Нещодавні логіни
Пам'ятки
Класифікований ASHRAE за номенклатурою R-717, у групі природних холодоагентів аміак не руйнує озоновий шар, а завдяки своїм властивостям має перевагу знижувати температури до -70 ° C.
Класифікований ASHRAE за номенклатурою R-717, у групі природних холодоагентів аміак не руйнує озоновий шар, а завдяки своїм властивостям має перевагу знижувати температури до -70 ° C.
Інж. Джоель Рубіо Маркес
Аміак має більш високий коефіцієнт тепловіддачі, ніж R-22, через його термодинамічні та транспортні властивості
Охолодження - це відомий процес давно. У 12 столітті китайці використовували суміші селітри для охолодження води; У 16-17 століттях такі дослідники та автори, як Бойл, Фарадей (з їх експериментами з випаровування аміаку) зробили перші практичні спроби отримати холод.
У 1834 р. Перкінс розробив свій патент на ефірну компресійну холодильну машину, а в 1835 р. Тілор'є виготовив сухий лід шляхом розширення; Тельє побудував першу компресійну машину для комерційних цілей, Піктет розробляє машину для стиснення діоксиду сірки.
Аміак був першим холодоагентом, який застосовувався в компресійних холодильних установках у 1876 році Карлом фон Лінде. З тих пір він використовується у великих холодильних установках, таких як молочні заводи, пивоварні, бійні та інші місця, де високі вимоги до охолодження.
Донині аміак залишається найбільш широко використовуваним холодоагентом у промислових холодильних системах для переробки та консервації більшості продуктів харчування та напоїв. Аміак займав перше місце в галузі технологій охолодження, будучи важливою частиною логістики переробки, зберігання та розподілу харчових продуктів.
Класифікований ASHRAE з R-717, до групи природних холодоагентів, він не руйнує озоновий шар і не сприяє парниковому ефекту, пов'язаному з глобальним потеплінням. Насправді аміак - це сполука, яка зазвичай зустрічається в природі. Це має важливе значення в кругообігу азоту на землі, і його викид в атмосферу негайно переробляється. Це відповідає міжнародним домовленостям щодо зменшення глобального потепління та руйнування озонового шару.
Правильна оцінка впливу холодоагентів та холодильних систем на навколишнє середовище вимагає врахування як їх прямого, так і опосередкованого впливу на глобальне потепління. Холодильні системи безпосередньо сприяють глобальному потеплінню через парниковий ефект, спричинений витоком холодоагентів. Побічно вони сприяють глобальному потеплінню, виробляючи викиди вуглекислого газу в результаті перетворення викопного палива в енергію, необхідну для роботи систем охолодження.
«Загальний еквівалентний вплив на потепління» або TEWI визначається як сума цих прямих та непрямих внесків. Значення аміаку TEWI дуже низьке, оскільки воно само по собі не сприяє глобальному потеплінню. Завдяки своїм сприятливим термодинамічним характеристикам аміачні холодильні системи використовують менше енергії, ніж інші звичайні холодоагенти. Як результат, непряма вигода від глобального потепління через зменшення викидів CO2 від електростанцій, що виробляють електроенергію.
| Властивості аміаку |
| • Температура самозаймання: 690 ° C (1274 ° F) • Нижня межа займистості (LII): 16% • Верхня межа обмеженості займистості (LSI): 25% |
Аміак є помірним паливом, і експерти в галузі промислової хімії вважають його відносно негорючим. Енергія горіння аміаку менше енергії його самозаймання, це означає, що аміак не може залишатися запаленим самостійно без зовнішнього джерела займання, навіть якщо те саме джерело розпалило вогонь.
Аміак у високих концентраціях надзвичайно токсичний, але його сильний запах є чудовим сигналом. Концентрація аміаку, де його запах неможливо втримати (близько 0,03 об.%), Не є шкідливою, якщо він піддається йому лише протягом обмеженого періоду часу (навіть через більше години, немає помітного негативного вплив на здоров'я людей).
Вартість аміаку набагато менше, ніж будь-якого синтетичного холодоагенту, зазвичай його установка коштує на 10-20% менше. Термодинамічно аміак на 3-10% ефективніший за інші холодоагенти; в результаті аміачна холодильна система має нижчий рівень споживання електроенергії.
Вартість аміаку сама по собі значно нижча, ніж для інших холодоагентів, і для його використання потрібна менша кількість, ніж для інших холодоагентів, і, будучи природною речовиною, він не має термінів, коли його можна виробляти або використовувати, на відміну від інших синтетичних холодоагентів використання чи виробництво яких обмежене певною кількістю років.
| Таблиця 1: Термодинамічні властивості (-8 ° C) | ||
| ВЛАСНІСТЬ | АМІОНІЯ | R-22 |
| Питома теплоємність (КДж/кг ° C) | 4.65 | 1.15 |
| Теплопровідність (Вт/м ° С) | 0,55 | 0.10 |
| В'язкість (сП) | 0,20 | 0,25 |
| Таблиця 2: Коефіцієнт тепловіддачі (Вт/м2 ° С) | ||
| АМІОНІЯ | R-22 | |
| Конденсація на зовнішній стороні труб | 3500-7000 | 1000-2000 |
| Конденсація всередині трубок | 2500-6000 | 1000-1800 |
| Випаровування на зовнішній стороні труб (циркуляція за допомогою насоса) | 600-6000 | 300-3500 |
| Випаровування всередині трубок (циркуляція за допомогою насоса) | 1000-6000 | 450-1800 |
| Таблиця 3: Коефіцієнт роботи або охолоджуючого ефекту * | ||||
| ТЕОРЕТИЧНИЙ КОС (+ 30/-15 ° C) | ||||
| КС = | Потужність охолодження Споживана потужність | = | кВткВт | |
| Аміак | R-22 | |||
| 3.37 | 3.18 | |||
| * Кількість охолодження, отримане від машини, поділене на кількість енергії, яка необхідна для забезпечення цього охолодження (ASHRAE, 1993) | ||||
Аміак має вищий коефіцієнт тепловіддачі, ніж R-22, головним чином завдяки його термодинамічним та транспортним властивостям. Значення цих властивостей щодо R-22 такі:
• Питома теплота рідини та пари: 4 до 1
• Приховане тепло при випаровуванні: 6 до 1
• Теплопровідність рідини: 5,5 до 1
• В'язкість: від 0,8 до 1
• Щільність рідини: 0,5 до 1
Масовий витрата для даної аміачної холодильної ємності на 1/7 менше, ніж R-22, що має значний вплив на розмір труб та циркуляцію рідини.
Це означає, що для даної охолоджувальної потужності потрібно перекачувати лише 1/7 рідини, внаслідок чого це менший насос, який використовує менше енергії, і в менші труби.
Аміачні холодильні установки
Компресійні холодильні установки (див. Малюнок 1) складаються з випарника, в якому холодоагент (аміак) випаровується, виробляючи холод; система стиснення для транспортування пари низького тиску від випарника до конденсатора високого тиску; і конденсатор, в якому конденсується холодоагент, розсіюючи тепло, як правило, через градирні.
| Рисунок 1. Компресійне охолодження |
Для абсорбційних холодильних установок (див. Малюнок 2) потрібні холодоагент та абсорбуюча рідина. Найбільш широко використовувані пари рідин холодоагент/абсорбент - пара вода/бромід літію та пара аміак/вода. У рослинах, які використовують першу пару, холодоагент - це вода, тому ці установки використовуються для застосування при температурах вище 0 ° C, в основному для кондиціонування повітря.
| Рисунок 2. Абсорбційне охолодження |
Аміак/водяні холодильні установки використовують його як холодоагент і мають діапазон застосування від 0 ° C до -70 ° C.
В абсорбційних холодильних установках механічний компресор замінюють на хімічний або термічний компресор. Пара низького тиску, що надходить із випарника, замість того, щоб стискатися механічним компресором, поглинається розведеним розчином аміаку та води в абсорбері. Розчин, концентрація якого збільшилася, перекачується в десорбер, де він нагрівається до кипіння.
Аміак, є найбільш летким компонентом десорбера, утворює пари аміаку, які конденсуються в конденсаторі, закриваючи таким чином холодильний цикл. Тепло, що виробляється в конденсаторі та в поглиначі, зазвичай розсіюється за допомогою градирень, тоді як тепло, яке подається в десорбер, є відхідним теплом, наприклад, когенераційної установки.
Аміак як холодоагент має велику перевагу в тому, що він може виробляти холодильне обладнання при температурі до -70 ° С. Щоб досягти цих температур, потрібні багатоступеневі системи стиснення, тому ці установки відносно складні. Таким чином, безперервна робота цих установок є проблемою, оскільки практично не існує масел, сумісних з аміаком, які мають змащувальні якості при температурі компресора і низьку в'язкість при -60 ° С.
Масло, яке зазвичай накопичується у випарниках, можна зливати лише за умови тимчасового підвищення температури. Все це робить компресійні установки дорожчими і вимагає дуже ретельного обслуговування, щоб гарантувати необхідну надійність. Особливо при цих температурах абсорбційні холодильні установки мають великі переваги порівняно з компресійними холодильними установками. З одного боку, вони можуть досягати температури до -70 ° C за просту стадію, а з іншого боку, їм не потрібні мастила, тому вони можуть працювати безперервно без необхідності зупинок.
Традиційно холодильні установки з поглинанням аміаку завжди використовувались у промислових секторах, де потрібно охолодження при низьких температурах і де наявність безперервного охолодження має велике значення; тригенерація, як правило, може застосовуватися в цих секторах.
На тригенераційних установках тепло, що виробляється когенераційними системами, використовується для покриття споживання тепла та для керування абсорбційною холодильною установкою, а отже, також для покриття потреби в холоді.
Ці рослини, поєднуючи подачу тепла і холоду, мають велику гнучкість, досягаючи оптимального використання тепла, що виробляється в процесі когенерації. Загалом, вимоги до охолодження при низьких температурах, як правило, відносно постійні і, як правило, мають високу теплову інерцію.
Поглинальну холодильну установку можна регулювати таким чином, що вона споживає все надлишкове тепло (як правило, пар), віддаючи пріоритет прямому споживанню пари, таким чином досягаючи високого використання тепла, виробленого в когенерації.
Це незамінна сполука в кругообігу азоту на землі, і її викид в атмосферу негайно переробляється.