video

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ХОЛОДИЛЬНОЇ ТЕХНІКИ частина I

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ	ДОДАТКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ			УКЛАДАЧІ

РОЗДІЛ 3. РОБОЧІ РЕЧОВИНИ ХОЛОДИЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

3.1. Холодильні агенти

3.1.1. Поняття холодильного агента. Історія використання

3.1.2. Позначення холодильних агентів

3.1.3. Екологічні аспекти використання холодильних агентів. Параметри оцінки впливу на довкілля

3.1.4. Критерії вибору холодоагенту

3.1.5. Термодинамічні вимоги до холодильних агентів

3.1.6. Фізико-хімічні вимоги до холодильних агентів

3.1.7. Фізіологічні і економічні вимоги до холодильних агентів

3.1.8. Характеристика холодоагенту R717

3.1.9. Характеристика холодоагенту R134а

3.1.10. Характеристика холодоагенту R744

3.1.11. Характеристика холодоагенту R728

3.1.1. Поняття холодильного агента. Історія використання

instr_0_upscayl_4x_realesrgan-x4plus

Для здійснення зворотного термодинамічного циклу, завданням якого є отримання штучного холоду, необхідно мати пристрої його здійснення (холодильну машину), джерела теплоти та тіло, за допомогою якого здійснюється цикл.


	Це тіло поглинає теплоту від джерела низької температури (тіло, що охолоджується) в одних та віддає її до гарячого джерела в інших процесах циклу. Це тіло прийнято називати (рис. 3.1) робочою речовиною циклу* або холодильним агентом.*


*Рис. 3.1. Холодоагент*

Безупинне відведення теплоти охолодного середовища можливе за нескінченно великого запасу ефекту повернення робочої речовини в початковий стан. У першому випадку будемо мати розімкнені цикли, у другому – замкнені.

Робочі речовини, що застосовуються у холодильних машинах характеризуються діапазоном нормальних температур кипіння від + 100 до – 160 ^оС.

Із середини ХVІІІ і до ХХ століття у холодильних машинах використовувалися різні речовини: вода, діетиловий та метиловий ефіри, аміак, діоксин вуглецю, сірчистий ангідрид та ін. Першою та найдоступнішою робочою речовиною є вода. Однак, застосування води, обмежено температурами кипіння вище 0 ^оС. Водночас через високу нормальну температуру кипіння робочі тиски водяної пари в апаратах машини досить низькі (за t_о=2 ^оС, Р_о=0,796 кПа), тому вода використовується лише у пароежекторних і бромисто-літієвих абсорбційних холодильних машинах, головним чином, в установках кондиціонування повітря.

Повітря використовується як робоча речовина в газових (повітряних) холодильних машинах порівняно невеликої холодопродуктивності. Застосування повітря обмежено малою теплоємністю (близько 1,0 кДж/(кг×К)), що в машинах великої холодопродуктивності потребує стискати в компресорі дуже великі його кількості.

До початку 30-х років ХХ століття широко використовувались аміак та сірчистий ангідрит. Після випуску у 1930 році компанією «Cinetic Cemical Inc.» (США) перших партій дифтордихлорметану (R12) більшість робочих речовин, окрім аміаку, повністю зникли з ринку холодильних агентів. Речовини, які є похідними насичених вуглеводнів таких як метан, етан, пропан, бутан та ін., в яких частина або усі атоми водню заміщені атомами хлору, фтору, брому одержали назву хладонів або фреонів.

3.1.2. Позначення холодильних агентів

instr_0_upscayl_4x_realesrgan-x4plus

Велика кількість робочих речовин потребує їхнього позначення. Наразі діє міжнародний стандарт технічного позначення ДСТУ ISO 817:74, який складається з літературного позначення – визначального номера.

Для робочих речовин (рис. 3.2) неорганічного походження визначальний номер починається з цифри 7, після якої вказано молекулярну масу речовини. Наприклад, найпоширеніший холодильний агент ‒ аміак має позначення R717 (хімічна формула NH₃, молекулярна маса – 17); вуглекислий газ R744 (хімічна формула СО₂, молекулярна маса – 44).

Система визначальних номерів похідних насичених вуглеводнів – хладонів побудована за наведеними нижче правилами:

1. Перша цифра справа – це число атомів фтору в з'єднанні (або дефіс і дві цифри, якщо число атомів фтору більше дев'яти).

2. Друга цифра справа – це число атомів водню в з'єднанні плюс одиниця.

3. Третя цифра справа – це число атомів вуглецю в з'єднанні мінус одиниця. Для з'єднань метанового ряду нуль опускається.

4. Число атомів хлору в з'єднанні знаходять вирахуванням сумарного числа атомів, що можуть з'єднатися з атомами вуглецю.

5. Для циклічних похідних на початку визначального номера після літери R ставиться літера С.

6. У випадку, коли на місці хлору знаходиться бром, застосовують ті ж правила, а наприкінці визначального номера ставиться буква В і цифра, що показує число атомів брому в молекулі.

7. За наявності ізомерів найсиметричніший із них позначений визначальним номером, а в наступних, усе більш несиметричних, до номера додають літери.

8. За наявності в молекулі подвійного зв'язку як четверту цифру справа використовують 1.

chto-takoe-freon-i-kakoe-ego-primenenie-v-konditsionirovanii

Рис. 3.2. Позначення холодоагентів

Наприклад, найпоширеніші на початок ХХІ століття фреони R22 та R12 мають хімічні формули відповідно СНСІF₂ та ССІ₂F₂.

Починаючи з пропанового ряду наведена вище літерна індексація втрачає свою однозначність. У зв'язку з цим застосовується друга система індексів:

1. Для хладонів пропанового ряду до визначального номера додається літера, що позначає групу в центрі молекули, і друга літера, що позначає ізомер. Для першої літери прийнято такі позначення для центральних груп: а для ‒ СС12; b ‒ СFС1; с ‒ СС1Н; е ‒ СFН; f ‒ СН2. Для другої літери прийнято: а – для найбільш симетричного ізомеру; b, c ‒ для менш симетричних.

2. Для хладонів бутанового і наступних рядів кожну групу всередині ланцюжка позначають двома буквами відповідно до п.1 другої системи індексації. Для кінцевих груп прийнято такі позначення: 1 для – СF2С1, m – СF3, р – СF2Н, q ‒ CFH2, s для ‒CH3. Звичайно вказують кількість груп, достатню для однозначного уявлення структури.

Поряд із використанням чистих речовин у холодильній техніці дістали поширення суміші. При цьому розрізняють азеотропні (неподільно киплячі однорідні суміші, що переганяють без поділу на фракції і без зміни температури кипіння) та неазеотропні суміші, що характеризуються розходженням рівноважних концентрацій компонентів у рідкій і паровій фазах. Останні зумовлюються з поділом на компоненти, а кипіння і конденсація їх відбувається за перемінних температур.

Змінюючи в широких межах склад таких сумішей, можна одержати властивості, що у конкретних умовах забезпечать найвищу ефективність процесів машини:

– скорочують необоротність процесу теплообміну за перемінних температур джерела;

– збільшують холодопродуктивність, знижують температуру кінця стискання; покращують умови циркуляції мастила в системі;

– розширюють зону застосування за температурами конденсації і кипіння; виключають режими роботи в умовах вакууму тощо.

Характер впливу властивостей неізотропних сумішей на характеристики і показники ефективності холодильних машин такий же, як і чистих речовин, проте змінність температур у процесах кипіння і конденсації накладає на них деяку особливість.

Переваги неізотропних сумішей особливо помітні у випадку негерметичності системи, порушується склад суміші і, як наслідок, робота холодильної машини відхиляється від необхідних умов (зростають температури кипіння та конденсації). Витікання понад 7% потребує повної заміни робочої речовини у холодильній машині (достатньо дорого, враховуючи вартість таких речовин), або відновлення її початкового складу (достатньо складно для здійснення).

Суміші хладонів позначають визначальними номерами відповідних холодоагентів (у порядку зростання температур кипіння), розділеними дробовою рискою, із зазначенням у дужках масових часток у відсотках, а також умовно прийнятими номерами рядів 500 – для азеотропних сумішей (наприклад, R500-R22/ R115 (48,8 /51,2), 400 – для неазеотропних сумішей (наприклад, R 402А-R22/ R125/R 290 (38/60/2)).

Останнім часом у холодильних машинах почали використовувати вуглеводні, а також їхні суміші та ізомери. Частина цих речовин підпадає під загальну нумерацію, правила якої наведено вище (R50 ‒ метан, R170 – етан), а частина отримала порядковий номер рядів – 600 (R600 – бутан, R600а – ізобутан).

3.1.3. Екологічні аспекти використання холодильних агентів. Параметри оцінки впливу на довкілля

instr_0_upscayl_4x_realesrgan-x4plus

Починаючи з кінця сімдесятих років минулого століття, коли над Антарктидою виявили «озонову діру», значна увага почала приділятися вивченню впливу холодильних агентів на довкілля. Було виявлено, що фреони сприяють руйнуванню озонового прошарку Землі та спричиняють парниковий ефект.

Незважаючи на те, що концентрація фреонів (рис. 3.3) у атомів знано нижча концентрації СО₂, їх ефективність щодо затримання інфрачервоного випромінювання в багато тисяч разів більша, зокрема через значно довший період життя (R12 – 120 років, R115 – 250 років, R11 – 60 років).

Рис. 3.3. Вплив на довкілля холодоагентів

Руйнування озонового шару відбувається внаслідок того, що молекули фреону, потрапивши у стратосферу (шлях триває 1‒2 роки), під дією ультрафіолетового випромінювання внаслідок фотолітичної дисоціації розкладаються з вивільненням атома хлору. Вільні атоми хлору та радикал, що залишився виступають потужними каталізаторами реакції перетворення озону у кисень – одна молекула хлору спричиняє руйнування від 10 до 100 тисяч молекул озону.

Враховуючи, що до середини 80 років ХХ століття загальне виробництво фреонів у світі досягло значних обсягів (1123 тис. тонн у 1986 році) виникла потреба у регулюванні виробництва та використання фреонів, для зменшення шкідливого впливу на довкілля.

Вперше проблема була піднята на Віденській конференції щодо захисту озонового шару в 1985 році з подальшим закріпленням у Монреальському протоколі 1987 року, який підписала більшість розвинутих країн. Протокол набув чинності з 12 січня 1989 року. Станом на 1995 рік до нього приєдналося 150 країн, серед них і Незалежна Україна.

Згідно з протоколом усі фреони (табл. 3.1) були розділені на три групи відповідно до ступеня впливу на озоновий шар Землі.

Таблиця 3.1

Ступінь впливу на озоновий шар Землі

*Група*	*Характеристика впливу* *на озоновий шар*	*Холодильні агенти*
А	Озононебезпечні хладони Викликають виснаження озонового прошарку	*Хлорфторвуглеводні* (СFС): R11, R12, R13, R111, R112, R113, R114, R115. *Бромфторвуглеводи:* R12В1, R12В2, R113В2, R13В1,R21В1, R22В1, R114В2
В	Регульовані хладони Викликають слабке виснаження озонового прошарку	*Хлорфторвуглеводні (НС*FС): R21, R22, R31, R121, R122, R123, R123В1, R124, R131,R132, R133, R141, R142, R151, R221, R222, R223, R224, R225, R231, R232, R233, R234, R235, R241, R242, R243, R244, R251, R252, R271
С	Озононебезпечні хладони	*Фторвуглеводні(HFC*): R23, R32, R41, R125, R134, R143, R152, R161, R227, R236, R245 R254 Фторвуглеводи (**FС): R14, R116, R218, RС318, R31-10

У червні 1990 року на конференції у Лондоні було прийнято рішення про припинення використання усіх видів фреонів промислово розвинутими країнами до 2000 року. На конференції у Копенгагані (листопад 1992 року) учасники Монреальського протоколу прийняли рішення про припинення виробництва озононебезпечних фреонів R11, R12 та R502 з 1 січня 1996 року, а галогенів до 1 січня 1994 року.

На Віденьській конференції в 1995 році було введено (табл. 3.2) терміни використання озононебезпечних сполук.

Таблиця 3.2

Терміни використання озононебезпечних сполук

*Група фреонів*	*Країни-учасники* *Монреальського* *протоколу*	ЄС	*Країни, що* *розвиваються*
СFС	11.01.1996	01.01.1995	01.01.2006
ССІ₄	01.01.1996	-	01.01.2006
Метилхлороформ	01.01.1996	-	01.01.2006
НСFС	01.01.2030	-	-

Якщо вплив СFС на парниковий ефект очевидний, то на руйнування озонового шару спірний (викиди природних хлорфторвуглеводнів під час діяльності вулканів чи танення антарктичної криги, яка містить ці сполуки, досить суттєвий). З цієї причини на Копенгагенській конференції вчені закликали повернутися до рішень Монреальського протоколу.

Було запропоновано порівнювати холодильні агенти за їх шкідливою дією.

Для цього було запропоновано коефіцієнти:

– ОDР (Ozon Depletion Potential) – потенціал руйнування озону визначається наявністю у молекулі ОDР=1 для R11. Для СFС ОDР ->1, для НСFС ОDР <0,1, для HFC ОDР=0; (рис. 3.4);

– GWP – (Global Warming Potential) потенціал глобального потепління або HGWP (Halocarbon Global Warming Potential). Прийнято GWP=1 СО₂ з часовим відрізком 100 років. HGWP=1 для R11. (рис. 3.5).

Рис. 3.4. Динаміка розмірів озонової діри над Антарктидою (зліва і в центрі) та озонової діри над Арктикою (права сторінка)

У табл. 3.3 наведено значення коефіцієнтів для деяких поширених холодильних агентів.

*Таблиця 3.3*
*Значення коефіцієнтів для деяких поширених холо-дильних агентів*
*Холодильний агент*	ОDР	*HGWP*	*GWP*
R11	1	1	3500
R717	0	0	0
R12	0,9‒1	1,3‒1,4	8500
R22	0,04‒0,06	0,32‒0,37	1500
R134_а	0	0,24‒0,29	1300
R152_а	0	0,026‒0,033	122
R143_а	0	0,72‒0,76	4300

Рис. 3.5. Порівняння холодоагенту нового покоління зі звичайними холодоагентами

Практика використання замінників холодильних агентів показала, що в деяких випадках має місце зниження ефективності роботи холодильних машин, що в свою чергу викликає додаткові витрати електроенергії, вироблення якої супроводжується викидами в атмосферу двоокису вуглецю. З цієї причини, останнім часом, для аналізу загального впливу використання холодильних агентів на довкілля використовують параметр ТЕWІ (Total Equivalent Warming Impact), що носить назву сумарної еквівалентної теплової дії. Він є сумою безпосереднього потенціалу парникового ефекту в результаті емісії в атмосферу та дотичного потенціалу, викликаного емісією двоокису вуглецю в процесі виробництва електроенергії, яка необхідна для роботи холодильної установки:

scribbles_thinking_cap_idea_md_nwm_v2

Потенціальна енергія Епот характеризує здатність тіла з нерухомого стану перейти в рух, кінетична Екін – характеризує сам рух. Вони перетворюються одна в одну й для ізольованої системи:

ТЕWІ=GWP×M+αB×L, (3.1)

де GWP – потенціал глобального потепління;

М – маса емісії холодильного агента в атмосферу;

α ‒ коефіцієнт, що характеризує емісію двоокису вуглецю в атмосферу під час вироблення кг СО₂/1 кВт год електроенергії;

В ‒ кількість електроенергії, спожитої за весь час роботи холодильної установки, кВт год;

L ‒ час роботи холодильної установки, год.

Можливість застосування робочих речовин у холодильних машинах різноманітного призначення й умови здійснення термодинамічних циклів визначається їхніми властивостями. До таких властивостей належать: отруйність, запах, вибухонебезпечність, займистість, затвердіння, взаємодія з металами і мастилами і їхні термодинамічні властивості.

Олена Майстер ‒ Політика у сфері зміни клімату – український погляд

Екологічна політика ЕС та процес її імплементації Україною в рамках Угоди про асоціацію

Стратегії екологічної політики ЄС

Захист атмосферного повітря

Нульове забруднення для чистоти навколишнього середовища

3.1.4. Критерії вибору холодоагенту

Щоб якась речовина могла виконувати функції холодоагенту, необхідно, насамперед, щоб за атмосферного тиску її температура кипіння була якнайнижча, обсяг пари, що утворюється під час випаровування, був незначним, а тиск конденсації – не занадто високим і легкодосяжним.

Крім цього, холодоагент має бути неагресивним стосовно конструктивних матеріалів та масел, нетоксичним, незаймистим і вибухобезпечним. Нарешті, бажано, щоб його питома ентальпія була значною. Одним словом, знайти речовину, що одночасно задовольняла б усі ці вимоги, практично неможливо.

Вибираючи речовину, здатну виконувати функції холодоагенту, необхідно докладно вивчити питання про те, чи зможе дана речовина повною мірою розглядатися як холодоагент для заданої області застосування.

Із цією метою потрібно розглянути такі аспекти:

– необхідні термодинамічні характеристики, оскільки в основі робочих процесів холодильних систем лежать головним чином закони термодинаміки;

– безпека експлуатації відносно впливу як на людей, так і на устаткування й товари;

– безпека стосовно людей розглядається у подвійному аспекті: прямий вплив на організм (наприклад, під час викидів холодоагенту) і непрямий вплив (за рахунок впливу на озоновий і парниковий ефект);

– технічні показники, що впливають на реалізуємість і надійність холодильної системи, а також на взаємодію між холодоагентом і комплектуючими цієї системи;

– економічні показники, що становлять основу будь-яких технічних рішень.

3.1.5. Термодинамічні вимоги до холодильних агентів


	*До термодинамічних вимог відносяться:*
*– нормальна температура кипіння (при 760 мм рт.ст. = 0,10133 МПа);*
*– тиск у випарнику і конденсаторі;*
*– теплота пароутворення;*
*– об'ємна холодопродуктивність;*
*– температура замерзання;*
*– критична температура.*

Нормальна температура кипіння. Ця температура холодильного агента має бути низькою, це дає можливість уникнути вакууму у випарнику холодильної машини. Вакуум призводить до проникнення повітря в систему, що значно погіршує роботу машини.

Тиск у конденсаторі. Під час охолодження конденсатора повітрям або водою тиск не має бути надто високим, це виключає необхідність збільшення товщини стінок апарату і його маси. Крім цього, високий тиск призводить до витоку холодоагенту крізь нещільності.

Теплота пароутворення ‒ чим більша, тим менше буде циркулювати у системі холодоагенту.

Об'ємна холодопродуктивність для поршневих компресорів має бути якомога більшою, це забезпечить зменшення об'єму пари, яка засмоктується компресором, завдяки чому зменшуються габарити і маса компресора.

Температура замерзання, бажано щоб вона була значно нижчою робочої температури кипіння, щоб запобігти замерзанню холодоагенту у випарнику.

Критична температура, вона має бути достатньо високою, щоб процес конденсації (утворення рідини) здійснювався за температури оточуючого середовища, це забезпечить економію енергії циклу.

3.1.6. Фізико-хімічні вимоги до холодильних агентів

До фізико-хімічніних вимог відносяться:

– густина;

– в'язкість;

– теплопровідність;

– тепловіддача;

– розчинність в мастилі і воді;

– текучість;

– вплив на метали;

– хімічна стійкість.

instr_0_upscayl_4x_realesrgan-x4plus

Густина і в'язкість, чим вони менші тим менший опір руху рідкого холодоагенту в трубах, що знижує енерговитрати на його циркуляцію в системі.

Теплопровідність і тепловіддача. Ці властивості впливають на інтенсивність роботи теплообмінних апаратів (конденсатор, випарник) тому бажано, щоб вони мали великі значення, тоді габарити апаратів значно зменшуються.

Розчинність. Якщо холодильний агент не розчиняється в оливі, то із циліндрів компресора в систему поступає менше оливи, відсутня піна у випарнику. Але під час роботи машини мастило може потрапити у теплообмінні апарати і на їх поверхні утворює плівку, щопогіршує теплопередачу. Для видалення оливи необхідно періодично продувати систему гарячими парами холодоагенту. Якщо холодоагент розчиняється в оливі, то умови експлуатації полегшуються, олива постійно змивається з поверхні апаратів і поветається до компресора. Обмежена або практично відсутня розчинність води у холодоагенті, наприклад, фреонах, негативно впливає на роботу машини. Навіть незначна кількість води під час замерзання у дросельному пристрої виводить з ладу всю машину. Для запобігання такого явища в системі передбачаються спеціальні фільтри ‒ осушувачі для поглинання води із холодоагенту.

Текучість. У роз'ємних з'єднаннях труб апаратів компресорів для запобігання витоку холодоагенту передбачаються різноманітні ущільнювальні прокладки. Внаслідок незвичайно високої текучості фреонів крізь незначні нещільності використовують зварні, паяні з'єднання, а компресори і насоси виготовляють герметичними.

Взаємодія з металами. Холодоагенти мають бути інертними щодо металів, але необхідно враховувати особливості холодоагентів, які використовуються в машині. Наприклад, фреонові машини нейтральні до всіх металів за відсутності води (як до кольорових, так і чорних). В аміачних машинах недопустимо використовувати деталі із мідних сплавів ‒ вони руйнуються.

Хімічна стійкість. Холодоагент має бути пожежовибухобезпечним, стійким за високих і від'ємних температур. Незважаючи на ці вимоги, на великих об'єктах продовольчої служби працюють пожежовибухонебезпечні аміачні машини. Експлуатація таких машин дозволяється за дотримання суворих вимог техніки безпеки, автоматизації і контролю та високій професійній підготовці персоналу.

3.1.7. Фізіологічні і економічні вимоги до холодильних агентів

Холодильні агенти не повинні бути отруйними, не повинні викликати удушення і подразнення слизових оболонок очей, носа та дихальних шляхів людини. Холодильний агент має бути безпечним для життя і здоров'я людини і не повинен негативно впливати на продовольчі продукти.

Холодильні агенти мають бути дешевими і не дефіцитними. Але на сьогодні поки немає такого холодоагенту, який повністю відповідав би переліченим вимогам.

3.1.8. Характеристика холодоагенту R717

instr_0_upscayl_4x_realesrgan-x4plus

Аміак R717 – безбарвний газ з різким удушливим запахом (рис. 3.6), шкідливий для організму людини. Температура кипіння аміаку за атмосферного тиску ‒ 33, 35 ℃.

Аміак має велику об’ємну холодопродуктивність. Пари аміаку легші від повітря. Аміак спричиняє подразнювальну дію на слизисті оболонки очей, верхніх дихальних шляхів.



*Рис. 3.4. Зберігання аміаку в цистерні та балоні*

Допустима його концентрація в повітрі виробничих приміщень не має перевищувати 0,02% мг/м³. Аміак пожежо- і вибухонебезпечний. Якщо в повітрі міститься понад 11% аміаку, то починається його горіння за наявності відкритого вогню. У поєднанні з повітрям за об’ємної концентрації від 15 до 28% аміак вибухонебезпечний. Вибух найнебезпечнішої сили дає суміш повітря з умістом аміаку 22%. Володіє хорошими термодинамічними властивостями, тому і використовується в холодильній техніці.

Велика об'ємна холодопродуктивність аміаку обумовлює малі габарити і масу компресора. В оливі практично не розчиняється, але інтенсивно поглинається водою. Витоки легко виявляють за допомогою змоченого у воді лакмусового паперу, який червоніє.

Чому вносити безводний аміак ефективно та вигідно?

Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=udYSML6iwKg

Фізичні властивості аміаку R717 наведено в табл. 3.4.

*Таблиця 3.4*
*Фізичні властивості аміаку* R717
Хімічна формула	NH₃
Молекулярна маса, г/моль	17,03
Температура кипіння, °С	-33,35
Температура замерзання, °С	-77,7
Критична температура, °С	+132,4
Критичний тиск, МПа	11,28
Критичний об’єм, м³/кг	4,130
Показник адіабати, k	1,30

3.1.9. Характеристика холодоагенту R134а

instr_0_upscayl_4x_realesrgan-x4plus

Хімічна формула СР_зСFН₂ (тетрафторетан). Молекула R134а має менші розміри, ніж молекула R12, що призводить до більш значної небезпеки витоків. Потенціал руйнування озону ODР = 0, потенціал глобального потепління GWP = 1300 (рис. 3.7).

Холодоагент R134а нетоксичний і не запалюється в усьому діапазоні температур експлуатації. Однак, під час потрапляння повітря в систему й стиснення можуть утворюватися горючі суміші. Не слід змішувати R134а з R12, тому що утвориться азеотропна суміш високого тиску з масовими частками компонентів 50 і 50%. Пара R134а розкладається під впливом полум'я з утворенням отруйних і подразнювальних з’єднань, таких як фторводень. В устаткуванні з середніми температурами (температура кипіння -7 °С і вище) R134а має експлуатаційні характеристики, близькі до R12.



*Рис. 3.7. Зберігання холодоагенту R134а*

Через значний потенціал глобального потепління рекомендується застосовувати R134а у герметичних холодильних системах.

Заміну холодильного агента R12 на R134а можна легко здійснити в таких приладах і апаратах: автомобільне кондиціювання повітря, спеціальне кондиціювання повітря або пристосування для регулювання клімату, відцентрові холодильники з підвищеним тиском, комерційні холодильники, що працюють за помірних температур, а також транспортні рефрижератори.

Для всіх систем, що використають R134а, олива відіграє дуже важливу роль. Здатність холодильного агента змішуватися з використовуваним для змащення оливою має критичне значення для більшості устаткувань. Змішування цих речовин необхідно, щоб гарантувати повернення оливи в компресор. R134а не змішується з мінеральними оливами. Для використання з R134а різними виробниками устаткування рекомендуються поліефірні оливи (РОЕ) і поліалкіленглікольні (РАG) оливи. РОЕ й РАG оливи гігроскопічні й швидко поглинають вологу. У зв’язку з цим роботу з такими з’єднаннями варто проводити відповідним чином, щоб уникнути тривалого перебування мастильних матеріалів на повітрі.

Обладнання має надходити від виробника вже забезпечене сумісним з R134а оливою. Під час роботи цього обладнання необхідно виконувати всі рекомендації виробника. Фізичні властивості холодоагенту R134а наведено в табл. 3.5).

*Таблиця 3.5*
*Фізичні властивості холодоагенту R134а*
Хімічна формула	СРзСFН2
Молекулярна маса, г/моль	102,03
Температура кипіння, °С	-26,5
Температура замерзання, °С	-101
Критична температура, °С	102
Критичний тиск, МПа	4

3.1.10. Характеристика холодоагенту R744

Хімічна формула С0₂ (діоксид вуглецю). Дешева нетоксична, негорюча й екологічно чиста (ODР = 0, GWP= 1) речовина. Вартість діоксиду вуглецю в 100÷120 разів нижча, за R134а (рис. 3.8).


	Діоксид вуглецю має низьку критичну температуру (31 °С), порівняно високу температуру потрійної точки (-56 °С), великий тиск в потрійній точці (понад 0,5 МПа) та критичний (7,39 МПа). Може слугувати альтернативним холодоагентом. Утримується в атмосфері й біосфері Землі, має такі переваги: низька ціна, просте обслуговування, сумісність із мінеральними мастилами, електроізоляційними й конструкційними матеріалами.


*Рис. 3.8. Балон з С0₂*

Разом з тим, під час використання діоксиду вуглецю, потрібне ефективне охолодження конденсатора холодильної машини, збільшується металоємність холодильної установки. Високий критичний тиск має й позитивний аспект, пов’язаний з низьким ступенем стиснення, внаслідок чого ефективність компресора стає значнішою.

Можливі перспективи застосування діоксиду вуглецю в низькотемпературних каскадних установках і системах кондиціювання повітря автомобілів та потягів. Його пропонують використовувати також у побутових холодильниках і теплових насосах.

CO₂ стає основним рішенням на ринку роздрібної торгівлі харчовими продуктами, оскільки традиційні ГФУ поступово припиняються, а роздрібні торговці шукають нові способи зменшити свій вуглецевий слід. Danfoss запустив Mobile CO₂ Training Unit (рис. 3.9) у вересні 2016 року, щоб забезпечити легкий доступ і практичне навчання для тисяч установників, техніків із обслуговування та інженерів OEM в усьому світі, які хочуть повною мірою скористатися перевагами природного холодоагенту.

Рис. 3.9. Mobile CO₂ Training Unit

3.1.11. Характеристика холодоагенту R728

instr_0_upscayl_4x_realesrgan-x4plus

Хімічна формула N₂. Рідкий азот (рис. 3.6) застосовують як кріогенний охолодний засіб. За атмосферного тиску температура кипіння азоту становить ‒196 °С, а питома теплота паротворення 199 кДж/кг.


	Нетоксичний і екологічно чистий (ODP = 0, GWP = 0) холодоагент. Кріогенний метод охолодження рідким азотом передбачає одноразове його використання. Цей метод реалізується в безмашинній проточній системі, у якій робоча речовина не робить замкнутого кругового процесу.


*Рис. 3.10. Рідкий азот*