Курсовая работа: Проектирование цикла холодильной машины
Заключение
Список источников информации
ВВЕДЕНИЕ
R134a представляет собой не разрушающий озоновый слой хладагент, предназначенный для замены R-12 в среднетемпературных агрегатах. R134a обладает нулевым потенциалом разрушения озонового слоя (ПРОС), а его потенциал глобального потепления (ПГП; ПГП углекислого газа равен 1) составляет 1300, что гораздо ниже, чем ПГП R-12, равного 8500. R-134a не воспламеняется во всем диапазоне температур эксплуатации. Однако при сжатии воздухом R-134а может образовывать горючие смеси (аналогично R-22). По этой причине хладагент нельзя смешивать с воздухом для проведения испытаний под давлением на предмет выявления утечек. В рамках программы PAFT завершено исследование токсичности R-134а.
С самого начала допустимый уровень воздействия данного продукта (допустимый уровень воздействия определяется как предельно допустимые регулярно воздействующие концентрации) составляет 1000 частей/млн., что сравнимо с TLV 1000 частей/млн., свойственное R-12. По классификации ASHRAE этот продукт относится к классу А1. R-134a - идеальный хладагент для областей применения, где особое значение придается безопасности и постоянству эксплуатационных характеристик.
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Области применения
Хладагент рекомендуется применять в системах кондиционирования воздуха (с центробежными и объемными компрессорами), охладителях, холодильных системах со средними температурами испарения (малые, средние, крупные системы), бытовых холодильниках, автомобильных и транспортных системах кондиционирования воздуха. [9].[10]
1.2 Поиск равноценных замен фреона R 12
Ещё несколько лет назад наибольшее распространение в торговом "холоде" имели фреоны R12, R22, R502. Однако их озоноразрушающий потенциал вынудил специалистов заняться поиском равноценных заменителей, не представляющих такой опасности для экологии планеты. В качестве альтернативных вариантов они рекомендовали R-134a, R404A/R507A, R407C, R410A, NH3 и различные гидроуглероды. Свойства новых хладагентов, их преимущества и недостатки исследовали специалисты немецкой компании Bitzer. [11]
1.3 Эксплуатационные характеристики R134a
В среднетемпературном оборудовании R134a обладает эксплуатационными характеристиками, близкими R-12. В зависимости от условий эксплуатации кпд хладагента по сравнению с R-12 колеблется в пределах от 4-2 до 4-8 %, а холодопроизводительность меняется в диапазоне от -10 до +2 %. [10]
1.4 Достойная замена для R 12
R134a был первым не содержащим хлора хладоном, принятым на вооружение. Сегодня он широко применяется в холодильном оборудовании и в сфере кондиционирования - как в чистом виде, так и в составе смесей.
Тесты показали, что утверждения по поводу широты сферы применения фреона этого типа не вполне справедливы. Температурные уровни (выхода газа, масла, работы мотора) даже ниже, чем у R12, а значит, 134-й фреон значительно уступает R22. Тем не менее, новый хладон вполне успешно может применяться в сфере кондиционирования и среднетемпературного оборудования. Хорошие теплопередаточные способности испарителей и конденсаторов позволяют достаточно экономично использовать фреон.
Серьёзной проблемой для специалистов оказался подбор смазки для компрессора, работающего на R134a или другом озонобезопасном агенте. Дело в том, что традиционные минеральные и синтетические масла не растворяются 134-м фреоном, а значит, они будут безрезультатно гоняться по холодильному кругу. В этой ситуации процесс теплообмена может быть нарушен настолько серьёзно, что оборудование выйдет из строя.
Новые масла с необходимым для нормальной работы компрессора уровнем растворимости были созданы холодильщиками. Основные компоненты в них - полиэфирные масла. Они имеют смазочные характеристики, аналогичные тем, которыми обладают традиционные масла, но в большей или меньшей степени гигроскопичны - в зависимости от растворимости фреона. С учётом этого нюанса от производителя требуется максимальная аккуратность во избежание возникновения в компрессоре химической реакции гидролиза.
Недостаток новых масел заключается в том, что они плохие проводники электричества, и по этой причине не очень подходят для полугерметичных и герметичных компрессоров. Их место - в транспортных системах кондиционирования, работающих на открытых компрессорах. Высокая скорость циркуляции масла требует оптимальной его растворимости. В других сферах холодильного дела применяются эфирные масла.
Для использования R134a требуется подходящий тип компрессора с адаптированными под этот фреон компонентами системы. При переводе техники на новый фреон необходимо аккуратно провести дегидратацию агрегата, и только после этого переводить его на новый смазочный материал.
При переходе с 12-го фреона на озонобезопасный специалисты сталкиваются с тем, что полигликолевое масло вступает в реакцию с остатками хлора или минерального масла. Эфирные масла могут использоваться с фреонами, содержащими хлор. Они не реагируют на минеральные масла и на содержание некоторой доли хлора в системах, переведённых на R134.
Остатки влаги в компрессоре могут иметь негативные последствия для работы холодильной системы, поэтому чрезвычайно важно избавиться от остатков хлора и воды. В некоторых случаях, когда система, работавшая на 12-м фреоне, находилась в плохом состоянии, при переходе на новый так и не удавалось достичь химической стабильности. В результате разложения масла образовывался осадок, содержащий хлор. Он проникал в компрессор и детали агрегата. В подобных ситуациях специалисты полагают нерациональным перевод оборудования на новые фреоны.
По материалам исследования компании BITZER. [16]
1.5 Использование R134а
В холодильных установках, работающих при температурах кипения ниже -15 о С, энергетические показатели R134a хуже, чем у R12 (на 6% меньше удельная объемная холодопроизводительность при -18 о С и холодильный коэффициент). В таких установках целесообразно применять хладагенты с более низкой нормальной температурой кипения либо компрессор с большей холодопроизводительностью. В среднетемпературных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха холодильный коэффициент R134a равен коэффициенту для R12 или выше его. В высокотемпературных холодильных установках удельная объемная холодопроизводительность при работе на R134a также несколько выше (на 6% при t0 = 10 о С), чем у R12.
Из-за значительного потенциала глобального потепления GWP рекомендуется применять R134a в герметичных холодильных системах.
R134a широко используют во всем мире в качестве основной замены R12 для холодильного оборудования, работающего в среднетемпературном диапазоне. Его применяют в автомобильных кондиционерах, бытовых холодильниках, торговом холодильном среднетемпературном оборудовании, промышленных установках, системах кондиционирования воздуха в зданиях и промышленных помещениях, а также на холодильном транспорте. Хладагент можно использовать и для ретрофита оборудования, работающего при более низких температурах. Однако в этом случае, если не заменить компрессор, то холодильная система будет иметь пониженную холодопроизводительность.
Вместе с тем в водоохладительных установках с винтовыми и центробежными компрессорами применение R134a имеет определенные перспективы. [12] [13]
1.6 Основные сведения при замене R 12 на R 134 a
Основные сведения. При замене R12 на R134a следует обращать внимание на возможность изменения холодопроизводительности. На рисунке 1.1 ниже показано изменение начальной холодопроизводительности установки (модель "L'Unite Неrmetiquc"), работавшей на R12 и переведенной на R134a, в зависимости от температуры кипения. Как видно из рисунка, с понижением температуры кипения холодопроизводительность уменьшается. Снижение холодопроизводительности можно предотвратить двумя путями: