Лекция №2
Тема: Хладагент, холодильные масла
Холодильный агент (хладагент) — рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении и в процессе изотермического расширения отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде за счёт конденсации (воде, воздуху и т. п.).
Хладагент является частным случаем теплоносителя. Важным отличием является использование теплоносителей в одном и том же агрегатном состоянии, в то время, как хладагенты обычно используют фазовый переход (кипение и конденсацию).
Основными холодильными агентами являются: аммиак, фреоны (хладоны), углеводороды. Следует различать хладагенты и криоагенты. У криоагентов ниже температура кипения. Это не касается появившихся в последнее время компрессионных криостатов, способных охлаждать до температур ниже −120 °C без применения жидкого азота, как это было принято последние сто лет.
Принципиальной разницей в использовании холодильных агентов в виде азота, гелия и т. д. является то, что жидкость расходуется и испаряется (как правило, в атмосферу). В холодильных машинах фреон или аналогичный газ ходит по кругу, при помощи компрессора, сжижаясь в конденсаторе, испаряясь в испарителе.
Систематизация и нумерация холодильных агентов
Обозначение хладагентов в форме R-# было предложено фирмой DuPont.
Числа и буквы, стоящие на месте идентификационного номера, определяют молекулярную структуру холодильного агента.
Предельные углеводороды и их галогенные производные обозначаются буквой R с тремя цифрами после неё, то есть в виде Rxyz, где:
x (сотни) равно числу атомов углерода, уменьшенному на единицу;
y (десятки) равно числу атомов водорода, увеличенному на единицу;
z (единицы) равно числу атомов фтора.
Например:
Хладагент R-134a имеет 2 атома углерода, 2 атома водорода, 4 атома фтора, а суффикс «a» показывает, что изомер — тетрафторэтан.
Серии R-400, R-500 обозначают смеси хладоагентов.
Изобутан имеет обозначение - хладоагент R-600a и имеет 0 атомов фтора, 10 атомов водорода, 4 атома углерода, а суффикс «a» показывает, что это изомер.
Различным неорганическим соединениям присвоена серия 700, а идентификационный номер хладагентов, принадлежащих к этой серии, определяется как сумма числа 700 и молекулярной массы хладагента.
Например, для аммиака, химическая формула которого NH3, имеем 1x14+3x1+700=717. Таким образом его обозначение — R717.
Распространенные смеси хладагентов
R-401A - хлорфторуглерод, смесь хладагентов R-32, R-152a и R-124. Предназначен для замены хладагента R-12.
R-404A - гидрофторуглерод, смесь из R-143a (52%), R-125 (44%), и R-134a (4%). Предназначен для замены R-22 и R-502. Температура кипения хладагента, при нормальном давлении -46°C.
R-406A - смесь R-22 (55%), R-600a (4%), и R-142b (41%).
R-407A - гидрофторуглерод, смесь R-32 (20%), R-125 (40%), и R-134a (40%).
R-407C - гидрофторуглерод, смесь R-32(для обеспечения теплоемкости),
R-125(уменьшает горючесть) и R-134a(снижает давление). Имеет более высокую критическую температуру, и более низкий потенциал глобального потепления (Global Warming Potential), чем R-410A.
R-408A - гидрофторуглерод, смесь R-22, R-125 и R-143a. Предназначен для замены R-502. Температура кипения хладагента: -44,4 °C.
R-409A - гидрофторуглерод, смесь R-22, R-124 и R-142b. Температура кипения хладагента: -35,3°C.
R-410A - смесь R-32 и R-125. Предназначен для замены R-22 в бытовых и легких коммерческих системах кондиционирования воздуха.
R-500 - смесь R-12 (73,8%) и R-152a (26,2).
R-502 - смесь R-22 и R-115.