Фреоны. Виды фреонов.

Эксплуатационные свойства R22 лучше, особенно для дешевых моделей. Дешевле дозаправка в случае утечки фреона, да и вероятность этой самой утечки ниже, т.к. система работает под меньшим давлением, чем на 410-м фреоне. Недостаток R22- меньшая эффективность при температурах близких к предельным.

Фреонами называют химические вещества "галогеноалканы". C химической точки зрения, фреоны представляют собой производные насыщенных улеводородов (чаще всего этана или метана). Молекулы фреонов в обязательном порядке содержат фтор (фторуглеводороды), а также могут содержать хлор (хлорфторуглеводороды) или бром (бромфторуглеводороды). Фреоны не растворимы в кислотах и щелочах (не образуют под их действием новых соединений), не окисляются на воздухе, однако при контакте с открытым пламенем при температуре свыше 250°С могут образовывать токсичные вещества. Одно из таких веществ - фосген, применявшийся фашистами во время Первой и Второй мировых войн как химическое оружие массового поражения. С физической точки зрения, фреоны расцениваются как газы без цвета, без запаха или со слабым запахом. Практически не растворимы в воде и спирте, зато хорошо растворяются в синтетических и минеральных маслах.

Своим созданием фреоны обязаны Томасу Мидглею младшему, который в 1928 году, работая химиком в фирме Дженерал Моторс, впервые синтезировал вещество, названное впоследствии фреоном. Фреоны получили большое применение в холодильной технике, благодаря чему «Kinetic Chemical Company»,производящая Фреон-12, предложила обозначать фреоны буквой R (Refrigerant, хладагент). Слово "Freon" было зарегистрировано фирмой DuPont, как торговая марка, поэтому называть фреонами следует только хладагенты этой компании. Но, не смотря на это, многие называют словом "фреон" все галогеноалканы, что вызывает путаницу в некоторых кругах. Применение фреонов не ограничивается холодильной техникой, использующей их в качестве хладагентов. Также фреоны используют в медицине и парфюмерии, при производстве полиуретана и для тушения пожаров на опасных объектах.

Фреоны, содержащие хлор и бром, представляют опасность для озонового слоя планеты. Фреоны - легкие газы. Попадая в атмосферу, они попадают под ультрафиолетовое излучение и начинают разлагаться. Некоторые из продуктов разложения таких фреонов вступают в реакции с молекулами озона атмосферы, причем такие реакции имеют циклический характер. В результате подобных реакций озоновый слой нарушается, в нем образуются так называемые озоновые дыры. Самым озоноопасным фреоном, применяемом в кондиционерах, признан фреон R22, который является хлорфторуглеводородом (дифторхлорметан). С 2010 года в Соединенных Штатах и странах Европы запрещается производство озоноопасных фреонов R22, R12, R11 и оборудования, работающего с такими марками фреонов. В России запрещен импорт оборудования, использующего для работы R22. Все большее число холодильного оборудования производится для работы с использованием озонобезопасных фреонов.

Удержание инфракрасного излучения в природе происходит благодаря парам воды, содержащимся в воздухе и в облаках. Однако не дают рассеиваться данному излучению и другие газы, представляющие собой продукты деятельности человечества, в частности диоксид углерода и хладоны категории ХФУ. В связи с тем, что наличие в атмосфере диоксида углерода и ХФУ увеличивает эффективность удержания земного инфракрасного излучения по сравнению с естественной природной эффективностью, средняя температура поверхности Земли повышается больше, чем нужно, обусловливая искусственный парниковый эффект, который добавляется к природному.

Фреоны, используемые в кондиционерах

Хладагент R22. Дихлорфторметан (CHClF2). Однокомпонентный бесцветный газ со слабым запахом хлороформа. В зависимости от давления имеет температуру кипения от +10 до -70°С и температуру конденсации не выше +50°С. При нормальном атмосферном давлении кипит при температуре -30°С. При сжатии газообразный фреон переходит в фазу жидкости. Потенциал разрушения озонового слоя (ODP = 0,05), потенциал парникового эффекта на 100 лет (GWP = 1700, т.е. в 1700 раз больше, чем от молекул CO2), ПДК в воздухе при воздействии сроком 1 час порядка 3гр/м.куб. Взрыво-, пожаробезопасен.

При использовании фреона R22 применяются алкилбензольные и минеральные масла. Не растворим в воде, но при взаимодействии с водой образует сильные кислоты. Всвязи с этим фактором необходимо тщательно удалять влагу из системы (доля остаточной влаги должна быть не более 0,0025% объема фреона). При температуре выше 250°С начинает разлагаться на хлорид водорода, фтористый водород, также образуется небольшое количество фосгена. Активное температурное разложение начинается при нагреве выше 330°С. По сравнению с другими марками фреонов имеет меньшую текучесть, благодаря большему размеру молекул. Дозаправка системы может производиться фреоном как в газообразном, так и в жидком состоянии.

Хладагент R407c. Зеотропная смесь хладагентов R32 (23%), R125 (25%) и R134a (52%). Химическая формула CHF2CF3+CH2F2+CH2FCF3. Многокомпонентный бесцветный газ без запаха. Температура кипения изменяется в зависимости от давления от +60 до -60°С. При нормальном атмосферном давлении (101 кПа) кипит при температуре -43,8°С. При сжатии газообразный фреон переходит в фазу жидкости. Потенциал разрушения озонового слоя (ODP = 0), потенциал парникового эффекта на 100 лет (GWP = 1370 (по некоторым данным 1600)), ПДК в воздухе при воздействии сроком 1 час порядка 1гр/м.куб. Взрыво-, пожаробезопасен. Температура самовозгорания 733°С. При взаимодействии с пламенем разлагается на токсичные вещества.

При использовании фреона R407с применяются полиэфирные масла. Такие масла гигроскопичны, поэтому требования к сборке и вводу в эксплуатацию оборудования на фреоне R407с более жесткие, чем для R22. Молекула R407с намного меньше R22, что делает его более подверженным утечке. Многокомпонентность фреона приводит к неравномерному испарению компонентов в случае утечки (из-за температурного глайда), после чего изменяется состав и физические свойства фреона. Такой недостаток приводит к тому, что после утечки более 10% R407с из холодильного контура необходима полная перезаправка системы. Заправка производится только жидким фреоном.

Фреон R407с на данный момент, когда R22 запрещается к применению в холодильных машинах (в частности, в кондиционерах), является наиболее подходящей альтернативой. Эти два вида фреонов обладают практически одинаковыми давлениями конденсации и кипения, что дает возможность замены фреона R22 в системе на R407с без существенных конструктивных изменений в системе. Для этого понадобится заменить масло, фильтры-осушители, предохранительные клапаны и эластомеры, подходящие для полиэфирного масла. Учитывая, что коэффициент теплопередачи R407с примерно на четверть меньше, чем у R22, производительность системы после перехода на новый вид фреона также снизится процентов на 20-25.

Хладагент R410а. Псевдоазеотропная смесь хладагентов R32 (50%) и R125 (50%) - компоненты в случае утечки испаряются одинаково, при этом состав смеси и физические свойства не изменяются. Химическая формула CHF2CF3+CH2F2. Двухкомпонентный бесцветный газ со слабым запахом. Температура кипения изменяется в зависимости от давления от +50 до -70°С. При нормальном атмосферном давлении (100-105кПа) кипит при температуре -51,6°С. При сжатии газообразный фреон переходит в фазу жидкости. Потенциал разрушения озонового слоя (ODP = 0), потенциал парникового эффекта на 100 лет (GWP = 1890), ПДК в воздухе при воздействии сроком 1 час порядка 1гр/м.куб. Взрыво-, пожаробезопасен. Не самовоспламеняется при повышении температуры и давления. При взаимодействии с пламенем разлагается на токсичные вещества.

При использовании фреона R410а применяются синтетические полиэфирные масла, предъявляющие высокие требования к монтажу и вводу в эксплуатацию установок на фреоне R410а по количеству влаги в системе. По сравнению с R22 имеет большую плотность, а следовательно и больший коэффициент теплопередачи (при температуре конденсации 54°С КТ больше на 50%), позволяющий уменьшать металлоемкость теплообменников. Существенный недостаток - на 35-45% большие, чем у R22 давление конденсации и кипения. Этот фактор обязывает при конструировании систем кондиционирования с использованием фреона R410а применять более толстостенные трубопроводы и более мощный компрессор, способный сжимать фреон до давления порядка 30-35 бар.

Теоретически, замена фреона R22 на R410а возможна, но потребует больших затрат на модернизацию компрессора, замену теплообменников, фильтров-осушителей, предохранительных клапанов, датчиков давления, эластомеров, масла компрессора... Более целесообразно создавать новое оборудование, предназначенное для работы с использованием R410а, нежели реконструировать старое, работающее с фреоном R22. Хладагент R410а имеет не так уж много преимуществ по сравнению с R22. Основные достоинства: он озонобезопасен и имеет больший коэффициент теплопередачи, что позволяет уменьшить площади теплообменников. Недостатки: высокое давление конденсации и кипения (при температуре 43°С давление R410а составляет 26 бар, в то время как у R22 этот показатель всего лишь 16 бар); необходимость применения гигроскопичного полиэфирного масла (более дорогого и "капризного" в сравнении с минеральным); высокая стоимость фреона; более жесткие требования к пайке трубопроводов, герметичности контура и вакуумированию системы перед заправкой. Заправка производится только жидкостью.

Хладагент R134а. Тетрафторэтан (CF3CFH2). Однокомпонентный бесцветный газ со слабым запахом хлороформа. R134а пришел на замену фреону R12. Используется в бытовых холодильниках и автомобильных кондиционерах, в среднетемпературном холодильном оборудовании и системах центрального кондиционирования. Температура кипения изменяется в зависимости от давления от +90 до -70°С. При нормальном атмосферном давлении (100-105кПа) кипит при температуре -26,5°С. При сжатии газообразный фреон переходит в фазу жидкости. Потенциал разрушения озонового слоя (ODP = 0), потенциал парникового эффекта на 100 лет (GWP = 1300), ПДК в воздухе при воздействии сроком 1 час порядка 1гр/м.куб. Взрыво-, пожаробезопасен. Способен самовоспламеняться при повышении температуры и давления. Смешиваясь с воздухом, образовывает горючие смеси. При взаимодействии с пламенем разлагается на токсичные вещества (такие, как фтороводород). Хладагент R134а нельзя смешивать с R12. При этом образовывается азеоторопная смесь (50/50%) и газ высокого давления.

При использовании фреона R134а применяются синтетические полиэфирные масла. Молекула фреона R134а имеет очень малый размер, что увеличивает риск утечки. Эти факторы требуют более тщательного вакуумирования и осушения системы, а также предъявляют более жесткие требования к герметичности холодильного контура. Благодаря однокомпонентности фреона, производить заправку можно как жидким, так и газообразным хладагентом.

Зависимость давления и температуры кипения различных фреонов

Информация взята на сайте http://conditioner.webz.com.ua