Хладагенты и хладоносители

Хладагенты

Холодильным агентом (сокращенно – хладагентом) называется рабочее вещество, которое циркулирует по замкнутому кругу в системе «конденсатор – испаритель» и обеспечивает понижение температуры в морозильной камере. В испарителе компрессорной установки молочного танка хладагент, находясь при низкой температуре, закипает и переходит из жидкого состояния в парообразное. Этот процесс сопровождается поглощением большого количества тепла, которое забирается у воздуха камеры охлаждения (в машинах для хранения и охлаждения молока льдогенераторного типа – у жидкого хладоносителя). После этого, под действием компрессора, хладагент переходит в конденсатор. Там он возвращается из парообразного в жидкое состояние, с выделением тепла. Оно уходит в окружающую молокоохладитель атмосферу или нагреваемую для технических целей воду.

Вещества, которые применяются в качестве хладагентов, должны обладать определенными физико-химическими, термодинамическими и физиологическими свойствами. Только в этом случае эксплуатация танков для охлаждения молока окажется не только безопасной, но еще и экономически выгодной, по причине малых энергозатрат.

Термодинамические свойства хладагентов

Оценивая термодинамические характеристики хладагента, можно сделать вывод, насколько это вещество окажется эффективным в энергетическом плане. А именно, сколько будет затрачено киловатт для понижения температуры в емкости для охлаждения молока на 1 градус, то есть, на единицу холодопроизводительности. Одним из основных параметров, характеризующим энергетическую эффективность компрессорной машины, является холодильный коэффициент ɛ. Он представляет собой отношение холодопроизводительности агрегата Q0 к его мощности N и рассчитывается по формуле: ε = Q0 / N.

Еще одна важная характеристика хладагента, от которой зависит холодопроизводительность и, как следствие, холодильный коэффициент – скрытая теплота парообразования (обозначается буквой r, размерность кДж/кг). Если значение r большое, а удельный объем пара (v, куб. м / кг) малый, то можно купить охладитель молока с низким расходом энергии, у которого объемная производительность компрессорного агрегата тоже будет невысокой.

Следующими важными эксплуатационными параметрами являются давление и температура насыщения при кипении (Р0 и t0) и конденсации (Рк и tк) хладагента. Рекомендуется, чтобы Р0 было больше, чем атмосферное, тогда в систему не просочится воздух снаружи. Разность Рк – Р0 влияет на толщину стенок ресиверов и других сосудов, а значит, и на металлоемкость компрессорного агрегата ванны охлаждения для молока. Отношение Рк / Р0 – это степень сжатия или, говоря точнее, степень повышения давления. Чем это значение меньше, тем ниже расход энергии, выше холодопроизводительность, лучше энергетические и объемные характеристики.

Очень желательно, чтобы температура в конце этапа сжатия пара в компрессорной установке была низкой. От этого зависит степень нагрева, надежность клапанов и продолжительность безаварийной работы. А, значит, и конструкция компрессора – наличие встроенного двигателя, рубашки охлаждения и прочего.

Критические значения Ркр и tкр определяют верхний предел, до которого хладагент будет находиться в жидком состоянии. В случае превышения указанных значений, он перейдет в газообразное, после чего кипение и конденсация станут невозможны. Нижний предел зависит от температуры замерзания tз.

Теплофизические свойства хладагентов

На танк охладитель молока цена зависит от многих параметров. В числе прочих – характеристики компрессора, на которые влияют теплофизические свойства хладагента. Они важны для правильного конструирования установки. От коэффициента теплопроводности (λ, Вт/м ×К) вещества зависит его теплопоглощение и теплоотдача при кипении и конденсации. А от плотности (ρ, кг/м3 ) и динамической вязкости (μ, Па•с) – расход энергии на циркуляцию жидкости в системе, с учетом сопротивления клапанов.

Физико-химические свойства хладагентов

Главными физико-химическими характеристиками хладагентов являются: влияние на материалы компрессорного агрегата танка охладителя молока, растворимость в масле и воде, электропроводность. Фреоны, например, электрический ток не проводят, в воде сохраняют целостность, зато в масле растворяются хорошо. Тогда как аммиак – наоборот, масла почти не боится, а в воде растворяется довольно быстро.

С точки зрения безопасной эксплуатации оборудования для охлаждения молока, большое значение имеют токсичность хладагента и его взрывопожароопасность (иногда эти свойства называют физиологическими). Первое присуще всем, и аммиаку, и фреонам – если в помещении скапливается много паров, они могут вызвать удушье. Для оценки любого вещества применяется коэффициент токсичной опасности, который равен делению плотности паров при 20 град С на предельно допустимую концентрацию (мг / куб. м): Кто = ρ20 / ПДК.

Продолжение следует