Требования, предъявляемые к холодильным агентам:
При выборе холодильного агента прежде всего смотрят, насколько он удовлетворяет основным перечисленным требованиям. Вода, например, применяется ограниченно из-за высокой температуры замерзания и низких давлений в испарителе (температуре +7° соответствует давление 0,01 ата). Углекислота имеет слишком высокие давления: чтобы- сконденсировать пары углекислоты при 30°, требуется давление 73 ата, и при более высоких температурах ее вообще нельзя превратить в жидкость (критическая температура углекислоты 31°).
В качестве холодильных агентов применяется небольшая на веществ.
Несмотря на большое различие в термодинамических свойствах, все фреоны имеют много общего по своим физико-химическим и физиологическим свойствам. Все они взрывобезопасны, не горючи, не разъедают цветные металлы, хорошо растворяют масла и почти безвредны для человека.
По объемной холодопроизводительности и по давлениям фреон-22 почти не уступает аммиаку. Объемная холодопроизводительность фреона-12 примерно в 1,5 раза меньше чем аммиака но зато фреон-12 имеет более низкое давление конденсации. Фреон-12 и фреон-22 вследствие безвредности и взрывобезопасности являются более ценными холодильными агентами, чем аммиак. Однако высокая стоимость фреонов не позволяет им пока полностью вытеснить аммиак. В предприятиях торговли и общественного питания, где машины часто расположены в местах большого скопления людей, фреон-12 (он пока значительно дешевле, чем фреон-22) уже полностью вытеснил аммиак.
Аммиак значительно легче воздуха, поэтому вытяжную вентиляцию в машинных отделениях всегда делают сверху. На мирные металлы, а также алюминий и фосфористую бронзу аммиак не действует, но в присутствии влаги разъедает другие Цветные металлы: цинк, бронзу, медь и ее сплавы. Вследствие растворимости воды в аммиаке исключается возможность, замерзания ее в системе. Масло в аммиаке растворяется аммиака можно обнаружить специальной индикатор-бумагой.
Для холодильных машин используется только аммиак первого сорта с содержанием влаги не более 0,2% (ГОСТ 6221—52).
Хранится аммиак в специальных баллонах, окрашенных в желтый цвет.
Надпись «аммиак» наносится черной краской. На каждый баллон имеется паспорт.
Заполнение баллона аммиаком не должно превышать 0,57 кг на 1 л емкости.
Сернистый ангидрид (S02). Имеет ряд достоинств: невысокое давление конденсации (3,6 ати при 30°), невоспламеняемость, инертность к меди и ее сплавам, недефицитность. Температура кипения при нормальном давлении равна —10°. По объемной холодопроизводительности он более чем в 2 раза уступает аммиаку.
До появления фреонов сернистый ангидрид применялся в установках малой производительности (для торговых шкафов и домашних холодильников), Содержание влаги более 0,002%; вызывает сильную коррозию металлов. Главным недостатком сернистого ангидрида является его большая ядовитость: концентрации В воздухе 0,2% уже может вызвать смертельное oтравление. Место утечки сернистого ангидрида можно обнаружить ваткой, смоченной нашатырным спиртом. При утечке появляется белый дымок. И настоящее время сернпстоангидридные машины не выпускаются.
Хлористый метил (СНМС1). До появления фреона-12 хлористый метил применялся для автоматизированных холодильных машин.
И настоящее время холодильные машины с хлористым метилом не выпускаются. Хлорметил весьма ядовит и взрывоопасен.
Иногда в хлорметил добавляют различные пахучие вещества ( 1% акролеина или 0,3% нитрита метила и др.), чтобы примесь и воздухе можно было легко обнаружить.
По возможности хлорметил следует заменять более безопасном и безвредным фреоном-12 (предварительно, конечно, удалив хлорметил из системы).
Фреон-12 (CF2CI2) или дифтордихлорметан. Это наиболее распространенный холодильный агент — бесцветный газ со слабым специфическим запахом, который не ощущается при концентрациях менее 20%.
Удельный вес жидкого фреона при температуре 20° составляет 1,32 кг/л. С понижением температуры удельный вес его пеки повышается.
Фреон-12 хорошо растворяет в себе минеральное масло и сам и нем растворяется, понижая вязкость масла. Растворимость фреона в масле увеличивается с повышением давления, а также при снижении их температуры. Уровень масла в картере фреонового компрессора, например, во время стоянки увеличивается, так как - давление на стороне всасывания растет. При пуске компрессора давление в картере понижается, фреон выкипает из масла и вспенивает его. Часть масла неизбежно уносится из картера вместе с фреоном в конденсатор и затем в испаритель.
Поэтому при монтаже фреоновых установок необходимо предусмотреть возможность постоянного возврата масла из испарителя в картер компрессора.
Растворимость воды во фреоне-12 очень низкая. При 0° она составляет всего 0,006%, а при температуре —20° еще ниже (только 0,003%).
Наличие во фреоне незначительного количества нерастворенной влаги приводит к замерзанию ее непосредственно после регулирующего вентиля или при входе в испаритель и нарушает работу всей установки. Кроме того, нерастворенная влага выминает коррозию в системе и быстрый износ трущихся частей машины.
Содержание влаги в поставляемом заводами фреоне-12 и маслах для фреоновых установок строго оговаривается техническими условиями.
При монтаже и пуске фреоновых установок должны быть приняты тщательные меры для предохранения системы от попадания в нее влаги. Для удаления попавшей в систему влаги на фреоновых установках ставят дополнительный узел—-осушитель, заполненный силикагелем. После удаления влаги осушительные патроны снимаются.
Фреоны способны растворять различные органические вещества. Обычная резина, например, быстро разъедается фреоном.
Поэтому прокладки для уплотнения разъемных соединений делают из специальных сортов маслобензостойкой резины.
По отношению к металлам фреоны инертны, но способность промывать с металлов окалину, песок и загрязнения.
Фреоны могут проникать через малейшие неплотности и даже через поры обычного чугуна.
Особое внимание при монтаже фреоновых установок следует обратить на качество выполнения разъемных и неразъемных имений и транспортируется фреон-12 в стальных баллонах, 01 решенных алюминиевой краской, с надписью «фреон-12».
Фреон-22 (CHC1F2). По термодинамическим свойствам фреон-22 очень близок к аммиаку, а при низких температурах кипения (—60-70) его объемная холодопроизводительность даже выше, чем у аммиака. Низкая температура замерзания (—160°) позволяет использовать фреон-22 при температурах кипения от —65 до —90°, где применение аммиака уже невозможно. По физическим свойствам фреон-22 близок к фреону- 12.
Удачное сочетание безопасности и безвредности с высокими термодинамическими качествами позволит фреону-22 в ближайшие годы полностью вытеснить аммиак из холодильных установок (временная дороговизна фреона-22 не может служить для этого препятствием).
Фреон-142 (C2H3F2CI). Не ядовит, почти не воспламеняется, инертен по отношению к металлам; низкие давления делают его очень удобным в установках для кондиционирования воздуха в тех случаях, когда температура окружающей среды достигает 50—70°.