Розділ «1.3. ЕЛЕМЕНТИ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ ТЕПЛОНАСОСНИХ УСТАНОВОК»

1.3.1. Робочі речовини для компресійних теплових насосів

Хладоагенти

До хладоагентів у ТН пред'являються в принципі такі ж вимоги щодо фізичних і хімічних властивостей, як і в холодильних машинах. Особливі вимоги виникають у зв'язку з більш високим рівнем температури кипіння й конденсації. У цілому ці температури перебувають у тім же інтервалі, що й у холодильних машин для кондиціювання, які працюють у тяжких умовах (кондиціонери з повітряним охолодженням при високій температурі зовнішнього повітря). Тому можна виходити із рекомендацій, що хладоагенти, які використаються для кондиціонерів, доцільно використати й для ТН.

Залежно від величини нормальної температури кипіння при тиску 1,013*10 Па холодильні агенти діляться на три групи: 1) з високою температурою кипіння (0</н>60°С); 2) з середньої (-50</н<0°С); 3) з низькою (-130</Н<-50°С).

Для виробництва холоду в компресійних парових машинах теоретично можуть застосовуватися пари будь-яких речовин. Однак до робочої речовини, застосовуваній у холодильних машинах, пред'являється ряд вимог, що значно скорочують число можливих хладоагентів.

Тиск насиченої пари холодильного агента, що відповідає необхідній низькій температурі, має бути вище атмосферного або близьким до нього, тому що менше проблем виникає з витоками хладоагента при надлишковому тиску його, чим з підсмоктуванням повітря при вакуумированні. Підсмоктування повітря небажано тому, що це погіршує теплопередачу між хладоагентом і охолоджуючим середовищем у конденсаторі. Крім того, вологе повітря несе із собою водяні пари, які можуть змерзнути в трубках випарника або розчинитися в маслах, що змазують компресор, і збільшувати температуру замерзання масла, а також утворювати з робочою речовиною з'єднання, раз'їдаючі металеві частини компресора, врешті присос повітря або інших що неконденсуються газів збільшує робочий тиск і викликає перевитрату електроенергії.

Небажана й інша крайність, а саме - високий тиск пари при температурі конденсації: при цьому здорожується машина, ускладнюється конструкція сальників, обважнюються трубопроводи й Інші частини системи, тому що потрібна більша щільність з'єднань у запобігання витоку хладоагента.

Теплота паротворення хладоагента повинна бути по можливості велика, тому що вона визначає холодильну дію 1 кг хладоагента в парових поршневих машинах. Більшу теплоту паротворення має аміак. Цей хладоагент, завдяки гарним термодинамічним властивостям, можна використати у всіх випадках, де він допустив з урахуванням дотримання відповідних правил техніки безпеки.

Хладоагенти повинні бути також хімічно стабільними й мати корозійну пасивність.

Хладоагенти не повинні робити шкідливу дію на здоров'я обслуговуючого персоналу при неминучих на практиці витоках їхніх пар. Аміак у слабких концентраціях викликає роздратування слизуватих оболонок. При більш значних концентраціях дія аміаку викликає ядуху, головні болі.

У якості хладоагента широко використаються фреони - галоідні похідні насичених вуглеводнів, одержувані шляхом заміни атомів водню атомами хлору СІ і фтору ?. Основна експлуатаційна перевага фреонів - відносна нешкідливість і хімічна інертність, негорючість і вибухобезпечність. їхні недоліки - дуже низька в'язкість, що сприяє збільшенню витоку, взаємна розчинність фреонів і масла.

Хімічна формула фреону, отриманого на базі вуглеводню СтИх¥уС., причому х + у + 2 - п. Зі зменшенням х займистість фреону зменшується, і зі збільшенням у зменшується його токсичність і корозійна активність.

Аміак застосовують насамперед для великих промислових теплонасосних установок, де повинні бути забезпечені необхідні умови по техніці безпеки. Важливим фактором при цьому є також значно більш низька вартість у порівнянні з галогенними хладоагентами.

Хладоносії