Холодильные агенты высокого давления.

Применяются из-за высоких давлений конденсации только в нижних ступенях каскадных низкотемпературных машин.

Холодильный агент R13. Основной холодильный агент в низкотемпературных холодильных машинах для получения температур кипения не ниже -95^О С. Используется как в крупных промышленных холодильных установках, так и в автономных термокамерах различного назначения. Применяется в холодильных машинах с сальниковыми, бессальниковыми и герметичными компрессорами. Наряду с традиционным использованием R13 в поршневых компрессорах, перспективным является применение в нижней ступени каскадных холодильных машин с винтовыми компрессорами. В холодильных машинах с центробежными компрессорами R13 применяется до -110^О С.

Холодильный агент R503. Его использование вместо r13 позволяет расширить диапазон работы каскадной машины с поршневым компрессором до -100^О С. При этом существенно увеличивается холодопроизводительность и снижается расход электроэнергии

Холодильный агент R14. Применяется для получения температур более низких, чем при использовании R13 и R503; в поршневых компрессорах до -120^О C, в центробежных до -150^О C.

Этан, этилен, пропилен и другие углеводороды. Используются в каскадных низкотемпературных машинах с центробежными компрессорами в основном в химических и нефтехимических производствах.Наиболее низкие температуры кипения достигаются при использовании этилена В холодильных установках на химических производствах эти холодильные агенты используются также в крупных оппозитных поршневых компрессорах

Для компрессоров этого типа, находящихся в эксплуатации на химических предприятиях, может оказаться целесообразным использование бинарных азеотропных смесей различных углеводородов с аммиаком до температур кипения -50^О С и метиламинами для получения умеренных температур. Преимущество этих смесей состоит в возможности снижения давления конденсации и повышения холодопроизводительности.

Неазеотропные смеси. В компрессионных холодильных машинах наряду с чистыми холодильными агентами и азеотропными смесями используются неазеотропные смеси, которые характеризуются различием равновесных концентраций компонентов в жидкой и газовых фазах и, в отличие от азеотропных, перегоняются без разделения на компоненты.

Их влияние на характеристики холодильных машин в основном имеют такой же характер, как и влияние свойств чистых холодильных агентов; кроме того на характеристики влияют специфические свойства неазеотропных смесей, такие как неизотермичность процессов кипения и конденсации.

При использовании этих смесей следует учитывать следующие рекомендации. Повышение холодопроизводительности и снижение удельных энергозатрат при использовании бинарных смесей происходит при концентрации высококипящего компонента до 10-20%.

Реализация преимуществ в наибольшей степени достигается при использовании теплообменных аппаратов, обеспечивающих противоток сред. Кожухотрубные аппараты отвечают этим требованиям в меньшей степени, чем змеевиковые.

Необходимо учитывать фактор различной взаимной растворимости масел с компонентами смеси, что может повлиять на работу компрессора.

Особое внимание следует обращать на герметичность системы, поскольку наличие неплотностей может привести к необратимому изменению состава смеси и нарушению режима работы машины. Из большого количества неазеотропных смесей, состоящих в основном из чистых холодильных агентов, перспективными для практического использования можно считать следующие: для высокотемпературных холодильных машин – R12/R114; R22/R114; R143/R142; R12/R11(применение последней смеси ограниченно из-за низкой температурной стабильности R11); для среднетемпературных холодильных машин – R22/R114; R143/R12; R13B1/R12; R12/R142; R701(90%R601(R12/R22/R142)+10%R744(CO₂)); для низкотемпературных холодильных машин – R13/R12; R13B1/R12; R13B1/R22; (R13/R22/R12/азот).

 

Таблица 8. Термодинамические характеристики хладоагентов.

 

Холодильный агент	Формула	Молярная масса М, кг/моль	Нормальная температура кипения tS, ºС	Критическая температура tКР, ºС	Критическое давление рКР, МПа	Теплота парообразования при 98кПа r, кДж/ кг
Холодильные агенты низкого давления
R10 R1130(дихлорэтан) R113 R30 Н-Пентан Диэтиловый эфир Метилформиат R11 Бромистый винил R160 R21 Этиламин R114 R600(н-Бутан) н - Перфторбутан R12B1 RC318 Метиламин R142 Сернистый ангидрид R600a (изобутан) Дифтормонохлорэтилен	CCl4 C2H2Cl2   C2F3Cl3 CH2Cl2 C5H12 C4H10O   HCOOCH3   CFCl3 CH2-CHBr     CH3-CH2Cl CHFCl3 C2H5-NH2 C2F4Cl2 C4H10   C4F10     CF2BrCl C4F8 CH3-NH2   C2H3F2Cl SO2     (CH3)3CH     CHCl-CF2	153,8 96,9   187,38 84,94 72,1 74,12   60,03   137,37 106,9     64,52 102,92 45,08 170,92 58,1   238,04     165,36 200,04 31,06   100,49 64,06     58,1     98,49	76,7 50,0   46,82 39,2 36,0 34,5   31,2   23,65 15,6     12,0 8,73 7,0 3,63 -0,5   -2,0     -3,83 -5,97 -6,7   -9,2 -10,1     -11,7     -18,6	283,14 243,0   214,0 235,4 197,0 194,0   214,0   198,0 -     187,2 178,5 164,6 145,70 153,0   113,2     153,73 115,32 156,9   136,45 157,2     133,7     127,4	4,6 5,6   3,389 6,1 3,4 3,7   6,1   4,37 -     5,3 5,173 5,6 3,333 3,6   2,4     4,252 2,780 7,6   4,138 8,0     3,8     4,5	131,5     223,5
Холодильные агенты среднего давления
R12 R717 R500   R501   R115 R22 R290 R502   R143 R504   R13B1 R152(Дифторэтан) R40 R1270(Пропилен) Диметиловый эфир	CF2Cl2 NH3 73,8%R12+26,2%R152 75%R22+ 25%R12 C2F5Cl CHF2Cl C3H8 51,2%R115+48,8%R22 C2H3F3 51,8%R115+48,2%R32 CF3Br CH3-CF2H   CH3Cl CH2-CH-CH3 C2H6O	120,91 17,03 99,30   -   154,46 86,47 44,10 111,63   84,04 79,42   148,91 66,05   50,49 42,08   46,07	-29,74 -33,35 -33,30   -34   -38,97 -40,81 -41,97 -45,62   -47,58 -57,4   -57,77 -25,00   -23,7 -47,7   -24,8	112,00 132,40 105,50   -   79,94 96,13 96,81 82,16   73,10 66,39   66,9 113,5   143,1 91,4   126,9	4,119 11,397 4,360   -   3,192 4,990 4,269 4,010   4,110 4,770   3,946 4,600   6,8 4,7   5,5	197,3   -   125,9
Холодильные агенты высокого давления
R744 R13 R23 R170 R503   R1150(Этилен)   R14 Дифторэтилен	CO2 CF3Cl CHF3 C2H6 59,9%R13+40,1%R23 CH2=CH2     CF4 CH2-CF2	44,1 104,46 70,01 30,07 87,25   28,05     88,00 64,04	-78,5* -81,59 -82,14 -88,53 -87,84   -103,74     -128,02 -85,7	31,2 28,75 26,3 32,27 19,5   9,5     -45,65 30,1	7,383 3,868 4,811 4,934 4,338   5,056     3,745 4,5	573,13* 149,7 239,5 179,5   465,57     136,3

 

* - нормальная температура и теплота сублимации соответственно