Рабочие вещества холодильных машин

Процессы отвода теплоты от источника низкой температуры, а также подвода теплоты к источнику высокой температуры или к окружающей среде связаны с явлением теплообмена. Эти процессы протекают с участием не менее двух тел, одно из которых — охлаждающее (или нагревающее) — принято называть рабочим веществом или холодильным агентом.

Искусственное охлаждение связано с осуществлением термодинамических циклов холодильных машин, которые основаны главным образом на фазовых превращениях рабочих веществ. Непрерывный отвод теплоты от охлаждаемого источника возможен при бесконечно большом запасе рабочего вещества или при конечном количестве его, если после совершения холодильного эффекта вернуть рабочее вещество в первоначальное состояние.

Применяемые в холодильных машинах рабочие вещества характеризуются диапазоном нормальных температур кипения от 100 до — 160 °С. Наиболее доступными рабочими веществами являются воздух и вода. Применение воды ограничено температурами кипения выше 0 °С. При этом из-за высокой нормальной температуры кипения рабочие давления-водяного пара низки, - поэтому вода используется только в пароэжекторных и бромисто-литиевых абсорбционных холодильных машинах, главным образом в установках кондиционирования воздуха. Применение воздуха также ограничено его малой теплоемкостью [ около 1,0 кДж/(кг- К)]. Вследствие этого в машинах большой холодопроизводительности требуется сжимать в компрессоре очень большие количества воздуха. Воздух используется как рабочее вещество в газовых (воздушных) холодильных машинах сравнительно небольшой холодопроизводительности.

В настоящее время используют около 30—40 рабочих веществ, из которых практическое применение, кроме воды и воздуха, получили аммиак и различные фторхлорбромпроизводные метана и этана (в основном), а также пропана и бутана. Производные углеводородов в нашей стране получили название хладонов или фреонов (зарубежное название). Возможность получения многочисленного ряда хладонов из насыщенных углеводородов определяется зависимостью
n + x+y + z — 2m + 2

Для удобства установлены сокращенные обозначения хладонов. Соединения без атомов водорода записывают для производных метана цифрой 1, к которой прибавляют цифру, определяющую число атомов фтора. Например CF,Cl2—R12, CF3C1— R13. Для производных этана, пропана и бутана перед цифрой, определяющей число атомов фтора, ставится соответственно И, 21, 31. Например, C2F3C13—R113, C3F6C12—R216 и т. п. При наличии атомов водорода у производных метана к первой цифре, а у этана, пропана и бутана — ко второй прибавляют число, равное числу незамещенных атомов водорода. Так, например, CHFC12 обозначается R21, C2H3F3—R143.

Принятая система обозначений условно может быть распространена и на соединения, не содержащие атомов фтора. Например, ССЦ—R10, СН2С12—R30 и т. п. При замене атомов фтора атомами брома в обозначение хладона вводится буква В. Например, CF3Br— R13B1, CF2Br.,—R12B2 и т. п. Ненасыщенные углеводороды и их производные сокращенных обозначений не имеют.

Возможность применения рабочих веществ в холодильных машинах различного назначения и условий осуществления термодинамических циклов определяется их свойствами. К таким свойствам относятся: ядовитость, запах, взрывоопасность, воспламеняемость, температура затвердевания, взаимодействие с металлами и маслами и их термодинамические свойства. Продажа холодильного оборудования