияние типа хладагента на размеры холодильного компрессора и теплообменной аппаратуры

Размеры холодильного компрессора пропорциональны удельной объемной холодопроизводительности,

где удельная массовая холодопроизводительность при температуре кипения в приборе охлаждения (испарителе), ;

удельный объем всасываемых паров хладагента в компрессор, .

То есть, чем больше удельная объемная холодопроизводительность, тем будут меньше размеры компрессора.

Значения удельных объемных холодопроизводительностей озонобезопасных хладагентов и хладагента R22 при температуре кипения t₀ = - 15^оС приведены в таблице 5.1 (рассмотрены случаи всасываемого сухого насыщенного пара для соответствующих значений удельных теплот парообразования, равных удельным массовым холодопроизводительностям ).

Таблица 5.1

Удельные объемные холодопроизводительности

Хладагент
R744	16875	270
R717	2577	1311
R134А	1718	206
R404А	3273	180
R407С	2480	226
R410А	4369	240
R507А	3480	174
R22	2782	217

Из таблицы 5.1 следует, что если размеры компрессора на хладагенте R744 принять за единицу, то размеры компрессора на хладагентах R717 и R22 будут примерно в 6 раз больше.

Установлено, что удельная объемная холодопроизводительность влияет также и на размеры теплообменной аппаратуры (испарителя, конденсатора и др.). Так холодильная машина, работающая на хладагенте R134А должна иметь в 1,6 раза больше испаритель, чем на хладагенте R22.

2. Термодинамические свойства

Хладагент должен удовлетворять следующим требованиям:

• нормальная температура кипения соответствует атмосферному давлению) является пределом, ниже которой в системе холодильной установки будет вакуум, приводящий к подсосам воздуха и усложняющий эксплуатацию;

• температура замерзания − это тот предел, который ограничивает

возможность использования хладагента;

• удельная теплота парообразования (конденсации) должна быть максимальной для рабочего режима холодильной установки;

• критическая температура и критическое давление ограничивают область применения хладагента в жидком состоянии.

Для справки в таблице 5.2 приведены термодинамические свойства хладагентов высокого, среднего и низкого давлений.

Таблица 5.2

Термодинамические свойства хладагентов

Хладагент	Термодинамические свойства
	tнк,оС	tз,оС	tкр,оС	Ркр, МПа	r, кДж/кг
Хладагенты высокого давления
R744	-57	-56,6	31,2	7,38	573
R13	-81,6	-180	28,8	3,85	150
R14	-128	-184	-45,6	3,74	136
Хладагенты среднего давления
R717	-34,4	-77,7	132,4	11,3	1360
R12	-29,8	-155,9	112	4,11	166
R134А	-26	-	101	3,99	215,1
R404А	-46,5	-	70,9	3,6	203
R407С	-43,6	-	88	4,7	249,2
R410А	-51,6	-	72,1	4,92	270
R507А	-47,0	-	-	-	-
R22	-40,8	-160	96,1	4,99	229
R115	-38,9	-106	79,9	3,19	126
R143	-47,6	-111,3	73,1	4,11	226
R502	-45,6	−	82,2	4,01	175
Хладагенты низкого давления
R11	23,6	-111	198	4,37	182
R21	8,7	-125	178,5	5,17	239
R142	-9,2	-138	136,4	4,14	224
R718	100	0	374,2	22,11	2260

3. Физико-химические свойства

При выборе типа хладагента необходимо учитывать и следующие условия:

• растворимость масел в хладагентах;

• взаимодействие хладагентов с водой;

• воздействие хладагентов на конструкционные материалы;

• безопасность эксплуатации;