Πρότυπο Περιοδικό Παραγωγή

Η βελτιστοποίηση της λειτουργίας των ψυκτικών εγκαταστάσεων επιβάλλει τη

χρησιμοποίηση σε κάθε περίπτωση ψυκτικών μέσων ειδικών ιδιοτήτων. Συνέπεια

τούτου είναι η χρήση πλήθους διαφορετικών ψυκτικών μέσων. Δεν υπάρχουν

ιδανικά ψυκτικά μέσα που να πληρούν όλες τις απαιτήσεις. Γι” αυτό, σε κάθε

περίπτωση θα πρέπει να γίνεται εκλογή του καταλληλότερου ψυκτικού μέσου.

Τα ψυκτικά μέσα είναι οι εργαζόμενες ουσίες σε μία ψυκτική εγκατάσταση και

διακρίνονται σε πρωτεύοντα και δευτερεύοντα. Τα πρωτεύοντα ψυκτικά μέσα

αφαιρούν τη λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης κατά τη μεταβολή της φάσεώς

τους από υγρό σε ατμό στον ατμοποιητή και χρησιμοποιούνται για την άμεση

παραγωγή ψύξεως με μηχανική συμπίεση ατμών. Τα δευτερεύοντα ψυκτικά μέσα,

τα οποία ονομάζονται και ψυκτικά διαλύματα, χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις

έμμεσης ψύξεως για τη μεταφορά της ψυκτικής ισχύος από το χώρο, όπου αυτή

παράγεται, στο χώρο των ψυκτών αέρα που βρίσκονται στους ψυκτικούς θαλάμους.

(International Institute of Refrigeration 1993)

Στις αρχές του 1930 έγινε η εισαγωγή των χλωριωμένων-φθοριομένων

υδρογονανθράκων, οι οποίοι ονομάζονται χλωροφθοράνθρακες (chlorofluo-

rocarbons-CFCs). Αυτοί προσέφεραν σημαντικά πλεονεκτήματα, κυρίως στον τομέα

της ασφάλειας κατά τη χρήση τους. Εκτός από ψυκτικά μέσα, οι

χλωροφθοράνθρακες χρησιμοποιήθηκαν και ως προωθητικά αέρια σε αφρούς, σε

αεροζόλ και σε καθαριστικά διαλύματα από το 1950, καθώς θεωρούνταν ασφαλή

για τον άνθρωπο και αβλαβή για το περιβάλλον. Αυτές οι υποθέσεις, όπως θα δούμε

παρακάτω αποδείχθηκαν ψευδείς. Πολλά ατυχήματα συνέβησαν εξαιτίας ασφυξίας,

από τα βαριά αέρια σε κλειστούς χώρους. Αποδείχθηκε επίσης, ότι οι

χλωροφθοράνθρακες και τα μείγματά τους συνεισφέρουν σημαντικά στην

καταστροφή του στρώματος του όζοντος, που υπάρχει στη στρατόσφαιρα. Η μείωση

του όζοντος της στρατόσφαιρας έχει άμεση σχέση με την αύξηση διαφόρων μορφών

καρκίνων, κυρίως του δέρματος. Επίσης, οι χλωροφθοράνθρακες είναι αέρια

θερμοκηπίου και έχουν συνεισφέρει στη βαθμιαία αύξηση της παγκόσμιας

θερμοκρασίας. Η θέρμανση του κλίματος κατατάσσεται στα σημαντικότερα

περιβαλλοντικά προβλήματα του πλανήτη. Το αέριο με τη μεγαλύτερη επίδραση στο

φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), ενώ οι χλωροφθοράνθρακες

αποτελούν το 15-20% της επίδρασης στην παγκόσμια

κλιματική αλλαγή. Εξαιτίας της δυσκολίας του περιορισμού των παγκοσμίων

εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και λόγω του φόβου των

καταστροφικών επιπτώσεων των χλωροφθορανθράκων στο στρώμα του όζοντος,

κρίθηκε επιβεβλημένη η απαγόρευσή τους και η αντικατάστασή τους με άλλα

περιβαλλοντικά πιο ασφαλή ψυκτικά μέσα. (Ozone Secretariat 1996, UNEP 1997)

Οι θερμοδυναμικές ιδιότητες των ψυκτικών μέσων δίνονται σε διαγράμματα p-h και

σε πίνακες ιδιοτήτων κορεσμένου ατμού και υγρού από τους κατασκευαστές τους.

Ανάμεσα στα θερμοδυναμικά στοιχεία των διαφόρων κατασκευαστών μπορεί να

υπάρχουν μικρές διαφορές, οι οποίες όμως δεν έχουν επίδραση στους

υπολογισμούς. (Ozone Secretariat 1996, UNEP 1997)

Μια ουσία, για να αποτελέσει το εργαζόμενο ψυκτικό μέσο μίας εγκαταστάσης

πρέπει να έχει ορισμένες ιδιότητες, οι οποίες εξασφαλίζουν την αποδοτική και

ασφαλή λειτουργία της. Οι κυριότερες απ αυτές είναι οι εξής:

α) Τα ψυκτικά μέσα πρέπει να είναι περιβαλλοντικά ασφαλή, δηλαδή να μην

προκαλούν καταστροφή του όζοντος της ατμόσφαιρας και να μην συνεισφέρουν στο

φαινόμενο του θερμοκηπίου.

β) Τα ψυκτικά μέσα δεν πρέπει να είναι τοξικά και δηλητηριώδη, ώστε να

δημιουργείται κίνδυνος για την ασφάλεια των εργαζομένων. Επίσης, τα ασφαλή

ψυκτικά μέσα, μπορούν χρησιμοποιηθούν σε εγκαταστάσεις, στις οποίες δεν

υπάρχει προσωπικό συντήρησης, όπως οικιακά ψυγεία και κλιματιστικά.

γ) Για τους ίδιους λόγους ασφαλείας, τα ψυκτικά μέσα δεν πρέπει να είναι

εύφλεκτα και εκρηκτικά.

δ) Τα ψυκτικά μέσα πρέπει να είναι άοσμα και άγευστα, καθώς σε αντίθετη

περίπτωση, όταν υπάρξει μία διαρροή, υπάρχει κίνδυνος αλλοίωσης των τροφίμων

που συντηρούνται σ” έναν ψυκτικό θάλαμο.

ε) Τα ψυκτικά μέσα πρέπει να έχουν χημική σταθερότητα. Κατά τη λειτουργία μιας

ψυκτικής εγκατάστασης, το ψυκτικό μέσο διέρχεται από διάφορες συνθήκες πίεσης

και θερμοκρασίας. Κάτω απ” τις συνθήκες αυτές, το ψυκτικό μέσο δεν πρέπει να

αλλοιώνεται και να μετασχηματίζεται σε άλλες χημικές ενώσεις.

στ) Τα ψυκτικά μέσα δεν πρέπει να αλληλεπιδρούν χημικά με τα υλικά κατασκευής

και στεγανοποίησης των διαφόρων μερών μιας ψυκτικής εγκατάστασης.

ζ) Τα σημείο τήξεως πρέπει να είναι σημαντικά χαμηλότερο από την ελάχιστη

θερμοκρασία που συναντάται σε μία ψυκτική εγκατάσταση, ώστε να μην υπάρχει

κίνδυνος φραξίματος των σωληνώσεων.

η) Ως προς τις πιέσεις λειτουργίας της εγκατάστασης, η πίεση συμπίεσης που

απαιτείται για να έρθει το ψυκτικό μέσο σε θερμοκρασία μεγαλύτερη απ” αυτή του

μέσου συμπύκνωσης, δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλη, ώστε να μην υπάρχει

ανάγκη παροχής μεγάλης ισχύος συμπίεσης. Επίσης, η πίεση ατμοποίησης που

καθορίζεται από την επιθυμητή θερμοκρασία ατμοποίησης, πρέπει να είναι μεγα-

λύτερη από την ατμοσφαιρική, ώστε να μην εισέρχεται αέρας στις σωληνώσεις της

εγκατάστασης.

θ) Τα ψυκτικά μέσα πρέπει να έχουν μεγάλη λανθάνουσα θερμότητα, ώστε να

περιορίζεται η παροχή μάζας που κυκλοφορεί σε μια εγκατάσταση. Αυτό έχει ως

συνέπεια την ανάγκη για μικρές διατομές και διαστάσεις των σωληνώσεων και των

εξαρτημάτων και επί πλέον επιτυγχάνεται μείωση του μεγέθους και του έργου του

συμπιεστή.

ι) Ο ειδικός όγκος του ψυκτικού μέσου στην αναρρόφηση του συμπιεστή πρέπει να

είναι μικρός, ώστε να μην απαιτείται μεγάλη ογκομετρική ικανότητα του συμπιεστή,

και τέλος

ια) τα ψυκτικά μέσα πρέπει να είναι οικονομικά, καθώς απαιτούνται μεγάλες

ποσότητες σε εγκαταστάσεις με μεγάλη ισχύ και έκταση.