Рабочие вещества холодильных машин
В качестве рабочих веществ используются: • вода – в пароэжекторных и бромисто-литиевых абсорбционных холодильных машинах • воздух – в воздушных холодильных машинах небольшой холодопроизводительности • аммиак – в крупных холодильных установках • фреоны (хладоны) – фторхлорбромпроизводные углеводородов (метана, этана пропана и бутана). Cm Hn Fx Cly Brz n+x+y+z=2 m+2 2
1. Обозначения хладонов: 1) Производные метана без атомов водорода x – число атомов фтора R 1 x CF Cl 3 CF 3 Cl R 11 – R 13 CF 2 Cl 2 – R 12 C Cl 4 – R 10 – 2) Производные этана, пропана и бутана без атомов водорода R(m-1)1 x C 2 F 3 Cl 3 – m – число атомов углерода R 113 C 4 F 8 C 3 F 6 Cl 2 – – R 216 R 318 3
1. Обозначения хладонов: 3) Производные метана с атомами водорода R(1+n) x n – число атомов водорода CHF Cl 2 – R 21 CHF 3 – R 23 CНF 2 Cl CH 2 Cl 2 R 22 – R 20 – 4) Производные этана, пропана и бутана с атомами водорода R(m-1) (1+n) x C 2 H 3 F 3 C 2 H 6 – – R 143 R 170 C 2 H 3 F 2 Cl C 3 H 8 – – R 142 R 290 4
1. Обозначения хладонов: 5) Производные метана этана, пропана и бутана с содержанием атомов брома R(m-1) (1+n) x B z z – число атомов брома CF 2 Br Cl – R 12 B 1 CF 2 Br 2 CF 3 Br – – R 13 B 1 R 12 B 2 6) Другие вещества NH 3 СО 2 (аммиак) (углекислый газ) R 717 – R 744 – 5
2. Термодинамические свойства рабочих веществ Рабочие вещества классифицируют по давлениям и нормальным температурам кипения По давлениям конденсации при t = 30 °С рабочие вещества условно делят на три группы: 1) Высокого давления — вещества, у которых давление конденсации при t = 30 °С составляет от 7 до 2 МПа: • R 13 • R 14 • R 23 • R 170 • R 744 (CO 2) 6
2. Термодинамические свойства рабочих веществ 2) Среднего давления —давление конденсации при t = 30 °С составляет 2 до 0, 3 МПа: • R 12 • R 143 • R 13 B 1 • R 290 • R 22 • R 717 (NH 3) • R 115 3) Низкого давления —давление конденсации при t = 30 °С ниже 0, 3 МПа: • R 114 • R 21 • R 142 • R 12 B 1 • R 318 • R 113 7
2. Термодинамические свойства рабочих веществ По нормальным температурам кипения (при р = 981 к. Па ) различают 1) Низкотемпературные — ниже – 60 °С 2) Среднетемпературные — от – 60 до – 10 °С 3) Высокотемпературные — свыше – 10 °С 8
3. Прочие свойства рабочих веществ 1) Теплофизические свойства • плотность • вязкость • теплоемкость • теплопроводность • теплота парообразования • поверхностное натяжение 9
3. Прочие свойства рабочих веществ 2) Физико-химические свойства • химическая стабильность — температура разложения — воспламеняемость — взрывоопасность • взаимодействие с водой и примесями • взаимодействие со смазочными маслами • взаимодействие с конструкционными материалами 10
3. Прочие свойства рабочих веществ 3) Физиологические свойства Коэффициент токсической опасности — плотность пара при 20 °С — предельно допустимая концентрация ПДК, мг/м 3 R 717 20 R 12 300 R 21 200 R 12 B 1 1000 R 22 3000 R 142 3000 R 113, R 152 3000 Kто 300 100 30 20 10 4 1 11
4. Выбор рабочих веществ В соответствии с температурным режимом работы холодильных машин применяют: • для тепловых насосов и машин кондиционирования воздуха (tи > – 10 °С) — вещества низкого давления • для среднетемпературных машин (холодильники для пищи и др. , tи = – 10 … – 30 °С) — вещества среднего давления • для одноступенчатых низкотемпературных машин (tи = – 30 … – 55 °С), двухступенчатых (tи до – 70 °С) и каскадных (tи до – 110 °С)— вещества высокого давления 12
4. Выбор рабочих веществ На параметры холодильной машины существенное влияние оказывают давления испарения и конденсации pи и pк , а также их разность и отношение определяет объемные и энергетические коеффициенты компрессора, затрачиваемую работу влияет на нагруженность элементов компрессора. Уменьшение разности давлений приводит к увеличению расхода хладагента и увеличению габаритов компрессора и аппаратов. 13
4. Выбор рабочих веществ Рекомендуется выбирать рабочие вещества: • с минимальными значениями нормальной температуры кипения, давления конденсации, разности давлений (рк — ри), отношения давлений рк/ри, адиабатной работы lад, плотности пара ρвс, показателя адиабаты k. • с максимальными значениями давления кипения в испарителе и объемной холодопроизводительности • термически стабильные, не склонные к растворению масла и воды, менее токсичные, горючие и взрывоопасные • имеющие меньшую стоимость 14
4. Выбор рабочих веществ Наиболее распространены рабочие вещества: R 22 — основное рабочее вещество машин с порш- невыми и винтовыми компрессорами; используется при tи от + 10 до – 70 °С и при tк < 50 °С R 12 — является наиболее распространенным рабочим веществом в центробежных компрессорах, используется в верхних каскадах низкотемпературных машин при повышенных температурах конденсации (tк < 75 °С) R 13 — применяется в нижней ветви каскада низкотемпературных каскадных холодильных машин для получения температур до tи = – 110 °С. 15
4. Выбор рабочих веществ Наиболее распространены рабочие вещества: R 11 и R 113 — в машинах кондиционирования воздуха при высоких температурах конденсации (в основном – с центробежными компрессорами) R 717 (аммиак) — аммиак (R 717) применяется в компрессорах с открытым приводом при tк < 55 °С, в одноступенчатых машинах с tи = – 30 °С, в двухступенчатых — до tи = – 60 °С. Используется в многоступенчатых центробежных компрессорах большой производительности. Высокие значения показателя адиабаты и повышенные требования к технике безопасности ограничивают его применение. Вместо аммиака применяют хладоны R 12, R 22, R 502, R 13 B 1. 16
Скачать презентацию Рабочие вещества холодильных машин В качестве рабочих
Лекция 06 Рабочие вещества.ppt