Холодоагенти та холодоносії

Холодильний агент (холодоагент) переносить тепло холодильним контуром від випарника, де воно поглинається холодоагентом при випаровуванні, до конденсатора, де воно передається в навколишнє середовище при конденсації. Як холодоагенти зазвичай використовують аміак, фреони та ряд вуглеводнів.

Відповідно до системи, розробленої Міжнародною організацією зі стандартизації, назви холодоагентів включають букву R (refrigerant) та цифру, що позначає марку та структуру.

Хладагенти кліматичного та холодильного обладнання мають різну температуру кипіння (у холодильних системах - до -18ºС, у кліматичних - від +2 до +5ºС) та деякі інші властивості. Тому деякі холодоагенти використовуються тільки в холодильному устаткуванні (R600, ізобутан), деякі – тільки в кліматичному (R410A), деякі – там і там.

Для різного холодильного обладнання потрібні холодоагенти з різними характеристиками (насамперед температурою кипіння). Найкращі термодинамічні властивості мають аміак , який застосовують у холодильних установках з температурою -15 – 25ºС а також для охолодження до -70ºС у вакуумі. Аміак дешевий, але токсичний, горючий і вибухонебезпечний у певній концентрації.

Фреони: безпека, технології та вартість

Найбільшого поширення набули фреони – похідні насичених вуглеводнів (частіше метану і етану), містять атоми фтору чи хлору, рідше - брому. Фреони нетоксичні, термостійкі, не горять і вибухають, але руйнують озоновий шар атмосфери, оскільки містять хлор. Відповідно до Монреальського протоколу щодо речовин, що руйнують озоновий шар, підписаним у 1987 році, виробництво фреонів з великим потенціалом руйнування озону було поступово припинено. Під заборону потрапили хлорфторвуглеці (R11, R12, R113, R114, R115) та бромфторвуглеці (R12B1, R13B1). Для їх заміни спочатку застосовували суміші холодоагентів з малим потенціалом руйнування озону ( гідрохлорфторвуглеців ). Основою цих сумішей служить холодоагент R22 , до якого додають холодоагенти з малим або нульовим потенціалом руйнування озону.

Надалі Монреальський протокол було переглянуто у бік посилення. В даний час діє політика повної відмови від гідрохлорфторвуглеців, до яких відноситься R22, і гідрофторвуглеців.

Холодоагент R22 все ще широко використовується, особливо в потужних промислових системах. На нього припадає значна частка споживаних холодоагентів. Для його заміни використовуються суміші R404а, R410, R134a, R32, багатокомпонентні суміші R422D, R417A, R427A (на основі R134a, R125, R143a і R32), суміші R218 c фреонами RE347mcc,

Але всі ці речовини відносяться до синтетичних фреонів з гідрофторвуглецями, використання яких обмежується. Загальносвітовою тенденцією стає перехід на природні холодоагенти - вуглеводні, аміак, діоксид вуглецю. Так, у промислових холодильних системах та супермаркетах зараз поширюється використання каскадних схем охолодження. Вони для верхньої щаблі охолодження як холодоагенту використовується аміак, а нижньої - діоксид вуглецю.

Мал. Хладагенти, що не руйнують озоновий шар і заміщаються ними фреони, які виводяться з вживання

Незважаючи на це, на нашому ринку поки що домінує холодильне обладнання, в якому використовуються синтетичні холодоагенти. Воно дешевше, особливо якщо йдеться про обладнання, що було у використанні, з розвинених країн, де воно поступово замінюється сучасним обладнанням на озонобезпечних холодоагентах. Але при купівлі обладнання треба враховувати доступність холодоагенту, який у ньому використовується, його ціна (для низки застарілих холодоагентів вона зростає в міру припинення виробництва) та можливість заміни сучасними озонобезпечними аналогами.

Холодоносії

На відміну від холодоагентів, холодоносії при переносі тепла не змінюють свого агрегатного стану. У холодильному устаткуванні як холодоносії використовуються вода, розсоли та антифризи. Вода застосовується для охолодження обсягів до температур вище 0 С, тому використовується рідко. Для зниження температури замерзання холодоносія та розширення діапазону робочих температур найчастіше застосовують розсоли хлористого натрію та хлористого калію. Як антифризи застосовуються водні розчини етиленгліколю і пропіленгліколю.