Właściwości czynników chłodniczych

Czynnikiem chłodniczym nazywamy związek chemiczny lub mieszaninę, która krą¬żąc w zamkniętej instalacji chłodniczej, podlega cyklowi przemian termodynamicznych, tworzących obieg chłodniczy.

Ogólne wymagania stawiane czynnikom chłodniczym:

1.            Ujemna wartość temperatury wrzenia w warunkach otoczenia.

2.            Całkowita stabilność chemiczna przy każdej temperaturze w obiegu,

3.            Obojętność chemiczna w stosunku do wszystkich materiałów, z których wykonana jest instalacja w urządzeniu,

4.            Niepalność.

5.            Nietoksyczność

6.            Niewybuchowość.

7.            Korzystny przebieg krzywej nasycenia ciśnienia pary:

o             nadciśnienie przy temperaturze parowania; zabezpiecza instalację przed przed¬ostaniem się do wnętrza powietrza na skutek nieszczelności,

o             dopuszcza się niskie ciśnienie przy temperaturze skraplania, w celu zmniejszenia zużycia matę Katów do budowy skraplacza, armatury, przewodów rurowych itp,

8.            Duża objętościowa wydajność chłodnicza qovt, w celu zmniejszenia strumienia objęto¬ści czynnika chłodniczego krążącego w obiegu I tym samym zmniejszenia wymiarów konstrukcyjnych sprężarki.

9.            Chemiczna i fizyczna czystość czynników; np. zawartość wody w czynnikach nie roz¬puszczających się powinna być równa 0. W przeciwnym razie istnieje niebezpieczeń¬stwo zablokowania zaworu rozprężnego na skutek tworzenia się lodu, a także ograni¬czenia chemicznej stabilności czynnika chłodniczego.

Skład chemiczny i fizykochemiczny czynników chłodniczych

1. Chlorotluorowęglowodory CFC (niem. FCKW)

•             halogenowe związki węgla, w których wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione ato¬mami chloru i fluoru,

•             duża stabilność chemiczna; rozkładają się dopiero w warstwie ozonowej,

•             wysoki wskaźnik ODP,

Należą do nich czynniki: R11, R12, R133 R113, R114; R115

2. Wodcrochiorofluorowęglowodory HCFC (niem, HFCKW)

•             substancje organiczne, w których nia wszystkie atomy wodoru w cząsteczce zostały zastąpione przez atomy chloru i f!uomr

•             stabilność chemiczna mniejsza niż związków CFC, stąd niższy wskaźnik ODP,

•             rozkładają, się w dużym stopniu już w dolnych warstwach atmosfery; stanowią mniejsze zagrożenie dia warstwy ozonowej.

Należą do nich czynniki: R22, R123

3. Hydrofluorowęglowodory HFC (niem* HFKW)

•             substancje organiczne, w których część atomów wodoru została zastąpiona atomami fluoru, nie zawierają atomów chloru i bromu,

•             duża stabilność, wskaźnik ODP jest równy 0; nie stanowią zagrożenia dla warstwy ozonowej.

Należą do nich czynniki: R134a, R23, R152a

4. Wodorobromofluorowęglowodory HBFC (niern. BrFCKW) substancje organiczne, w cząsteczkach których występują atomy bromu.

Należą do nich czynniki: R12B1, R13B1, R114B2, R22B1

5. FluoroCarbony FC (nienru FKW)

•             substancje, w których wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione atomami fluoru, nie ma w nich atomów wodoru i chloru,

•             wskaźnik ODP jest równy 0. Należy do nich czynnik: R218

6. Hydrocarbon HC

•             węglowodory nasycone,

•             wskaźnik ODP jest równy 0.

Należą do nich: propan HC-290, n-butan HC-600

Właściwości fizyczne popularnych czynników chemicznych

Zastosowanie czynników chłodniczych

Lp.          Czynnik                Zastosowanie

1.            R22        Instalacje chłodnicze rożnej wielkości, stosowane w: klimatyzacji, transporcie, przemyśle chemicznym, farmaceutycznym oraz przemyśle spożywczym- Czynnik stosowany jest również w chłodziarkach i zamrażarkach domowych oraz w me¬blach chłodniczych. Minimalne temperatury parowania czynnika: - przy

1-stopniowym urządzeniu chłodniczym tpar = -40oC, - przy 2-stopniowym urządzeniu chłodniczym tpar - -80°C

2.            R134a    Zamiennik R12. Urządzenia chłodnicze średnio-temperaturowe domowe i handlowe oraz urządzenia klimatyzacyjne. Stosowany jako czynnik obiegowy w klimatyzatorach osobowych.

3.            R404A   Zamiennik R22 stosowany w: -przemysłowych urządzeniach chłodniczych Jadowych i okrętowych (chłodnie, mroźnie), - urządzeniach chłodniczych w domach towarowych, - urządzeniach transportu chłodniczego.

4.            R407C   Zamiennik R22 stosowany w: - urządzeniach klimatyzacyjnych domowych i handlowych - układach chłodniczych na okrętach, - układach chłodniczych domów handlowych.

5.            R409A   Zamiennik typu „drop in" dla R12, Stosowany do napełniania istniejących urzą¬dzeń chłodniczych bez konieczności zmian w instalacji i wymiany w niej oieju.

6.            R410      Zamiennik R12 w systemie irretnofir\ Zastosowanie w: - klimatyzatorach -domowych i handlowych urządzeniach chłodniczych, -pompach ciepła, - nowe układy chłodnicze w przemyśle i supermarketach.

7.            R417A   Zamiennik R22 - zakres zastosowań zbliżony do R22

8.            R419A   Zamiennik R22 - zakres zastosowań zbliżony do R22

Pozostałe czynniki chłodzące i nośniki ciepła

Ciekłe czynniki chłodzące

Ciekłe czynniki chłodzące winny cechować nrun, brakiem agresywności korozyjnej, niepalnością; w warunkach roboczych ciecz nie powinna zamarzać i wrzeć oraz nie po¬winna być toksyczna wobec ludzi i produktów spożywczych. Spośród ważniejszych wy¬maganych własności fizycznych należy wymienić duże ciepło właściwe, wysoką prze¬wodność cieplną i niewielką lepkość kinematyczną. Spośród ważniejszych czynników o tych cechach należy wymienić wodę, roztwory wodne różnych substancji chemicznych, płyny bezwodne oraz czynniki dwufazowe. O doborze czynnika chłodzącego do konkret¬nego układu winny decydować jego parametry techniczno-eksploatacyjne.

Woda lodowa jest właściwym środkiem chłodzącym w temperaturach wyższych od 0°C. Przy doborze agregatów do scWadzania wody zakłada się temperaturę na wejściu do agregatu +12°C (powrót z instalacji), a na wyjściu +6oC (zasilanie instalacji).

Wymagania dotyczące wody lodowej

1 instalacja mieszana,

2 przy stosowaniu chemikaliów kondycjonujących optymalna wartość pH może leżeć poza podanym zakresem,

3 stabilizacja przy użyciu fosforanów organicznych i środków dyspergujących, w zależności od działania stablizującego możliwe również wyższe stężenie

4 przy stosowaniu inhibitorów dopuszczalne są w szczególnych przypadkach wyższe stężenia (zalecana kontrola korozyjności)

5 w razie wzrostu liczby bakterii ponad 10000/ml konieczne jest zastosowanie biocydu (dawki uderzeniowe)