Холодильные агенты
В паровых холодильных машинах в качестве агентов используются естественные и искусственные хладагенты. К естественным холодильным агентам относятся: аммиак (R 717), вода (R 718), воздух (R 729), углекислота (R 744) и др., к искусственным - хладоны R12, R22, R30, R160, R502 и т.д.
Аммиак - бесцветный газ с резким запахом, вреден как для организма человека, так и для скоропортящихся продуктов. Наличие влаги способствует взаимодействию аммиака с некоторыми металлами (медь, цинк и др.). Он хорошо растворяется в воде. При концентрации свыше 11% и наличии открытого пламени аммиак начинает гореть, при объемной концентрации в воздухе свыше 16% взрывоопасен. Аммиак кипит при температуре -33, 4°С, а замерзает при температуре -77, 7°С.
Для обнаружения утечки аммиака применяют индикаторные бумажки, пропитанные специальным раствором. При наличии аммиака индикаторная бумажка приобретает малиновую окраску. Применяется аммиак для машин средней и большой холодопроизводительности, устанавливаемых на крупных холодильниках и в изолированных машинных отделениях.
Хладон-12 - тяжелый бесцветный газ с очень слабым специфическим запахом, при определенных условиях неядовит, невзрывоопасен, не влияет на вкус и запах пищевых продуктов, в газообразном состоянии в 4,2 раза тяжелее воздуха. В жидком состоянии при атмосферном давлении кипит при температуре -29,8°С, а замерзает при температуре -155°С. Хладон-12 очень текуч и обладает способностью проникать через самые малые неплотности, поэтому в холодильных машинах все соединения и места уплотнений выполняются особенно тщательно. Вода в хладоне-12 не растворяется, но самое незначительное ее количество вызывает коррозию и, замерзая, приводит к образованию ледяных пробок, которые забивают узкие проходы приборов и терморегулирующего вентиля, а это чревато нарушением температурного режима. Пары хладона, как отмечалось, неядовиты, но при концентрации в помещении более 30% объема воздуха у работающих появляются признаки отравления из-за недостатка кислорода. В жидком состоянии хладон-12 при попадании на кожу может вызвать обморожение, а в глаза - их повреждение.
Хладон-22 - тяжелый бесцветный газ, обладает благоприятными эксплуатационными свойствами и большой текучестью, взрывобезопа-сен, негорюч, с металлами не взаимодействует. При атмосферном давлении кипит при температуре - 40,8°С, а замерзает при температуре -160°С. Хладон-22 чаще применяется в низкотемпературных холодильных установках и машинах систем кондиционирования воздуха.
Хладон-502 представляет собой азеотропную смесь хладона-22 ; и хладона-115; температура его кипения при атмосферном давлении j -45°С. Хладон-502 не взрывается, не горит, менее вреден, чем хладон-22, хуже растворяется в минеральных маслах. Его применяют в ; низкотемпературных холодильных машинах.
Одной из актуальных проблем современного мира является раз- рушение озонового слоя из-за хладонов - хлорфторуглеводородов, получивших название фреоны. Исследованиями доказано, что попав
шие в атмосферу фреоны сохраняются в ней 60-100 лет. Под действием лучей солнца они разрушаются с выделением свободного хлора, который вступает в реакцию с озоном. Процесс повторяется многократно, в результате каждый атом хлора способен уничтожить десятки тысяч молекул озона. В 80-х годах XX столетия в мире производилось 1,4 млн т фреонов, из них 50% падает на США, Японию и Великобританию.
В настоящее время разрабатываются и осуществляются мероприятия по выполнению Венской конвенции об охране озонового слоя и Монреальского протокола по ограничению производства и применения химических средств, разрушающих озоновый слой. К 2020 г. хладагенты с высокой озоноразрушающей активностью предполагается полностью заменить на озонобезопасные хладоны. В настоящее время наибольшее распространение для средне- и низкотемпературного холодильного оборудования получили новые экологически безвредные хладагенты R134 A, R 404 А и др.
Хладагенты для холодильных машин должны быть:
• негорючими и невзрывоопасными;
• экологически безопасными для человека и окружающей среды;
• химически устойчивы и неактивны к основным конструктивным материалам и смазочным маслам;
• с большой холодопроизводительностью и с высокой степенью термодинамического совершенства.
Кроме того, хладоны должны иметь допустимые значения рабочих давлений, разности и отношения давлений нагнетания и всасывания, а также обладать необходимым сочетанием теплофизических свойств, влияющих на теплообменные устройства.