Хладагент R717: описание и свойства
Хладагент R717 - бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта), ядовит.
Химическое название R717 - Аммиак (нитрид водорода).
Общее описание R717
Химическая формула NH3 (аммиак). Относится к группе ГФУ (HFC). Из "натуральных" хладагентов R717 стоит на одном из первых мест в качестве альтернативы R22 и R502. Производство аммиака в мире достигает 120 млн. т, и лишь малая часть его (до 5%) используется в холодильной технике.
Пары аммиака легче воздуха, он хорошо растворяется в воде (один объем воды может растворить 700 объемов аммиака, что исключает замерзание влаги в системе). Массовая доля влаги в аммиаке не должна превышать 0,2%.
По термодинамическим свойствам аммиак - один из лучших хладагентов: по объемной холодопроизводительности он значительно превышает R12, R11, R22 и R502, имеет более высокий коэффициент теплоотдачи, что позволяет применять в теплообменных аппаратах трубы меньшего диаметра при заданной холодопроизводительности. Из-за резкого запаха аммиака появление течи в холодильной системе легко обнаруживается обслуживающим персоналом. Именно по этим причинам R717 нашел широкое применение в крупных холодильных установках. Хладагент R717 имеет низкую стоимость.
Один из недостатков аммиака - более высокое значение показателя адиабаты (1.31) по сравнению с R22 (1.18) и R12 (1.14), что приводит к значительному увеличению температуры нагнетания. В связи с этим предъявляют жесткие требования к термической стабильности холодильных масел, используемых в сочетании с аммиаком в течение длительного времени при эксплуатации установки. Конденсатор должен иметь развитую поверхность теплообмена, в результате чего возрастает его металлоемкость.
Аммиак имеет чрезвычайно высокое значение теплоты парообразования, вследствие чего сравнительно мал массовый расход циркулирующего хладагента (13... 15% по сравнению с R22). Это благоприятное качество для крупных холодильных установок, но затрудняет регулировку подачи аммиака в испаритель при малых мощностях.
Дополнительные сложности при создании холодильного оборудования вызывает высокая активность аммиака по отношению к меди и медным сплавам, поэтому трубопроводы, теплообменники и арматуру выполняют из стали. Из-за высокой токсичности и горючести аммиака сварные соединения тщательно контролируют. Вследствие высокой электропроводности R717 затруднено создание полугерметичных и герметичных компрессоров. Вместе с тем для промышленных холодильных установок мощностью более 20кВт аммиак - лучшая альтернатива.
На аммиаке работают многие тепловые насосы. Так, в Норвегии работает тепловой насос мощностью 200 кВт. В системе циркулирует около 30кг аммиака, использованы полугерметичный компрессор и пластинчатые теплообменные аппараты. Предусмотрены система контроля утечки аммиака и эффективная вентиляция.
Аммиачные водяные охладители-чиллеры с пластинчатыми аппаратами фирмы "Alfa-Laval", разработанные фирмой "York Refrigeration", характеризуются минимальным количеством заправленного хладагента. Так, в высокотемпературных охладителях HTLS заправка хладагента составляет 3.7...8.5 кг при холодопроизводительности соответственно 60... 140 кВт и потребляемой мощности 14...35 кВт, в среднетемпературных MTLS - 3.1...6 кг при холодопроизводительности 32...63 кВт и потребляемой мощности 12...24 кВт, в низкотемпературных LTLS - 2.6...4.5 кг при холодопроизводительности 9... 19 кВт и потребляемой мощности 7...17 кВт.
В тепловых насосах типа HPLS заправка хладагента равна 3...6,7 кг при холодопроизводительности соответственно 37...87 кВт и потребляемой мощности 12...31 кВт.
Рассмотренные охладители и тепловые насосы имеют небольшие габаритные размеры (длина 1170мм, ширина 800мм, высота 1550мм).
Ожидается применение аммиака в малых холодильных машинах для коммерческих установок.
Используемые в настоящее время масла не растворяются в аммиаке, поэтому в схему холодильной машины приходится включать маслоотделители, что увеличивает ее стоимость. В последние годы ведутся интенсивные исследования по разработке растворимого в аммиаке масла и созданию холодильного оборудования с "сухим" испарителем. Растворимость масла в аммиаке исключает образование пленки масла на теплообменных поверхностях, что повышает коэффициент теплоотдачи с 2700 до 9100 Вт/(м2·К).
Достигнутый в последние годы прогресс в разработке растворимых в аммиаке R717 холодильных масел может кардинально изменить тенденции в развитии холодильного машиностроения.
Физические свойства R717
Параметр | Значение |
---|---|
Химическая формула | NH3 |
Молярная масса, г/моль | 17.03 |
Температура плавления (p=101 кПа), °С | -77.73 |
Температура кипения (p=101 кПа), °С | -33.34 |
Критическая температура, °С | 132.25 |
Плотность при нормальных условиях, кг/м3 | 0.6942 |
Теплота испарения, кДж/кг | 13.6789 |
Потенциал разрушения озона (ODP) | 0 |
Потенциал глобального потепления (GWP) | 0 |
Взрывоопасен в соединении с воздухом при объемной доле 16...26.8% и наличии открытого пламени.
Температура воспламенения с воздухом 651°С.
Применение R717
R717 нашел широкое применение в крупных холодильных установках.
Экологические характеристики и пожароопасность R717
ODP=0; GWP=0; ПДК в воздухе 0.02 мг/дм3, что соответствует объемной доле 0,0028%. R717 - газ с резким удушливым запахом, вредный для организма человека.
Взаимодействие R717 с другими материалами
Минеральные масла аммиак почти не растворяет. На черные металлы, алюминий и фосфористую бронзу не действует, однако в присутствии влаги разрушает цветные металлы (цинк, медь и ее сплавы).
Дополнительные сложности при создании холодильного оборудования вызывает высокая активность аммиака по отношению к меди и медным сплавам, поэтому трубопроводы, теплообменники и арматуру выполняют из стали.
Масла для R717
Используемые в настоящее время масла не растворяются в аммиаке, поэтому в схему холодильной машины приходится включать маслоотделители, что увеличивает ее стоимость. В последние годы ведутся интенсивные исследования по разработке растворимого в аммиаке масла и созданию холодильного оборудования с "сухим" испарителем.
Характеристики R717 на линии насыщения
Темпе-ратура, 0C | Давление, 105Па | Удельный объем | Плотность | Удельная энтальпия, кДж/кг |
Удельная теплота парообра-зования, кДж/кг |
Удельная энтропия, кДж/(кг*К) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
абсолют-ное | манометри-ческое | жидкости, дм3/кг | пара, дм3/кг | жидкости, кг/дм3 | пара, кг/м3 | жидкости | пара | жидкости | пара | ||
-50 | 0,408 | -0,605 | 1,424 | 2,625 | 0,702 | 0,380 | 276,58 | 1691,37 | 1313,79 | 1,0995 | 7,4396 |
-40 | 0,717 | -0,296 | 1,449 | 1,551 | 0,690 | 0,664 | 320,55 | 1707,56 | 1387,01 | 1,2921 | 7,2410 |
-34 | 0,979 | -0,034 | 1,465 | 1,159 | 0,682 | 0,862 | 347,11 | 1716,78 | 1369,67 | 1,4044 | 7,1316 |
-33 | 1,030 | +0,017 | 1,467 | 1,105 | 0,681 | 0,904 | 351,54 | 1718,28 | 1366,74 | 1,4228 | 7,1140 |
-30 | 1,195 | +0,182 | 1,475 | 0,9625 | 0,677 | 1,038 | 364,88 | 1722,70 | 1357,82 | 1,4779 | 7,0622 |
-20 | 1,901 | +0,888 | 1,504 | 0,6228 | 0,664 | 1,605 | 409,56 | 1739,69 | 1327,13 | 16576 | 6,9001 |
-10 | 2,908 | +1,895 | 1,534 | 0,4177 | 0,651 | 2,394 | 454,60 | 1749,40 | 1294,80 | 1,8315 | 6,7519 |
0 | 4,294 | +3,281 | 1,566 | 0,2890 | 0,638 | 3,460 | 500,00 | 1760,71 | 1260,71 | 2,0000 | 6,6154 |
10 | 6,150 | +5,137 | 1,601 | 0,2053 | 0,624 | 4,870 | 545,79 | 1770,50 | 1224,71 | 2,1636 | 6,4889 |
20 | 8,574 | +7,561 | 1,639 | 0,1493 | 0,610 | 6,697 | 592,01 | 1778,65 | 1186,64 | 2,3226 | 6,3705 |
30 | 11,67 | +10,65 | 1,680 | 0,1107 | 0,595 | 9,033 | 638,77 | 1785,01 | 1146,24 | 2,4778 | 6,2589 |
40 | 15,55 | +14,53 | 1,726 | 0,08345 | 0,579 | 11,983 | 686,21 | 1789,40 | 1103,19 | 2,6296 | 6,1525 |
50 | 20,33 | +19,31 | 1,777 | 0,06378 | 0,562 | 15,678 | 734,56 | 1791,58 | 1057,02 | 2,7789 | 6,0499 |
60 | 26,14 | +25,12 | 1,834 | 0,04929 | 0,545 | 20,288 | 784,13 | 1791,22 | 1007,09 | 2,9268 | 5,9497 |
70 | 33,12 | +32,10 | 1,900 | 0,03841 | 0,526 | 26,034 | 835,38 | 1787,87 | 952,49 | 3,0745 | 5,8502 |
80 | 41,40 | +40,38 | 1,973 | 0,03009 | 0,506 | 33,233 | 888,96 | 1780,84 | 891,88 | 3,2238 | 5,7493 |
90 | 51,14 | +50,12 | 2,071 | 0,02359 | 0,482 | 42,390 | 945,89 | 1769,08 | 823,19 | 3,3772 | 5,6440 |
100 | 62,5 | +61,50 | 2,183 | 0,01842 | 0,458 | 54,288 | 1007,80 | 1750,79 | 742,99 | 3,5388 | 5,5299 |
110 | 75,75 | +74,73 | 2,349 | 0,01418 | 0,425 | 70,521 | 1077,76 | 1722,47 | 644,71 | 3,7158 | 5,3984 |
120 | 91,07 | +90,05 | 2,594 | 0,01050 | 0,385 | 95,238 | 1163,06 | 1675,37 | 512,31 | 3,9257 | 5,2288 |
130 | 108,88 | +107,86 | 3,185 | 0,006589 | 0,313 | 151,768 | 1298,69 | 1563,51 | 264,82 | 3,2532 | 4,9101 |
Дополнительные материалы
Комментарии читателей

Myrtis
Kudos! Ample stuff.
casino en ligne
Thanks! An abundance of facts.
casino en ligne
You mentioned this adequately.
casino en ligne francais
Amazing tips Appreciate it!
casino en ligne
Superb postings. Cheers.
casino en ligne francais
You actually said this well.
casino en ligne fiable
Appreciate it, Quite a lot of material!
meilleur casino en ligne
You actually mentioned it adequately!
casino en ligne
Thanks. Awesome stuff.
casino en ligne
You actually suggested that superbly.
meilleur casino en ligne

Алексей Потапов
Здравствуйте !
Хорошая статья про аммиак в качестве естественного хладагента. Нет ли у вас подобной статьи о диметиловом эфире ?
Оставить комментарий