+7 (495) 688 84 00 +7 (495) 221 28 84
многоканальный

Заказать звонок
Холодхиммаш
Москва Протопоповский пер., д. 25Б
Пн.-Пт. – 8.30 – 18.00 frost@sokhem.com info@cholodchimmash.ru
          

  РИА РБК

Испытание смеси диметиловый эфир-аммиак в качестве хладагента.


С.Д. Глухов, А.А. Жердев

О.А. Муравьев, С.В. Поликарпов



Приведено описание конструкции экспериментального стенда для испытания исследуемого хладагента. Описана методика проведения эксперимента по определению термодинамических характеристик цикла. По результатам проведенных исследований был сделан вывод:  работа холодильной установки на исследуемом хладагенте имеет более высокую холодопроизводительность по сравнению с чистым аммиаком.

 

 

 

Как известно, универсального холодильного агента, подходящего во всех случаях, не существует. Поэтому задача выбора при покупке хладагента решается каждый раз и для каждого конкретного случая. В промышленных холодильных установках наиболее часто применяемым хладагентом, как известно, является аммиак. Ближе всего по своим термодинамическим свойствам к нему стоит хладон R22, у которого отсутствует главный недостаток аммиака - высокая токсичность, но, к сожалению, R22 является озоноразрушающим веществом, и рано или поздно его производство будет прекращено. Широко известные хладагенты, применяемые в коммерческих холодильных установках, так или иначе уступают R22, а применение чистого аммиака в установках небольшой производительности является затруднительным по известным соображениям.

 

В предлагаемой статье пойдет речь об эксперементальном изучении свойств нового и малоисследованного хладагента R723, который представляет собой азеотропную смесь аммиака и диметилового эфира в массовом соотношении 6/4.

Работы по изучению свойств этой смеси за рубежом ведутся достаточно давно. В 1997 году была опубликована статья группы исследователей во главе с Х. Липпольдом, представляющей Дрезденский институт холодильной техники и кондиционирования, в которой были кратко описаны результаты лабораторных испытаний смеси. Позднее в 2003 году в [2] была опубликована статья руководителя фирмы HKT GmbH Карла Хубера, где описывается работа чиллера на хладагенте R723. Описанный в статье чиллер построен на базе сальникового поршневого компрессора, конденсатора воздушного охлаждения; в качестве регулирующего устройства применен ТРВ. Производительность чиллера составляет 41 кВт на режиме t0/tk=+50С/+400С, описанный объем компрессора ~43 м3/ч


Рис. 1 Принципиальная схема стенда.

Описание экспериментального стенда. На рис. 1 изображена схема эксперемнтального стенда. Стенд включает в себя поршневой 6-ти цилиндровый компрессор, в качестве водоохлаждемого конденсатора использовался теплообменный аппарат типа “труба в трубе”, в состав стенда входит линейный ресивер, в качестве дроссельного устройства применен ручной регулирующий вентиль. Испарителем является испаритель-калориметр. Теплообменная поверхность испарителя представляет собой медную трубку, свернутую в спираль. Подача хладагента происходит сверху чтобы не создавать карманов залегания масла. На наружной поверхности змеевика происходит конденсация конденсация вторичного холодильного агента, в качестве которого применялся хладон R12. Для обеспечения испарения вторичного хладона в днище калориметра расположены электрические нагревательные элементы, суммарной мощностью до 5 кВт с возможностью плавного регулирования подводимой мощности к вторичному холодильному агенту с помощью автотрансформатора. Для визуального контроля за работой холодильного контура предусмотрены смотровые стекла перед регулирующим вентилем и на выходе из калориметра.

Подводимая мощность к ТЭНам калорифера измерялась ваттметром. Для измерения температур были установлены датчики сопротивления с линейной характеристикой для измерения температуры. Сбор и обработка показаний датчиков проводились с использованием компьютеризированной системы.

Было установлено 6 датчиков, которые измеряли: температуру воды на входе в конденсатор, температуру воды на выходе из конденсатора, температуру нагнетания, температуру хладагента на выходе из конденсатора, температуру хладагента на входе в испаритель, температуру хладагента на выходе из испарителя.

Давления хладагента на всасывании и нагнетании компрессора, а так же давления R12 в калорифере измерялись с помощью образцовых манометров. Расход воды на охлаждение конденсатора измерялся с помощью расходомера поплавкового типа.


Рис. 2 Схемы циклов на R723. (а) – с температурой кипения -100С, (б) – с температурой кипения – 180С.

Исследования характеристик холодильной машины проводились на двух режимах работы: с температурой кипения -100С и -180С при неизменной температуре конденсации +350С, которая поддерживалась постоянной.

По результатам эксперимента были проведены расчеты холодопроизводительности установки на обоих режимах, а также был проведен расчет параметров цикла холодильной установки на чистом аммиаке, результаты приведены в таблице 1.

 



































Хладагент

Холодопроизводительность, Вт

Режим 1:

Температура кипения

t0=-100C

Режим 2:

Температура кипения

t0=-180C

Смесь R723 (эксперимент)

4100

2570

Смесь R723 (расчет)

3842

2709

Относительное расхождение эксперимент-расчет для R723

6,3%

-5,4%

Чистый аммиак R717 (расчет)

3529

2412

Относительное расхождение эксперимент R723 –

расчет R717

13,9%

6,5%

 

Таблица 1. Результаты расчетов холодопроизводительности для разных режимов.

По результатам расчетов было сделано заключение о том, что при применении исследуемой смеси в качестве холодильного агента не ухудшает, а даже увеличивает холодопроизводительность холодильной установки. В частности, для режима с температурой кипения -100С, увеличение холодопроизводительности составило 13,9% по сравнению с расчетной величиной для чистого аммиака, а для режима -180С – 6,5%.

Далее было отмечено, что исследуемая смесь, в отличии от чистого аммиака, имеет ограниченную растворимость с минеральным маслом. Однако количественные показатели растворимости исследуемого хладагента и масла пока установить не удалось и вопрос растворимости данной смеси с различными маслами будет обязательно изучен.

Также хочется отметить еще одно любопытное свойство новой смеси, которое отмецалось в зарубежной литературе [1]. Добавка диметилового эфира приводит к существенному снижению коррозии меди, вызываемой аммиаком в присутствии воды, после 28 часов работы стенда следов коррозии на внутренней поверхности медных трубопроводов  не обнаружено, хотя используемый нами для приготовления смеси аммиак был насыщен влагой, поскольку он был отобран из холодильной установки долго находящейся в эксплуатации.

 

По результатам проведенного экспиремента можно сделать следующие выводы:

 


  • Холодопроизводительность установки при использовании R723 в качестве хладагента больше, чем при использовании чистого аммиака, что не противоречит результатам германских иследователей [1].


  • Растворимость масла в R723 и возможность работы с медью позволяет создать установку небольшой производительности более эффективную, чем на существующих ныне хладагентах.


  • При замене 40% аммиака на ДМЭ в существующих холодильных установках можно добиться снижения аммиакоемкости установки без потери эффективности.


Для получения консультации о продукции и услугах компании
свяжитесь со специалистами по телефонам:

+7 (495) 688 84 00 +7 (495) 221 28 84

или закажите обратный звонок




Продукция производителей
Продукция Bitzer

Продукция Dorin

Продукция Bock

Продукция Copeland

Продукция BrazeTec

Продукция K-Flex

Продукция Danfoss
Danfoss

Продукция Guntner


Продукция Хайлянг
          
Карта сайта