Холодильное оборудование

R500 используют в торговом и промышленном холодильном оборудовании и только в машинах с поршневыми компрессорами.

R500 довольно хорошо растворяется в масле и плохо — в воде. В связи с этим из этого агента рекомендуется удалять влагу с помощью осушителей.

Хладон-502 (R502) — азеотропная смесь хладона-22 (48,8%) и хладона-115 (51,2%). Температура кипения при атмосферном давлении -45,6°С. По объемной холодопроизводительности и другим свойствам он близок к хладону-33. Его можно применять до температуры конденсации 60°С. Используется в средне- и низкотемпературных машинах, бытовых холодильниках, регенеративных циклах холодильных установок. Хладон-502 имеет следующие преимущества по сравнению с хладоном-22: более стабилен и менее токсичен; увеличивает холодопроизводительность в низкотемпературном герметичном компрессоре на 10—30%.

Неазеотропные смеси широко применяются в герметичных компрессорах, их использование позволяет повысить надежность работы холодильного агрегата и снизить энергопотребление. Примером неазеотропной смеси может служить смесь хладагентов R502 и R113 в соотношении соответственно 85 и 15%.

Особенностью  хладонов является их малая токсичность, негорючесть, взрывобезопасность, достаточно высокая термостойкость и химическая нейтральность. Однако следует помнить, что в присутствии открытого  пламени хладоны разлагаются  с образованием ядовитых веществ. Поэтому  курить и пользоваться открытым пламенем в холодильных камерах категорически  запрещается. Следует также иметь  в виду, что в системах с герметичными компрессорами при сгорании электродвигателя могут образовываться токсичные  вещества, поэтому разгерметизацию  такой системы надо проводить  с определенными мерами предосторожности.

Озонобезопасные хладагенты. Защита окружающей среды от вредного воздействия различных машин и оборудования, в том числе и от работы холодильного оборудования, является весьма актуальной проблемой для всего человечества. Производимые в любой стране домашние холодильники неизбежно когда-то выходят из строя и это ведет к их разгерметизации и попаданию хладагента в окружающую среду. Как было установлено учеными, хладоны, попадая в окружающий воздух, вступают в химическую реакцию с озоновым слоем атмосферы и вызывают его разрушение. Это чревато для людей и всего живого на планете самыми серьезными последствиями. Поэтому в 1987 г. в Монреале представителями многих стран были приняты меры по ограничению производства веществ, разрушающих озоновый слой. Озоноразрушающая способность хладонов определяется наличием атомов хлора в молекуле и оценивается потенциалом разрушения озона ODP (OzonDepletion Potential) и потенциалом "парникового эффекта" GWP (GlobalWarming Potential) относительно СО₂. В своих исследованиях американские ученые показали механизм разрушения озонового слоя. Так как хладагенты значительно тяжелее воздуха, то, казалось бы, они не должны попадать в стратосферу. Однако хладон, попадая в атмосферу, взаимодействует с влагой и подвергается воздействию искровых разрядов (молний). Это приводит к гидролизу и пиролизу хладона с отщеплением атомов хлора. Атом хлора активно включается в процесс разрушения озона. Одна молекула хлора способна разрушить до ста тысяч молекул озона.

По степени  озоноразрушающей активности хладагенты делят на две группы:

• * хладагенты с высокой озоноразрушающей активностью (ODP>=1,0);
• * хладагенты с низкой озоноразрушающей активностью (ODP<0,1).

К первой группе относятся хладоны R11, R12, R13, R113, R114, R115, R500,R501 и др. Молекулярная формула каждого из хладонов не содержит атомов водорода (за исключением азеотропных смесей), поэтому их гидролиз и высокотемпературный пиролиз протекают с образованием свободных атомов хлора.

Ко второй группе относятся менее озонобезопасные хладоны R21, R22, R23,R30, R40, R123, R124, R140_a, R160 и др. Молекулы каждого из названных хладонов содержат атом водорода и поэтому при гидролизе и пиролизе молекул хладонов в первую очередь образуется соляная кислота НС1, и в редких случаях при определенных условиях может выделиться несколько молекул свободного хлора. Этим и объясняется их низкая озонобезопасность.

Хладоны, не содержащие атомов хлора, являются полностью озонобезопасными. К ним относятся R116, R125, R143, R113_а, R152_a, R290,R600 и др.

В Российской Федерации к 2020 г. все холодильное  оборудование должно работать на озонобезопасных хладонах. В этих целях должны быть разработаны новые холодильные машины, налажена новая технология выпуска как самих хладонов, так и холодильных масел, адсорбентов, новых материалов, приборов автоматики и контроля. 
 
 
 
 
 

3 Требования, предъявляемые  к холодильному  агенту

Термодинамические.

К ним  относятся температура и давление испарения, температура и давление конденсации, теплота испарения, удельная холодопроизводительность, температура замерзания. 
Температура испарения (кипения) хладагента в рабочем режиме должна быть по возможности такой, чтобы давление в испарителе превышало атмосферное. Это позволяет избежать вакуума в аппаратах и связанного с ним проникновения воздуха в систему, ухудшающего работу холодильной машины. 
Температура конденсации должна быть такой, чтобы давление конденсации не превышало 10÷20 кгс/см², так как более высокое давление требует более громоздкой аппаратуры. 
Теплота испарения хладагента и определяемая ею холодопроизводительность должна быть как можно большей. Чем больше теплота парообразования (холодопроизводительность) 1 кг хладагента, тем меньше хладагента должно циркулировать в системе. 
Холодопроизводительность единицы объема хладагента тоже должна быть как можно большей. Чем она выше, тем меньшие размеры имеют машины и аппаратура холодильной установки и тем меньше затраты энергии на циркуляцию хладагента. 
Хладагенты должны иметь низкую температуру замерзания. 
 Физико-химические. К ним относятся: плотность, вязкость, коэффициент теплопроводности, химическая стойкость при контакте с металлами, смазочными маслами, влагой, воздухом. 
Желательно, чтобы плотность и вязкость хладагентов были небольшими, это уменьшает расходы энергии на их циркуляцию. Они должны быть устойчивы к растворению маслами. Это уменьшает унос масла из компрессоров и способствует лучшей сохранности смазки. 
Хладагенты не должны вызывать коррозию материалов, из которых изготовлены аппараты холодильных установок, хорошо растворять влагу во избежание ее вымерзания на стороне испарения и обладать достаточной химической стойкостью. 
 Физиологические. Хладагенты должны быть безвредными для обслуживающего персонала, легко обнаруживаться при утечках, не портить продукцию тех производств, где они применяются. 
 Экономические. Хладагенты должны быть доступны и дешевы.

Заключение

Развитие  холодильной техники привело  к необходимости специализации  холодильных агентов по типам  компрессорных машин, зонам температур кипения (высокотемпературные, умеренного холода, низкотемпературные), числу  ступеней, (одно- и двухступенчатые, каскадные). 
Одним из наиболее распространенных холодильных агентов является аммиак. Однако в современных холодильных машинах все большее применение находят фреоны — холодильные агенты, получаемые из метана, этана и пропана путем замещения атомов водорода на атомы фтора и хлора. 
Крупные холодильные установки химической и нефтеперерабатывающей промышленности являются потребителями большого количества холодильных агентов, поэтому в качестве хладагентов выгодно использовать продукты, вырабатываемые на данном предприятии или используемые на нем в виде исходного сырья. Так на азотно-туковых заводах, получающих и перерабатывающих сотни тысяч тонн аммиака, фреоны, несмотря на свои положительные свойства, не могут с ним конкурировать. 
На заводах синтетического каучука, нефтеперерабатывающих заводах и заводах тяжелого органического синтеза вырабатывается или потребляется большое количество углеводородов: этана, этилена, пропилена, бутана, пропана, каждый из которых может быть использован в качестве холодильного агента. 
В отдельных случаях имеется возможность использования хладагента с разомкнутым циклом: однократно используется холодильный эффект от испарения аммиака, идущего на производство азотной кислоты, пропилена в производстве эпихлоргидрина, этилена, испаряемого перед подачей на производство полиэтилена.