3221

использовании раствора хлористого натрия (до – 55 °С). Для определения температуры замерзания разведенного уже раствора обычно измеряют его плотность. Более высокой доле соли соответствует большая плотность. Плотность растворов измеряют ареометром.

Рис. 4. Зависимость температуры замерзания растворов солей NaCl, СаС12 и этиленгликоля от массовой доли соли в

растворе

По закону Архимеда погруженное в жидкость тело выталкивается из него с силой, равной весу жидкости, вытесненной этим телом, поэтому при большой плотности раствора ареометр поднимается к верху (утяжеленная часть обеспечивает ему вертикальное положение). Риска, которая оказалась на уровне поверхности жидкости, показывает плотность раствора. Если отсутствует ареометр, плотность можно определить непосредственным взвешиванием 1 л раствора.

При понижении температуры рассола на 25 – 30 °С плотность его увеличивается примерно на 0,01 кг/л. Так,

160

плотность раствора хлористого натрия при 15 °С составляет 1,17 кг/л, а при охлаждении до – 15 °С – 1,18 кг/л. Это надо учитывать при определении температуры замерзания раствора по его плотности.

4.2 Этиленгликоль

Чистый этиленгликоль С2Н4(ОН)2 имеет температуру замерзания всего – 17,5 °С. Поэтому применяют водные растворы этиленгликоля (их часто называют антифризами), которые в зависимости от массовой доли этиленгликоля имеют температуру замерзания – 40 °С (антифриз-40) или – 60 °С (антифриз-60). В этих растворах содержатся антикоррозионные прибавки (ингибиторы). У эвтектического раствора (массовая доля этиленгликоля 67 %) tзам = – 73 °С. Растворы этиленгликоля применяют в диапазоне температур кипения от – 40 до – 60 °С. Для небольших установок, где стоимость его не так существенна, этиленгликоль используют вместо хлористого кальция при t0 от – 15 до – 40 °С.

Для использования в области низких температур кипения

применяют R30 (от – 40 до – 90 °С), этиловый спирт (tзам = – 117 оС) или пропиловый спирт (tзам = – 127 °С). Метиловый спирт (tзам = – 97,8 оС) ядовит и применять его не

рекомендуется. R30 (дихлорметан – CH2Cl2) при высоких температурах (20 – 30 оС) очень летуч. В нем, как и в спиртах, содержатся летучие примеси, вредные для человека. Поэтому R30 и спирты применяют в закрытых герметичных системах, а помещения интенсивно вентилируют.

4.3 Смазочные масла

161

Для смазки трущихся частей компрессора применяют специальные холодильные масла. В компрессоре масло соприкасается с парами хладагента, и частицы масла уносятся парами в конденсатор и далее в испаритель. Масло частично растворяется в хладагентах, поэтому важны не только свойства чистых масел, но и свойства растворов масла в хладагенте.

4.3.1 Требования к чистым маслам

Требования к чистым маслам. Требования к маслам зависят от условий их работы: хладагента, диапазона температур кипения и температур после сжатия в компрессоре. Эти условия разбиты на два класса: А – для работы на аммиаке; Б – на фреонах. Класс Б имеет 4 группы

(табл. 4).

Чтобы обеспечить хорошую смазку трущихся деталей (уменьшить их износ), масло должно иметь определенную вязкость. С повышением температуры вязкость уменьшается; что ухудшает его противоизиосные качества. Поэтому для машин, рассчитанных на более высокую температуру конденсации, и при использовании хладагентов с высокой температурой в конце сжатия выбирают масла с повышенной вязкостью.

Температура застывания масла должна быть ниже температуры кипения хладагента, чтобы оно не замерзло в испарителе. При температуре на 6 – 10 °С выше температуры застывания масло может еще циркулировать по трубопроводам.

162

Масло должно быть стабильным в смеси с хладагентом при длительной эксплуатации во всем диапазоне температур и давлений.

Температура вспышки масла должна быть более, чем на 30 °С выше температуры конца сжатия. При высоких температурах масло теряет стабильность, разлагается и пригорает.

Таблица 4. Показатели холодильных масел

163

164

Желательно, чтобы масло хорошо растворялось в холодильном хладагенте. Преимущества этого будут ясны при рассмотрении смеси масел с холодильными агентами.

Кроме того, масло не должно обладать повышенной кислотностью, содержать влагу и механические примеси. Перечисленным требованиям удовлетворяют отечественные масла, приведенные в табл. 5, и некоторые другие (ХМ50,

ХС25, ХС40, ХС50).

Таблица 5. Физико-химические характеристики масел

165

Примечание. Приняты обозначения масел: М – минеральное (нефтяное); С – синтетическое; СУ – синтетическое углеводородное; МС – смесь минерального и синтетического; M3 – минеральное загущенное.

4.3.2 Смеси масел с хладоагентами

По степени взаимной растворимости различают три группы смесей масел с жидкими хладагентами: практически нерастворимые друг в друге, полностью растворимые и с

166

ограниченной растворимостью. Рассмотрим особенности каждой группы.

Аммиак с минеральными маслами относятся к первой группе. Уносимые из компрессора частицы масла вследствие плохой растворимости достаточно полно отделяются в маслоотделителях. Это масло возвращается в картер компрессора. Часть масла попадает в конденсатор и, поскольку оно тяжелее жидкого аммиака, скапливается внизу и через ресивер поступает в испаритель. Из-за малой растворимости в аммиаке масло залегает в испарителе, а при низких температурах – замерзает. Это ухудшает теплопередачу испарителей и приводит к постепенному снижению количества масла в компрессоре. Поэтому периодически приходится удалять масло из испарителей (подогревая его) и добавлять свежее масло в картер, что усложняет эксплуатацию.

Фреоны с полностью растворимыми маслами. К этой группе относятся смеси R12 с минеральными маслами, R22, R502 с маслом ХФ22с – 16, R13B1 с маслом ХФ22с – 16 (при t0 > – 70 °С), R13 с ФМ – 5,6АП (при массовой доле масла менее 9

%).

Смесь фреонов с маслом при полном взаимном растворении имеет более низкую температуру замерзания, чем чистое масло. Это позволяет работать при более низких температурах кипения. Посла выкипания фреона в испарителе остается почти чистое масло. В прямоточных испарителях, расположенных выше компрессора, масло самотеком сливается в картер компрессора. При нижней подаче смеси в испаритель оставшееся масло собирается в верхней части испарителя (масло легче жидкого фреона) и при достаточном заполнении испарителя вместе с влажным паром выходит в теплообменник. Там фреон доиспаряется, а масло сливается в компрессор. Таким образом, преимущество полного растворения масла с фреоном заключается в возможности работать при более низких

167