CZYM POWINNY CHARAKTERYZOWAĆ SIĘ CZYNNIKI CHŁODNICZE STOSOWANE W MASZYNACH KLIMATYZACYJNYCH.
1. Ciśnienie czynnika chłodniczego w skraplaczu nie powinno przekraczać 1,51,7 MPa; w parowniku zaś nie powinno powstawać podciśnienie.
2. Ciepło parowania czynnika r powinno być jak największe, a objętość właściwa możliwie jak najmniejsza. Im większe jest ciepło parowania, tym mniej będzie w obiegu czynnika chłodniczego; im mniejsza objętość właściwa czynnika v, tym mniejszą on zajmuje objętość.
3. Temperatura zamarzania czynnika powinna być dostatecznie niska, temperatura krytyczna zaś dostatecznie wysoka. Temperatury te wyznaczają zakres stosowania czynnika pod względem temperatur parowania skraplania.
4. Przewodność cieplna czynnika chłodniczego powinna być możliwie jak największa, ponieważ w takim razie mniejsze mogą być powierzchnie ogrzewalne skraplaczy i parowników.
5. Czynnik chłodniczy nie powinien być palny, wybuchowy, ani mieć właściwości trujących.
6. Nie powinien powodować korozji metali stosowanych w technice chłodniczej; zatem powinien być względem nich chemicznie obojętny.
7. Nie powinien być zbyt drogi.
10.5. Czynniki chłodnicze
nie mogą być toksyczne;
nie mogą powodować korozji materiału urządzenia chłodniczego;
powinny być bezpieczne ze względów pożarowych i wybuchowych;
powinny wykazywać odpowiednie właściwości termodynamiczne, to znaczy:
- umiarkowane wartości ciśnienia wrzenia i skraplania w stosowanej temperaturze,
- małą objętość właściwą par,
- małe ciepło właściwe w stanie ciekłym,
- wysokie wartości współczynników przewodzenia i przejmowania ciepła,
- niską temperaturę krzepnięcia,
- wysoką temperaturę krytyczną;
muszą być trwałe, tzn. nie ulegać rozkładowi chemicznemu;
powinny mieć małą lepkość z uwagi na opory przepływu;
powinny być tanie i łatwo dostępne.
W praktyce brak jest czynników, które spełniałyby wszystkie powyższe wymagania.
Początkowo najbardziej rozpowszechnionym czynnikiem chłodniczym był amoniak. Ma on wiele zalet, a wśród nich korzystne parametry termodynamiczne i fizykochemiczne oraz niską cenę. Poważnymi jego wadami są jednak wybuchowość, trujące działanie na żywe organizmy i dokuczliwy zapach.
Obecnie powszechnie stosuje się freony. Są to związki chemiczne powstające z połączeń węglowodorów nasyconych z chlorem i fluorem. Ich właściwości termodynamiczne są zbliżone do właściwości amoniaku. Inne zalety to mniejsza toksyczność i całkowita bezwonność, do wad zaś należą: rozpuszczalność w oleju smarującym sprężarki, większy niż amoniaku koszt oraz łatwość przeciekania przez najmniejsze nieszczelności.
Najważniejsze właściwości najczęściej stosowanych czynników chłodniczych podano w tabl. 10.1.
Właściwości czynników chłodniczych T a b 1 i c a 10.1
Czynnik chłodniczy |
Wzór chemiczny |
Oznaczenie |
Stężenie śmiertelne w powietrzu
% obj. |
Granica wybuchowości; zawartość w powietrzu
% obj. |
Jednostkowa wydajność chłodnicza
kJ/m3 |
Amoniak |
NH3 |
R717 |
0,50,6 |
16,025,0 |
2169 |
Dwutlenek siarki |
SO2 |
R764 |
0,7 |
niepalny |
822 |
Chlorek metylu |
CH3Cl |
R40 |
2,02,5 |
8,117,2 |
1253 |
Dwutlenek węgla |
CO2 |
R744 |
2930 |
niepalny |
7768 |
Propan |
C3H8 |
R290 |
37,551,7 |
2,37,3 |
1851 |
Freon 11 |
CFCl3 |
R11 |
10 |
niepalny |
204 |
Freon 12 |
CF2Cl2 |
R12 |
28,530,4 |
niepalny |
1280 |
Freon 21 |
CHFCl2 |
R21 |
10,2 |
niepalny |
364 |
Freon 22 |
CHF2Cl2 |
R22 |
- |
niepalny |
2072 |
Freon 113 |
C2F3Cl |
R113 |
4,85,2 |
niepalny |
74 |
Freon 114 |
C2F4Cl3 |
R114 |
20,112,5 |
niepalny |
381 |
Freon 502 |
mieszanina |
|
|
|
|
|
R22 i R15 |
R502 |
- |
niepalny |
1640 |