Вода во фреоне растворяется

В системе фреона и их удаление

Влага может остаться в системе при недостаточном ее осушении после монтажа или ремонта, попасть при зарядке и дозарядке системы фреоном или маслом.

Вода растворяется во фреонах в небольших количествах, поэтому нерастворившаяся вода при тем­пературах ниже 0°С замерзает. Как правило, ледяные пробки образуются

в дроссельных отверстиях ТРВ, где температура фреона резко снижает­ся. Подобные пробки уменьшают либо полностью прекращают подачу жидкого хладагента в испаритель, нарушают нормальный возврат мас­ла в компрессор. Внешними при­знаками замерзания влаги в ТРВ являются повышение температуры в охлаждаемой кладовой, постоян­ное открытие соленоидного вентиля, возобновление работы испаритель­ной батареи после прогрева ТРВ горячей водой (в отличие от засоре­ния фильтра перед дроссельным устройством).

Влажность фреона можно опре­делить визуально с помощью при­бора, изображенного на рис. 9.5. Принцип действия основан на изме­нении окраски солей кобальта в за­висимости от содержания воды во фреоне (табл. 9.1). Для хладагента R12 зеленый цвет индикатора ука­зывает на незначительное количе­ство воды, синий — предупреждает о появлении влаги, а разовый сиг­нализирует о появлении воды во фреоне R12. Для R22 синий цвет индикатора свидетельствует о незна­чительном количестве влаги, голу­бой — предупреждает о появлении влаги, а разовый — наличии воды в R22.

Присутствие влаги во фреонах вызывает коррозию сплавов из же­леза, магния, латуни, причем послед­няя составная, выпадая тонким слоем на стальные шлифованные поверхности деталей компрессора, вызывает их омеднение. Омеднение уменьшает зазоры в подшипнико­вых соединениях и может вызвать неполадки в работе компрессора. При появлении влаги необходимо немедленно включить в работу фильтр-осушитель и выключить его не ранее чем через 4 ч после полноте исчезновения ее признаков.

В качестве поглотителей влаги используются адсорбенты — силикагель (активированная окись кремния) марки КСМ и цеолит (активированный алюмосиликат) марок NaA или NaA*2KT. В последнее время для борьбы с влагой на судах применяется адсорбент «Waterkiller» западногерманской фирмы «Wecom Ref», представляющий собой гу­стую прозрачную жидкость. Пропи­танный этой жидкостью ватный там­пон из расчета 4—8 г на 1 кг фреона укладывают в осушитель вместо ад­сорбента, и после установки на место и продувания парами хлад­агента для удаления воздуха фильтр включают в работу. В процессе по­глощения влаги жидкость транс­формируется в белый порошок, который затем удаляется вместе с ватой. При попадании этой жид­кости на обнаженные участки тела необходимо немедленно смыть ее слабым раствором уксуса или струей воды. Удаление большого количества воды, попавшей в систему из-за нарушения герметичности конденса­тора, производится продувкой си­стемы сухим сжатым воздухом, углекислотой или азотом. Воздух в систему холодильной установки попадает в основном во время ре­монта или осмотра компрессоров, аппаратов и трубопроводов, при зарядке системы хладагентом. Воз­можен подсос воздуха и при работе компрессора с давлением ниже атмо­сферного. Независимо от места про­никновения воздух скапливается в конденсаторе, поскольку имеющийся в нем (или ресивере) гидравли­ческий затвор препятствует проник­новению воздуха в испарители. В соответствии с законом Даль­тона давление в конденсаторе Pk складывается из парциальных дав­лений всех заполняющих его газов: Рк =Ра + Рв. Парциальное давление хладаген­та зависит от температуры заборт­ной воды, прокачиваемой через кон­денсатор, в то время как парциаль­ное давление воздуха возрастает с увеличением его количества в кон­денсаторе. В связи с этим, а также с увеличением теплового сопротив­ления при теплообмене из-за нали­чия в системе воздуха повышается

давление в конденсаторе, что умень­шает холодопроизводительность ком­прессора и увеличивает подводимую мощность.

Повышение давления конденса­ции и температуры нагнетания ком­прессора может быть обусловлено наличием в системе воздуха. Прямой метод определения присутствия воз­духа в системе заключается в сле­дующем. При неработающем ком­прессоре конденсатор прокачивают забортной водой до тех пор, пока температуры воды на входе и вы­ходе не сравняются. Чем больше разность между показанием мано­метра конденсатора или манометра на нагнетательной стороне компрес­сора и табличным давлением на­сыщенных паров агента для данной температуры охлаждаемой воды, тем больше в системе воздуха. При разности давлений больше 0,03—0,04 МПа требуется удалять

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Растворимость — фреон

Растворимость фреонов в маслах зависит от температуры масла и давления паров агента над маслом. Растворимость фреона-12 определяется данными фиг. [1]

Растворимость фреона в воде при 25 С и 1 атм составляет 0 009 вес. [2]

Растворимость фреонов в маслах увеличивается с уменьшением содержания в молекуле атомов фтора и увеличением атомов хлора и брома. [4]

Растворимость фреонов и стойкость их к химическим веществам изменяются в зависимости от количества в них атомов фтора. Газ, в котором количество атомов хлора преобладает над количеством фтора, более подвержен гидролизу. При увеличении атомов фтора газ менее растворим. [6]

В связи с различием в растворимости фреона в маслах разных сортов такие диаграммы должны строиться для разных фреонов и разных сортов масел. [7]

Растворимость гликолей во фреонах значительно ниже, чем растворимость фреонов в них. Чем длиннее цепь молекулы гликоля, тем хуже растворяется он во фреоне. [8]

Обобщая вышеизложенное, следует отметить, что в двух — и трехкомпонентных системах хлорзамещенные углеводороды ( метилен-хлорид, метилхлорид, винилхлорид и др.) повышают растворимость фреонов , но в то же время, агрессивно действуют на резиновые и пластмассовые детали клапана. Парафиновые углеводороды, плотность которых ниже единицы ( обычно 0 5 — 0 6 г. см3), применяются главным образом в водных растворах. [9]

Взаимная растворимость воды и фреонов. Растворимость фреонов в воде ограничена и не превышает обычно 0 1 % при 25 С и атмосферном давлении. [11]

Каждое вещество, которое хорошо растворяется в одном из фреонов, более или менее хорошо растворяется также в рядом стоящем фреоне. В случаях, когда необходимо улучшить растворимость фреонов , применяются органические растворители, с большинством которых фреоны совмещаются в любых соотношениях. Так, неограниченной взаимной растворимостью фреоны обладают с углеводородами, галогениро-ванными углеводородами, одноатомными спиртами, кетонами, ацетатами, целлозольвами, и другими неполярными или малополярными растворителями. [12]

При использовании холодильных агентов, неограниченно растворяющихся в масле, замасливание теплопередающей поверхности аппаратов существенно уменьшается и по этой причине, казалось бы, можно отказаться от установки маслоотделителя после компрессора. Кроме того, при высоких давлениях растворимость газообразного фреона в масле значительно выше, чем при более низких. Так, из рис. VII.2 следует, что при 7 0 ата и 30 G в растворе может быть до 60 % фреона-12, в то время как при 2 ата и той же температуре — только 9 % фреона. [13]

При применении рабочих тел, неограниченно растворяющихся в маслах, не приходится опасаться замасливания теплопередающей поверхности аппаратов и по этой причине в одноступенчатых машинах целесообразно отказаться от установки маслоотделителя после компрессора. Это следует сделать потому, что при высоких давлениях растворимость газообразного фреона в масле значительно выше, чем при более низких давлениях. С в растворе может быть до 60 % фреона, в то время как при 2 ата и той же температуре — только 9 % фреона. [14]

Аппараты фреоновых установок освобождают от смазки, используя аналогичные приемы. Во избежание поражения персонала жидким фреоном и в целях сохранения фреона отсасывание его производят также несколько раз. Растворимость фреонов в смазке уменьшается с повышением температуры; для более полного удаления агента аппарат при отсасывании должен иметь температуру окружающей среды. [15]

Источник

Влияние воды на хладагент

Одним из основных источников влаги в системе холодильной установки является влажный воздух, который или остается в ней при недостаточно тщательном его удалении после вскрытия, или проникает через неплотности. Вода может также оставаться при недостаточно тщательной ее эвакуации после гидравлического испытания системы. Возможно попадание влаги при сварке или пайке соединений, причем источниками влаги являются не только продукты сгорания газа, но и флюс, применяемый при сварке. В герметичных компрессорах имеет значение выделение водяного пара из электроизоляционных материалов обмоток электродвигателя. Влага может оказаться в системе, если заполнение произведено хладагентом и маслом, содержащими повышенное количество влаги. Что касается масел, то они, как правило, гигроскопичны и при длительном хранении в открытом сосуде сорбируют водяной пар из воздуха. Наконец, возможно попадание воды вследствие появления течей в соединениях аппаратов, охлаждаемых водой.

Влияние, оказываемое влагой на работу установки, в значительной степени зависит от степени взаимной растворимости хладагентов и воды. Вещества, обладающие большим химическим сродством с водой, имеют неограниченную взаимную растворимость, например аммиак. Жидкий диоксид углерода ограниченно растворяет воду. Очень ограниченно растворяют воду все хладоны и особенно озонобезопасные. В табл. 7.1 приведены данные по растворимости воды в некоторых хладагентах при различных температурах. Для более наглядного представления о растворимости можно сказать, например, что растворимости воды в R12 при — 10°С в количестве 0,0014% соответствует содержание 14 мг воды в 1 кг жидкого хладагента.

Растворимость воды значительно уменьшается при понижении температуры. Характерно также, что хладоны, содержащие в своей молекуле атомы водорода (R21 и R22), способны растворять значительно больше воды, причем разница становится особенно резкой при низких температурах.

В системе холодильной установки вода может находиться не только в жидком, но и в парообразном состоянии, причем предельное содержание влаги в паровой фазе хладонов, не имеющих в своем составе атомов водорода, значительно больше, чем в жидкой. Так, в паре R12 может находиться в состоянии насыщения водяного пара больше по массе, чем растворяется воды в жидком хладагенте при той же температуре. У водородосодержащих хладонов содержание влаги (в единице массы) в паровой фазе меньше, чем в жидкой. Если количество воды в хладоне превышает предельное содержание ее в жидкой и паровой фазах, т. е. когда и в жидкой фазе растворено предельное количество воды и паровая фаза насыщена водяным паром, то избыточная свободная вода находится в жидком хладоне в виде мелких капель.

Одной из причин неполадок, связанных с наличием в системе влаги, является замерзание нерастворенной воды при дросселировании хладагента. Особенно большое значение имеет это явление в малых автоматизированных установках, в которых образовавшиеся частицы льда при малых диаметрах отверстий вентилей, сопел, капиллярных трубок забивают проходное сечение дроссельных устройств и нарушают режим работы установки.

Присутствие воды в хладагентах способствует коррозии металлов. Даже небольшие примеси воды способствуют образованию слабых кислот или щелочей, обладающих определенной химической активностью. Так, при наличии воды аммиак вызывает коррозию цинка, алюминия, меди и ее сплавов (за исключением фосфористой бронзы), R12 — коррозию латуни и сплавов магния (при его содержании более 2%), R22 — коррозию сплавов магния и алюминия. В герметичных агрегатах происходит постепенное разрушение электрической изоляции обмоток электродвигателя. Кроме уменьшения долговечности машин явление коррозии вызывает и другие последствия. Продукты коррозии смываются хладагентом и забивают отверстия дроссельных устройств, забивают фильтры. На теплопередающих поверхностях продукты коррозии образуют слой, представляющий собой дополнительное термическое сопротивление, и тем самым ухудшают теплопередачу. Присутствие воды в системе способствует образованию и выделению густых маслянистых осадков, желеобразных и твердых, засоряющих фильтры дроссельных устройств.

В хладоновых установках в присутствии нерастворенной воды может возникнуть специфическое явление, называемое омеднением стальных поверхностей. При наличии в системе медных частей, соприкасающихся с хладоном, растворенном в масле, медь вступает в химическую реакцию с раствором и выпадает в виде слоя на стальных неоКисленных поверхностях. В частности, слой меди образуется на шейках вала, уменьшая зазор в подшипниках, на клапанных пластинах, вызывая нарушение герметичности. По этим причинам предъявляются высокие требования к содержанию влаги в хладагентах с ограниченной растворимостью воды, причем эти требования повышаются для установок, работающих при низких температурах. Согласно техническим условиям на поставку количество воды в хладагенте не должно превышать допустимого значения.

Гранулированный сорбент засыпают в сетчатый цилиндр, препятствующий уносу гранул и задерживающий механические загрязнения. Это устройство называют фильтром-осушителем при небольшой вместимости (до 2 дм3) и осушителем (осушительным патроном) при большей вместимости.

Осушитель устанавливают на жидкостном трубопроводе до регулирующего вентиля. В малых автоматизированных установках осушитель 1 может быть постоянно включен в работу (рис. 7.13, а), а в средних и крупных установках (рис. 7.13, б) осушитель 1 включают в работу периодически, главным образом, в первые 10-15 дней после первоначального пуска установки, а затем по мере надобности при появлении признаков наличия влаги в системе. Поэтому осушитель 1 включают в обводной мост с запорными вентилями. Силикагель и синтетические цеолиты являются довольно хрупким материалом, разрушающимся в процессе работы. Твердые частицы адсорбента вызывают абразивный износ деталей компрессора. Поэтому после осушителя ставят фильтр тонкой очистки 2. Формованные цилиндры из цеолита БФ-60, БФ-120 разрушаются значительно меньше, чем насыпная масса из гранул.

Источник

Взаимодействие холодильных агентов со смазочными маслами

Холодильные агенты и смазочные минеральные масла обладают взаимной растворимостью, зависящей от физических свойств холодильного агента, температуры и давления. При работе холодильной машины образуется смесь холодильного агента и смазочного минерального масла. Такая смесь выполняет одновременно функции и рабочего вещества и смазывающей жидкости. По степени растворимости холодильные агенты разделяются на две основные группы — с неограниченной и ограниченной растворимостью. Неограниченно растворяется в минеральном масле фреон-12. Некоторое ограничение растворимости имеет фреон-22 в области низких температур, где смесь разделяется на два слоя. В зоне низких температур на поверхности жидкости и стенках аппарата образуется более вязкий слой, который затрудняет теплообмен с кипящей жидкостью и выход паров из жидкости.

Во фреоновых холодильных машинах количество циркулирующего масла составляет 10—15% от количества циркулирующего фреона. При лучшем отделении масла от всасываемого пара в компрессоре количество его в циркулирующем фреоне, уменьшается. Аммиак в минеральном масле растворяется незначительно. Например, при температуре от 0 до 40° С и давлении (1—3)- 105Па растворимость его 0,25—0,80%. Взаимная растворимость холодильного агента с маслом отрицательно влияет на работу холодильной машины по следующим причинам:

• снижается холодопроизводительность во фреоновых холодильных машинах;
• ухудшается смазка трущихся деталей компрессора вследствие уменьшения вязкости масла;
• снижается интенсивность теплоотдачи в конденсаторе и испарителе, кроме того, в аммиачных низкотемпературных машинах масло может оседать на теплопередающей поверхности испарителя и застывать;
• на стороне низкого давления из масла могут выпадать парафины.

Взаимодействие холодильных агентов с водой. Свободная вода, циркулируя с холодильным агентом, вызывает коррозию металла. Во фреоновых холодильных машинах вода может замерзнуть в дроссельном отверстии терморегулирующего вентиля или капиллярной трубке и явиться причиной неисправности в работе или остановки машины. Разные холодильные агенты взаимодействуют с водой неодинаково. Фреон-12 в воде практически не растворяется.

Растворимость воды в жидком фреоне-12 составляет 0,00.1% при —70°С и 0,006% при 0°С. По техническим условиям во фреоне-12 общего назначения допускается содержание воды не более 0,0025%. В сухом фреоне-12, предназначенном для использования в машинах бытовых холодильников и приборах автоматики, допускается не более 0,0006% воды. Растворимость воды во фреоне-22 выше, чем во фреоне-12. Например, при температуре —20°С растворимость его составляет 0,24% и при 0° С —0,48%.

Источник