7.5. Вода в системе хладоновой установки

Вода в системе хладагента любой холодильной установки находится в очень небольшом количестве, однако ее наличие приводит к определенным трудностям эксплуатации хладоновых установок из-за практической нерастворимости в них воды.
   Источники влаги в системе. Вода попадает в систему хладоновой установки из воздуха, оставшегося в системе после монтажа или проникающего в нее через неплотности; при гидравлическом испытании аппаратов; при сварке и пайке; с хладагентом и маслом, содержащими влагу; вследствие пропусков (свищей) в конденсаторе; при выделении влаги из обмоток электродвигателя (в герметичных агрегатах).
    Растворимость воды в хладонах. Растворимость крайне незначительна и зависит от температуры хладона:

Растворимость воды в хладонах

Для более наглядного представления можно сказать, например, что растворимости воды в R-12 при —10 °С в количестве 0,0014 % соответствует содержание 14 мг воды в 1 кг жидкого хладагента. Избыточная вода находится в хладоне в виде мелких капель.
    Влияние влаги на работу хладоновой установки. При наличии в хладоновой системе свободной воды возможно возникновение ряда неполадок: замерзание воды в регулирующем вентиле; коррозия металлов; обмеднение стальных поверхностей; разрушение обмоток герметичного электродвигателя; образование продуктов разложения металла и масла.
    Наиболее серьезной неполадкой является замерзание влаги в проходном сечении регулирующего вентиля. В особенности эта неполадка характерна в случае применения ТРВ. Закупорка регулирующего вентиля приводит к полному прекращению подачи хладона в испаритель и, следовательно, к полной потере хладопроизводительности. Закупорка ТРВ осложняется еще и тем, что установка, находящаяся без постоянного наблюдения, например на животноводческом комплексе, и не оборудованная соответствующей автоматикой, может продолжать работать. Масло перестает возвращаться в картер вследствие нарушения его циркуляции. Чаще всего это приводит к выплавлению шатунных вкладышей и выходу из строя компрессора.
    В крупных установках заполнение испарителя хладагентом осуществляется через соленоидный вентиль и ручной регулирующий вентиль (РВ). В этом случае при значительном открытии РВ капли воды проходят через него не замерзая, но, пройдя через испаритель и теплообменник, замерзают на поверхности паровых фильтров компрессоров. Сетки фильтров при этом разрываются. Хладоны, не содержащие влаги, инертны к металлам, но при наличии воды вызывают коррозию латуни, сплавов магния и алюминия. При наличии в системе медных деталей, соприкасающихся с хладагентом, растворенным в масле, медь вступает в химическую реакцию с раствором и выпадает в виде тонкого слоя на шлифованных стальных поверхностях. Тонкий слой меди образуется на шейках коленчатого вала, уменьшая зазоры в подшипниках; слой меди на клапанных пластинах приводит к нарушению их прилегания к седлам.
    Продукты коррозии и разложения масла приводят к появлению загрязнений. Присутствие воды в системе хладона (особенно это относится к R-22) приводит к выделению густых маслянистых осадков в желеобразном к твердом состоянии.
    Удаление влаги из системы. При эксплуатации хладоновых установок необходимо стремиться, чтобы влага в систему не попадала. В противном случае необходимо обеспечить удаление ее из системы.
    На заводах-изготовителях малых агрегатов производят их осушку в сушильных шкафах в течение 8—10 ч при температуре 60…80 °С. Агрегаты вакуумируют до давления разрежения 6—25 Па. В более крупных установках сушку производят по частям, а затем заполняют инертным газом или паром хладагента с давлением 0,1 МПа.
    Для удаления влаги, оставшейся ранее или попавшей в систему в ходе эксплуатации, применяют вещества, поглощающие влагу — адсорбенты, которые могут быть как твердыми, так и жидкими. В практике наибольшее применение находят силикагель КСМ и синтетические цеолиты NaA. Обычно предусматривают в осушителе до 10 см3 силикагеля на каждый килограмм R-12 и до 35 см3 на 1 кг R-22.
    Более эффективен синтетический цеолит (молекулярное сито). Его поглощающая способность примерно в три раза больше, чем силикагеля. Он способен осушить R-12 до 2—3 мг на 1 кг хладона. Основные свойства адсорбентов приведены в табл. 56.

Характеристика адсорбентов

В хладоновой установке на жидкостном трубопроводе после линейного ресивера устанавливается специальная емкость, в которую засыпают адсорбент. В малых установках хладон циркулирует через осушитель непрерывно. В средних и крупных установках осушитель включается в работу периодически. Остальное время установка работает с подачей жидкости к РВ по обводной линии. Десорбция осушителей производится прокаливанием в печи при температуре выше 200 °С.
   Недостатком силикагеля является загрязнение его пор маслом и другими смолистыми примесями. Поры же цеолита настолько малого размера, что они не засоряются маслом.
    Определение наличия влаги в системе. Содержание воды в хладоне можно контролировать индикатором влажности (рис. 90). Его принцип основан на изменении окраски чувствительного элемента в зависимости от концентрации воды в омывающей элемент среде.

Индикатор влажности

Отечественная промышленность серийно выпускает индикаторы влажности марки ИВ7, окраска чувствительного элемента которого меняется в соответствии с концентрацией влаги, приведенной в табл. 57. Изменение цвета импортных индикаторов влажности указано в табл. 58.

Зависимость цвета индикатора влажности ИВ7 от концентрации воды в хладоне. Зависимость цвета импортных индикаторов влажности от концентрации воды в хладоне

После монтажа установки ее индикатор окрашивается в цвет, характеризующий состояние «влажно», из-за большого содержания влаги в окружающем воздухе.
    Правильные показания индикатор будет давать только через 12 ч работы установки. После длительной работы установки индикатор перестает фиксировать степень сухости. В этом случае индикатор подлежит замене.