Холодильные агенты

Классификация рабочих веществ

РАБОЧИЕ ВЕЩЕСТВА ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН.

Десорбция газов.

Адсорбция – поглощение твердым веществом газа протекает с выделением теплоты, т.е. с нагреванием, а при десорбции – выделение газа из твёрдого тела, протекает с поглощением энергии и охлаждением.

В качестве твёрдого вещества используется пористые вещества: активированный уголь, древесный уголь, соли.

В промышленности такой способ не нашёл широкого применения, но может использоваться в лабораторных и научно-исследовательских работах.

Для получения температур близких к нулю по шкале Кельвина используется активированный уголь и газообразный гелий при температуре равной 289°С. В опытах часть гелия впитывалась активированным углём, другая часть гелия отводила теплоту адсорбции, поэтому температура рабочего вещества не изменялась.

В сосуде с активированным углём создавался вакуум, после чего начинался процесс десорбции – температура активированного угля резко падала до – 272°С. Процесс прекращался сразу после выхода всего газа из твёрдого вещества.

В холодильных машинах рабочими веществами являются холодильные агенты и хладоносители.

С помощью холодильных агентов совершается обратный термодинамический цикл в системе холодильной машины.

Хладоносители являются промежуточными рабочими веществами, которые передают теплоту от охлаждаемого объекта к холодильному агенту.

В какой-то мере к рабочим веществам можно отнести и смазочные масла, так как они циркулируют вместе с хладагентами по системе и значительно влияют на рабочие характеристики холодильных машин.

В настоящее время известно около ста различных холодильных агентов. Самыми распространенными из них являются: воздух, вода, аммиак, диоксид углерода, чистые углеводороды (пропан, метан, изобутан и др.), хлор – фтор – бромпроизводные углеводородов (хладоны) и другие вещества. В некоторых машинах целесообразно применение азеотропных и неазеотропных смесей холодильных агентов. Азеотропные смеси представляют собой однородный раствор хладонов, кипящий при постоянной температуре. Кипение неазеотропной смеси происходит при изменяющейся температуре, так как сначала выкипает низкотемпературный, а затем высокотемпературный компонент раствора.

В некоторых старых литературных источниках хладоны представлены их зарубежным названием – фреоны, которое запатентовано американской фирмой Дюпон. В настоящее время за рубежом применяются новые холодильные агенты аналоги некоторым отечественным хладонам под названием «СУВА», «Форан».

Сокращенное обозначение холодильного агента строится по форме RN (где R – международный символ, обозначающий холодильный агент; N – присвоенный номер холодильного агента). Например R22 – хладон 22 (CHClF₂), R729 – воздух, R170 – этан (C₂H₆), R717 – аммиак (NH₃), R718 – вода (H₂O), R744 – диоксид углерода (CO₂) и т.п.

Для хладонов номер расшифровывается в следующем порядке:

Первая цифра в двухзначном номере или первые две цифры в трехзначном номере обозначают тот насыщенный углеводород С_nН_2n+2, на базе которого получен хладон. Установлены следующие цифры: 1 – СН₄ (метан); 11 – С2Н6 (этан): 21 – С3Н8 (пропан): 31 – С4Н10 (бутан). Справа пишется число атомов фтора в хладоне (например CF2Cl2 – R12, C3F4Cl4 – R214). При наличии в хладоне атомов брома после основного номера пишется буква В, а за ней число атомов брома (например СF2Br2 – R12B2, F3Br – R13B1).

Азеотропные смеси имеют номера от 500 до 600. Неазеотропные смеси обозначаются номерами от 400 до 499 или дробными числами с процентным содержанием компонентов в скобках (например, смесь хладонов 22 и 12 с концентрацией соответственно 75% и 25%, обозначается R22/12 (75/25).