Преимущества и недостатки аммиака

Аммиак (NH3) является наиболее перспективным среди природных веществ, которые используются в качестве рабочих тел в холодильных установках и знаком под обозначением R717. Ниже рассмотрим положительные и отрицательные свойства аммиака, как холодильного агента, в сравнении с фреонами.

продолжительность использования хладагентов

Рис.1. Продолжительность использования хладагентов.

Аммиак относится к группе хладагентов среднего давления и применяется при температуре конденсации не выше 550С в одноступенчатых холодильных машинах до температуры кипения – 300С, в двухступенчатых – до – 600С. Диаграмма давление-энтальпия (P-i) представлена на рис. 2.

диаграмма для аммиака

Рис. 2. Диаграмма энтальпия-давление (i-P) для аммиака.

Термодинамические характеристики аммиака и некоторых фреонов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Термодинамические характеристики хладагентов.

Хладагент

Формула Мол-ная масса μ, кг/кмоль Норм. темпер. кипения ts, 0С Крит. темпер. tкр, 0С Крит. давл. Ркр, МПа Теплота парообра-зования r, кДж/кг
R717 NH3 17,03 -33,35 132,4 11,397

1360

R22

CHF2Cl 86,47 -40,81 96,13 4,99 229

R134a

C2H2F4 102,03 -26,3 101,5 4,06

215

R290 C3H8 44,1 -41,97 96,81 4,269

419

R507a

Азеотропная смесь: 50%R125, 50% R143а 98,8 -47,1 71 3,72

200,5

R410a

Азеотропная смесь: 50%R32, 50% R125 72,58 -52,6 72,13 4,93

264,3

R744

СО2 44 -93,85  (-78,5*) 31 7,38

94,53 (573,13*)

– нормальная температура и теплота сублимации соответственно.

Как видно из таблицы, аммиак обладает высоким значением теплоты парообразования, что позволяет уменьшить массовый расход хладагента, циркулирующего в системе холодильной установки, по сравнению с установками, работающими на фреоне (в сравнении с R22 – в 5,94 раза, R134a – в 6,32 раза). Особенно это качество аммиака актуально при создании холодильных установок большой мощности (холодопроизводительностью более 100 кВт).

Вследствие высокого значения показателя адиабаты для аммиака (k=1,31) для него характерна высокая температура нагнетания, которая может привести не только к разложению масла, но и к его вспышке. Это, также, ограничивает применение в аммиачных установках воздушных конденсаторов.

К маслам, используемым в аммиачных холодильных машинах, предъявляют жесткие требования в отношении их термической стабильности в присутствии воздуха, влаги и металлических катализаторов. Недостаточная термическая стабильность масел приводит к образованию амидов, образованию отложений и коксованию на горячих клапанах компрессора, эмульсий в испарителях.

Одним из недостатков аммиака является то, что он вызывает коррозию медных сплавов, особенно в присутствии влаги, поэтому трубопроводы, теплообменные аппараты и арматуру данных установок выполняют из стали.

Высокая электрическая проводимость аммиака (1,1·10-7 См/м) затрудняет создание полугерметичных и герметичных компрессоров, работающих на аммиаке.

Поскольку аммиак является веществом природного происхождения, то он, в отличие от большинства распространенных фреонов, не оказывает никакого загрязняющего воздействия на окружающую среду. Влияние различных хладагентов на окружающую среду представлено в таблице 2.

Таблица 2. Влияние различных хладагентов на состояние окружающей среды.

Наименование параметра

Значения
R717 R22 R134a R290 R507a R410a

R744

Потенциал разрушения озонового слоя (ODP)

0 0,05 0 0 0 0

0

Потенциал глобального потепления (GWP)

0 1700 1300 3 3850 1890

1

Аммиак – это вещество с резким удушающим запахом, вредным для организма человека. Предельно допустимая концентрация R717 в рабочей зоне (ПДК) составляет 20 мг/м3, а опасное для жизни объемное содержание составляет 350…700 мг/м3. Аммиак горюч при его объемной концентрации в воздухе свыше 11% и взрывоопасен при концентрации в пределах от 15 до 28%, токсичен. Негативные свойства R717 заставляют принимать специальные меры, обеспечивающие безопасную эксплуатацию аммиачных холодильных установок, что требует от эксплуатирующей организации решения большего количества организационных и технических вопросов. При использовании фреоновых холодильных установок часть этих вопросов отпадает.

Между тем, вопросы безопасного использования аммиака успешно решаются за счет:

  • использования современных систем с минимальной заправкой;
  • использования систем промежуточного охлаждения;
  • использования систем автоматики и предупреждения;
  • вентиляция машинных отделений;
  • обучение и сертификация персонала.

Резюмируя вышесказанное, можно сказать, что аммиак имеет хорошее будущее в качестве рабочего тела холодильных установок различной мощности. При его правильном использовании может быть обеспечен не только необходимый уровень безопасности, но и высокая эффективность установок.

Поделитесь с друзьями
  • RSS
  • Twitter
  • Facebook
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Одноклассники
  • Мой Мир
  • LiveJournal
  • Блог Я.ру
  • Blogger
  • Блог Li.ру
  • Google Buzz
  • В закладки Google
  • Яндекс.Закладки
  • Memori.ru
  • МоёМесто.ru
  • Сто закладок
  • БобрДобр
  • LinkedIn
  • FriendFeed
  • MySpace
  • Orkut

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>