Виды хладагента для камер шоковой заморозки
Работа агрегатов скоростного замораживания продуктов питания основана на компрессионно-испарительном принципе охлаждения. В физике любое вещество, которое охлаждается при испарении, называется хладагентом. Однако, оборудование глубокой заморозки — это техника, которая должна обеспечивать как интенсивность процесса, так и его экономичность. Поэтому к хладагентам в этой сфере выдвигаются особые требования.
Узнайте подробнее:
Самые важные свойства хладагентов
При проектировании и эксплуатации холодильной и морозильной техники рабочие жидкости (или газы) рассматриваются с позиций следующих требований:
- Термодинамические характеристики. Важно обеспечивать максимально возможный КПД, определяемый отношением тепловой работы к энергии, затраченной на привод компрессора. Для этого вещество должно испаряться при атмосферном давление в отрицательном температурном диапазоне (предпочтительно, при -50. -20 °C), а также сочетать высокую теплопроводность с высокой теплоемкостью.
- Безопасность. Промышленный аппарат шоковой заморозки снабжается компрессорной системой мощностью до нескольких сотен киловатт. Объем хладагента в газообразном состоянии (в испарительном контуре) при такой производительности может достигать нескольких кубометров. Если используется токсичное вещество, при аварийной разгерметизации установки здоровью и жизни находящихся рядом людей угрожает опасность.
- Экологичность. В соответствии с Монреальским протоколом 1987 г. все хладагенты классифицированы с позиции способности участвовать в разрушении озонового слоя атмосферы. Поэтому, несмотря на хорошие технические показатели, ряд веществ планомерно выводится из использования.
- Цена. Разница в стоимости различных марок хладагентов достигает нескольких десятков раз.
Универсальная система обозначений
Холодильные камеры глубокой заморозки в настоящий момент используют системы, работающие на всех основных видах хладагентов — фреонах, аммиаке, углекислом газе. Фреоны маркируются по единой системе "Rxyz", где первый символ "R" взят от английского термина "refrigerant" (хладагент). "x" соответствует уменьшенному на единицу числу атомов углерода в молекуле вещества. "y" — это увеличенное на единицу число атомов водорода. "z" — число атомов фтора.
Соответственно, один из хладагентов группы фреонов трихлорфторметан с химической формулой CCl3F маркируется как R-11 (если х = 0, то значение не вписывается в индекс). Хладагенты других химических групп тоже имеют обозначения "Rxyz", но индексы присваиваются уже по другому принципу. Например, углекислота CO2 обозначается как R- 744.
Фреоны и хладоны
Являются основной группой хладагентов. Получаются из углеводородов путем замещения атомов водорода хлором или фтором. Морозильная камера глубокой заморозки Первый синтезированный фреон — дифтордихлорметан (R-12) используется уже почти 90 лет, хотя в бытовой технике это вещество уже давно не применяется. Фреоны позволяют достичь температуры заморозки до -130 °C и являются абсолютно безопасными для здоровья человека. Практически, единственный их недостаток — воздействие на озоновый слой. Все озоноопасные формулы делятся на подгруппы CFC (хлорфторуглероды) и HCFC (хлорфторуглеводороды).
Разработаны и озонобезопасные марки фреонов, называемые хладонами и относящиеся к подгруппам HFC (фторуглеводороды) и СF (перфторуглеводороды). В настоящее время самыми распространенными хладонами являются R-410A и R-407C. Морозильная камера глубокой заморозки с системой, работающей на хладоне, является стандартом для скандинавских стран, Японии и ряда других государств, отличающихся строгостью экологических норм.
В зависимости от условий работы в компрессорах предпочтительными фреоновыми хладагентами считаются:
- для машин винтового типа — R-410A (температура кипения -51,6 °C);
- для центробежных — R-134A (температура кипения -26,3 °C).
Популярны и смеси из различных хладагентов (Серии R-400 и R-500). Например, упоминавшийся выше, R-410A — это микс R-32 и R-125.
Углекислый газ
В качества хладагента углекислый газ (R- 744; температура кипения -78 °C) начал применяться по причине экологичности и доступности. Термодинамические характеристики вещества для получения высокого КПД системы требуют выхода на надкритический цикл с давлением до 150 бар. Это обусловливает повышенные требования к технике, увеличивая ее стоимость.
Ряд западных компаний производят компрессоры для работы на CO2. Среди них GEA и DORIN. Как правило, такие машины способны работать на всех видах хладагентов.
Аммиак
NH3 — один из первых видов хладагентов массового использования. Температура кипения −33,35 °C. Маркируется как R-717. Еще в середине XIX века североамериканские железнодорожные рефрижераторы использовали аммиак.
Вещество позволяет достигать высокого КПД в холодильных и морозильных системах с поршневыми компрессорами большой мощности. Минус этого хладагента — токсичность. Однако, в условиях промышленного производства аммиак по прежнему используют, поскольку с его помощью могут достигаться отличные технико-экономические показатели.
Резюме
Ни одно вещество не является оптимальным для всех видов техники при любых режимах ее использования. В каждом конкретном случае определяющими соображениями могут выступать КПД системы, экономичность, безопасность или экологичность. Поэтому во многих случаях производители холодильных и морозильных систем адаптируют свои агрегаты для возможности использования различных марок хладагентов.
Кто нам доверяет
Мы работаем со многими компаниями, в потребности которых входит шоковое охлаждение и глубокая заморозка продуктов. Вот лишь несколько наших клиентов, у которых уже работает быстрое охлаждение Fast°Cold™.