Современные хладагенты и проблемы экологии
Информация - Экология
Другие материалы по предмету Экология
?лбензоновых масел в хладагенте, хотя полная растворимость не была достигнута. При концентрации хладагента около 10% отмечено стойкое помутнение смеси масло-хладагент без разделения фаз, означающее, что вязкость смеси так низка, что транспортировка масла может быть улучшена. Область несмешиваемости частично растворимого аммиачного масла полностью исчезает, только если температура ниже -40 оС.
Применение нетрадиционных материалов. Существующие правила безопасности запрещают применение меди и медных сплавов в аммиачных холодильных системах. Общеизвестно, что аммиак, растворенный в воде, имеет высокую коррозионную активность, что приводит к полному разрушению меди и медных сплавов за короткий промежуток времени. Однако если в холодильном контуре нет влаги и кислорода, то коррозия должна быть незначительной. Продолжительные лабораторные испытания в автоклавах продемонстрировали, что маслоаммиачные смеси имеют малую коррозионную активность при содержании влаги до 1000 ррт. По своим свойствам сплав CuN10 оказался даже более предпочтительным. Нужно особо отметить, что ни визуальная проверка, ни металлографические тесты не смогли выявить локальную коррозию. Таким образом, разрушение было поверхностной эрозией: с помощью спектрометра были найдены молекулы металлов в холодильном масле.
Дальнейшие тесты проводили на небольших холодильных контурах с медными теплообменниками и трубами из сплава CuNlO. Сначала были приведены в действие газовые контуры, где из условия безопасности находилось только 25 г аммиака, позднее был полностью введен холодильный контур холодопроизводительностью 3 кВт. Контуры использовались для осушения воздуха в составе теплового насоса. Испаритель и конденсатор приводили в действие поочередно с одним и тем же расходом воздуха. Проводились два тестирования в интервале между 500 и 5000 ч работы. Не было замечено каких-либо повреждений холодильной машины.
Были применены различные холодильные масла, с тем чтобы можно было выявить возможные отличия в ингибиторах масел. Уровень коррозии для всех тестов находился в пределах 0,03 и 0,06 мм в год. Потенциальная проблема для холодильного контура - это омеднение движущихся механических частей, если слишком большое количество меди растворяется в масле, что ранее часто отмечалось в системах с ХФУ-хладагентами. Отложения меди были видны на пластинах клапанов и поршнях, но они просто смывались и не приносили вреда компрессору. Только при использовании одного из минеральных масел были обнаружены неудаляемые отложения меди на кольцевых уплотнениях, хотя это все еще не привело к нарушению работы.
Первоначально испытывали также латунь, особенно латунные терморасширительные вентили, которые удовлетворительно функционировали после приработки. Однако вскоре стало ясно, что в дальнейшем необходимо исключить применение латуни. Цинк, как составляющая латуни, очень быстро коррозировал, создавая опасность вымывания цинка из бронзы. Кроме того, были обнаружены трещины и следы коррозии на подверженных механическим напряжениям деталях (вентили, смотровые глазки), что непозволительно с точки зрения безопасности даже в системах с малой заправкой.
Бронзовые сплавы также подверглись исследованию, так как они использовались для подшипников при производстве компрессоров. В нашем случае инспектировались смотровые стекла и вентили, которые находились в непосредственном контакте с жидким аммиаком. При этом не было обнаружено каких-либо повреждений.
Особое внимание должно быть уделено хорошей стабильности припоев в паяных соединениях: фосфористые припои, используемые при пайке теплообменников, так же как и серебряные, показали себя аналогично припоям, применяемым при пайке стальных вентилей. Утечки хладагента не были обнаружены в местах пайки, и металлографические тесты не показали каких-либо разрушений.
Фильтры-осушители. Если есть необходимость в поддержании сухости системы в течение длительного времени, то рекомендуется использовать осушители независимо от степени сухости компонентов системы. Соизмеримые размеры и высокая полярность молекул воды и аммиака означают, что невозможно осушить жидкий аммиак до необходимого уровня с помощью молекулярных сит. Однако это возможно, если применять подходящие молекулярные сита в газовой фазе для селективного поглощения воды.
Экспериментально было определено достижимое содержание влаги около 300 ррт, что достаточно для предотвращения внутренней коррозии. Однако установка фильтра-осушителя на линии всасывания вызывает потери давления в линии.
Перспективы. Представленная работа должна показать, что существует значительный потенциал для дальнейшего развития аммиачных холодильных систем. Должен быть подчеркнут тот факт, что текущая ситуация относительно наличия недорогих фитингов все еще очень неудовлетворительна. Продемонстрировано, что фитинги из красной латуни можно успешно применять в аммиачных системах. Что касается термостатических расширительных вентилей, здесь есть еще широкое поле для будущих разработок. Более всестороннее использование аммиачных холодильных систем небольшой холодопроизводительности будет зависеть от того, насколько успешным станет для поставщиков выпуск на рынок аммиачных полугерметичных компрессоров. Применение азеотропной смеси R723 улучшит характеристики холодильных систем, особенно учитывая низкие значения температур в конце процесса сжатия.
Список литературы
1 Н. Н.