Холодоагент
Холодоаге́нт або холод́ильний агéнт (англ. refrigerant) — робоча речовина холодильної машини, яка при кипінні або в процесі розширення забирає теплоту від охолоджуваного об'єкта і потім після стиснення передає її охолоджувальному середовищу (воді, повітрю тощо).
Холодоагент є окремим випадком теплоносія. Важливою відмінністю є використання теплоносіїв в одному і тому ж агрегатному стані, в той час, як холодоагенти зазвичай використовують фазовий перехід (кипіння й конденсацію).
Вимоги до холодоагентів ред.
До холодильних агентів ставиться низка вимог. Вони повинні мати:
- низьку температуру кипіння при тиску вище від атмосферного (щоб уникнути підсмоктування повітря);
- помірний тиск і температуру конденсації;
- низьку температуру твердіння і високу критичну температуру;
- велику теплоту паротворення при малих питомих об'ємах пари;
- малу теплоємність;
- високу теплопровідність.
Крім того, бажано, щоб холодоагенти були вибухобезпечними, нетоксичними, негорючими, нейтральними до конструкційних матеріалів, інертними до мастила тощо.
Класифікація ред.
Залежно від температури кипіння при атмосферному тиску холодоагенти поділяють на 3 групи:
- високотемпературні (вище від −10°С);
- помірні (у діапазоні −10…-50 °С);
- низькотемпературні (нижче від −50°С).
Основними холодильними агентами переважно є аміак, фреони (хладони) і деякі вуглеводні.
Аміак належить до групи помірних холодоагентів. Перевагами аміаку є його низька вартість і високі теплофізичні показники. Недоліками є токсичність, вибухонебезпека. Аміак також є агресивним до деталей з міді та її сплавів.
Фреони в більшості випадків є нешкідливими і негорючими; налічується понад 50 різних фреонів та їх сумішей, що використовуються у всіх температурних групах. Найпоширенішими є фреон-12, фреон-22 (належать до помірних холодоагентів) і фреон-13 (низькотемпературний холодоагент).
Вуглеводні (етан, пропан, етилен) мають низьку температуру замерзання, але є вибухонебезпечними; застосовуються в крупних і середніх холодильних установках в нафтохімічній і газовій промисловості.
В адсорбційних пароежекторних холодильних машинах і машинах, що працюють на водному розчині бромистого літію (бромистолітієвих) холодильним агентом слугує вода.
В холодильно-газових машинах як холодоагент в основному використовуються гелій, водень, азот або повітря.
Не слід плутати холодоагенти й кріоагенти. У кріоагентів температура кипіння є нижчою, також для холодоагентів ставляться вищі вимоги по взаємодії з оливами компресорів.
Кріоагент — речовина, що використовується як робоче тіло в кріогенних системах. Кріоагенти мають температуру кипіння нижчу від −120˚C. Це, переважно, чисті гази: гелій, азот, кисень, аргон й деякі вуглеводні (метан, етан). Принциповою різницею у використанні холодильних агентів у вигляді азоту, гелію тощо є те, що рідина витрачається і випаровується (переважно, в атмосферу), тобто реалізується розімкнутий холодильний цикл. У холодильних машинах фреон чи аналогічний газ працює у замкнутому циклі, стискаючись за допомогою компресора, охолоджуючись в конденсаторі, розширюючись в дроселі або детандері, випаровуючись у випарнику
Маркування ред.
Маркування холодоагентів у форматі R-# було запропоноване компанією DuPont. Числа та літери, що записані на місці ідентифікаційного номера визначають молекулярну структуру холодоагента.
Граничні вуглеводні та їх галогенні похідні позначаються літерою R з трьома цифрами після неї, тобто у форматі R-xyz, де:
- x (сотні) дорівнює кількості атомів вуглецю, зменшеній на одиницю;
- y (десятки) дорівнює кількості атомів водню, збільшеній на одиницю;
- z (одиниці) дорівнює кількості атомів фтору.
Наприклад:
- Холодоагент R-134a має 2 атоми вуглецю, 2 атоми водню, 4 атоми фтору, а суфікс «a» вказує що це ізомер — тетрафторетан.
- Серії R-400, R-500 позначають суміші холодоагентів.
- Ізобутан має власне позначення як холодоагент R-600a і містить 0 атомів фтору, 10 атомів водню, 4 атоми вуглецю, а суфікс «a» вказує, що це ізомер.
Різним неорганічним сполукам присвоєна серія 700, й ідентифікаційний номер холодоагентів, що належать до цієї серії, визначається як сума числа 700 і молекулярної маси холодоагенту.
Наприклад, для аміаку, хімічна формула якого NH3, отримаємо 1x14+3x1+700=717. Таким чином його позначення буде: R-717.
Див. також ред.
Джерела ред.
- Теоретические основы хладотехники. Тепломассообмен: учебное пособие / С. Н. Богданов и др. ; ред. Э. И. Гуйко. — М.: Агропромиздат, 1986. — 320 с.
- Богданов С. Н. Холодильная техника: Свойства веществ: справочник / С. Н. Богданов, О. П. Иванов, А. В. Куприянова. — М.: Агропромиздат, 1985. — 208 с.
Посилання ред.
- Numbering Scheme for Ozone-Depleting Substances and their Substitutes на сайті EPA (англ.)