Что такое фреон R-12: температура кипения и технически свойства

Зависимость температуры кипения фреона от давления: Онлайн расчет, калькулятор

Современные типы фреонов

В нынешнее время, вопрос сохранения атмосферы набирает больших оборотов. Из-за этого, ведущие страны уже отказались от эксплуатации хладагента R22, поскольку он разрушает озоновый слой. Судьбу данного фреона уже постиг его предшественник R12, который полностью исключили из области холодильного оборудования.

Температура фреона, °C:
Давление, bar:
Фреон:

t °CR22R12R134R404aR502R407cR717R410aR507aR600R23R290R142bR406aR409A
-70-0,81-0,88-0,92-0,74-0,72-0,89-0,65-0,720,94
-65-0,74-0,83-0,88-0,63-0,62-0,84-0,51-0,611,48-0,94
-60-0,63-0,77-0,84-0,52-0,51-0,74-0,78-0,36-0,502,12-0,9
-55-0,49-0,69-0,77-0,35-0,35-0,63-0,69-0,22-0,322,89-0,83
-50-0,35-0,61-0,70-0,18-0,19-0,52-0,590,08-0,143,8-0,8
-45-0,2-0,49-0,59-0,11-0,14-0,34-0,440,25-0,024,86-0,66
-400,05-0,36-0,480,320,30-0,16-0,280,730,39-0,716,090,12-0,62
-350,25-0,18-0,320,680,64-0,06-0,241,220,77-0,627,510,37-0,4
-300,640,00-0,151,040,980,370,191,711,15-0,539,120,68-0,2
-251,050,26-0,061,531,450,750,552,351,67-0,3810,961,03-0,10,06
-201,460,510,332,021,911,120,902,982,18-0,2713,041,440,20,32
-152,010,850,672,672,531,641,413,852,86-0,1815,371,910,40,62
-102,551,191,013,323,142,161,914,723,540,0917,962,450,80,98
-53,271,641,474,183,942,872,65,854,420,3320,853,060,221,11,4
3,982,081,935,034,733,573,296,985,290,57243,750,471,61,88
54,892,662,546,115,734,434,228,376,400,8927,544,520,752,12,43
105,803,233,147,186,735,285,159,767,511,2131,375,381,082,63,07
156,953,953,938,527,976,466,3611,568,881,6235,566,331,463,33,78
208,104,674,729,869,207,637,5713,3510,252,0240,117,391,94,04,59
259,55,395,7111,510,709,149,1215,0011,942,5445,038,552,384,85,5
3010,906,456,7013,1412,1910,6510,6716,6513,633,059,822,945,76,51
3512,607,537,9315,1313,9812,4512,6119,7815,693,6911,213,556,77,64
4014,308,609,1617,1115,7714,2514,5522,9017,744,3212,734,257,88,88
4516,310,2510,6719,5117,8916,4816,9426,220,255,0914,385,029,110,26
5018,3011,9012,1821,9020,0118,7019,3329,5022,755,8616,165,8710,411,76
5520,7513,0814,0024,7622,5121,4522,2425,806,7918,086,8111,913,41
6023,2014,2515,8127,6225,0124,2025,1428,857,7220,147,8513,615,2
7029,0017,8520,1630,9232,129,9124,7210,2317,319,26
8022,0425,3240,4029,9413,0721,523,99
9026,8831,4350,1435,8216,429,43

Современные озонобезопасные фреоны являются уникальными смесями, молекулярная структура которых является продуктом взаимодействия нескольких типов веществ.

На данный момент, R134A и R-410A — это самые распространенные типы безопасных фреонов. Первый изначально разрабатывался с целью функционального замещения R22.

Однако, получить одинаковую температуру испарения всех компонентов к сожалению не получилось. Вследствие этого, при критической потере вещества приходится совершать полную замену фреона в холодильной системе, поскольку естественные потери не выходит полностью восполнить непосредственной дозаправкой хладагента.

R-410A — отличается от своего аналога тем, что он демонстрирует одинаковые показатели испарения компонентов. Однако, его использование усугубляется тем, что он обладает вдвое большей температурой кипения. Из-за этого, рабочее давление холодильного оборудования увеличилось до отметки в 28 атмосфер. Наличие прямо пропорциональной зависимости уровня давления от температуры хладагента исключает возможность эксплуатации данного вещества в системах кондиционирования, которые разрабатывались под R22. При использовании R-410A в современных моделях, необходимо эксплуатировать более прочные материалы изготовления, а также производить увеличение общего показателя мощности в холодильных компрессорах.

Для более полного представления о технологических и эксплуатационных свойствах фреона, необходимо ознакомиться с его строением на молекулярном уровне. Данная информация позволит вам разбираться в технологических нюансах, связанных с эксплуатацией фреона в холодильных системах.

Фреон: физические свойства вещества

Молекулярный состав играет основную роль, от которой зависит температура кипения фреона находится. Следует отметить, что возникновение большего уровня давления в холодильной системе, вместе с большим количеством вещества, перешедшего в газообразное состояние зависит только от значения температуры кипения.

Она находится со всеми перечисленными показателями в пропорциональной связи: с ее ростом, остальные элементы будут демонстрировать увеличенные значения.

Не для кого не секрет, что наличие высокого давления подразумевает завышенные требования к конструкционным и техническим показателям холодильной установки: качеству шлангов,труб, показателю мощности компрессора, уровню прочности трассы прокачки фреона, материалу изготовления и т.д.

Стоит также отметить, что в странах СНГ, R22 является самым распространенным типом фреона. Большинство ведущих государств перешли на более озонобезопасные вещества, однако наши регионы по прежнему эксплуатируют данный вид хладагента в холодильном оборудовании.

В том случае, если представить R22 в виде условной единицы отсчета, то можно увидеть, что 16-ти атмосфер полностью хватит для поддержания нормальных рабочих условий системы охлаждения. Опираясь на полученную информацию, специализированные компании-производители разрабатывали конструкции многих моделей кондиционеров, холодильников, компрессоров и т.д. Именно зависимость уровня давления от наличия температуры хладагента и послужила основным ориентиром для реализации всех проектов по созданию холодильных систем.

На протяжении всего пути развития холодильных агрегатов, появилось порядка 40 разнообразных типов фреонов, при этом, каждое вещество обладает различными физическими свойствами (температура конденсации и собственная температура кипения). Следует отметить, что давление внутри охладительного оборудования возникает в тот момент, когда фреон изначально приобретает, а затем полностью утрачивает состояние газа. Зависимость температуры кипения и последующей степени конденсации, можно пронаблюдать в следующем графике:

Указано относительное давление
по данным Du Pont de Nemours
по данным Elf Atochem
по
по данным «Учебник по холодильной технике» Польман

Онлайн калькулятор

Компания Domxoloda предоставляет онлайн калькулятор, который осуществляет расчет давления, в зависимости от типа фреона и его температуры. Для этого вам необходимо нажать на соответствующий вид хладагента и с помощью ползунка выставить нужное значение температуры фреона. Благодаря функциональным свойствам нашего онлайн калькулятора, вы сэкономите свое время на подсчет необходимых параметров, опираясь на которые вы будете совершать заправку собственной холодильной системы.

Основные характеристики и температура кипения фреона R-410А

Своевременное охлаждение холодильных агрегатов происходит благодаря кипению фреона — специального газообразного вещества, которое выполняет функцию элементарного теплообменника. Опытные мастера знают, что этот компонент выступает в качестве основного функционального элемента, а также отличного смазочного состава для компрессоров. Чтобы приобретённый агрегат служил как можно дольше, нужно знать температуру кипения фреона.

Чтобы кондиционеры и холодильники слаженно работали, а также сохранялся цикл испарения и конденсации, необходимо поддерживать оптимальный уровень давления во всей системе. В охлаждающих агрегатах могут быть использованы совершенно разные виды фреона, которые отличаются между собой не только химическим составом, но и многими другими характеристиками. Но чаще всего производители применяют следующие типы этого вещества:

Итоговая температура кипения у всех этих видов имеет разные показатели. Опытные мастера прекрасно знают, что перед заправкой того или иного холодильного аппарата необходимо учесть тип охлаждающей жидкости, которая ранее использовалась в работе.

Если у мастера нет в наличии необходимого фреона, тогда его можно смело заменить качественным хладагентом с аналогичными показателями температуры кипения и давления.

Широко распространённую информацию о том, что рабочая жидкость R-410A полностью заменила R22 нельзя воспринимать буквально. Всё дело в том, что технические характеристики этих фреонов имеют весомые различия. Ту сплит-систему, которая была спроектирована производителями под один тип газовой смеси, строго запрещено заполнять какими-либо другими составами. Температура фреона, при которой он может закипеть, зависит от того, к какой категории он относится (от 11.73˚С до 128˚С).

Универсальный фреон R-410A был разработан ещё в 1991 году, а уже через 5 лет в продаже появились первые кондиционеры, в которых использовалась эта жидкость. Таким образом, производители хотели заменить давно устаревшие газовые смеси, которые содержали опасный для человека хлор. Когда происходила утечка этой жидкости и испарения попадали в атмосферу, то изначально страдал озоновый слой, что только усиливало неблагоприятный парниковый эффект. В то время как современный вид фреона полностью соответствует всем требованиям.

Фреон считается одинаково эффективным в сплит-системах, чиллере с водяным конденсатором и винтовым компрессором. Но, такой сжиженный газ высокого давления нуждается в специальных рабочих узлах и высококачественных деталях. Специалисты стараются изобрести совершенно инновационные модели холодильной и климатической техники. Расширенные технические характеристики позволяют использовать фреон в различных устройствах:

  • Затопленные испарители.
  • Центробежные компрессоры.
  • Насосные холодильные агрегаты.

Качественный фреон широко используется в бытовых и промышленных системах кондиционирования, а также теплонаносных установках. Специальная смесь с азеотропными свойствами идеально подходит для агрегатов с теплообменниками затопленного типа. Высокая плотность позволяет применять такой хладагент в различных целях:

  • Бытовые холодильники.
  • Универсальные транспортные охладительные системы.
  • Пищевое и торговое холодильное оборудование.
  • Мощные установки для кондиционирования воздуха в общественных зданиях, офисах и промышленных объектах.

Практически все известные виды фреона отличаются отрицательной температурой кипения, благодаря чему их активно используют в различных охлаждающих установках и бытовой технике. Помимо этого, такая жидкость просто необходима в освежителях воздуха, газовых баллончиках и других аэрозолях, где хладагент выполняет функцию выталкивающего элемента. После распыления баллон постепенно охлаждается. А сам фреон попадает в воздух. Если человек по неосторожности нагрел хладагент до критической отметки, то с его организмом ничего не случится, а вот озоновый слой пострадает серьёзно.

Многочисленные исследования показали, что масштабное производство фреона с высоким содержанием ионов хлора и брома негативно влияет на окружающую среду.

Удивительным считается то, что утечку этой жидкости из бытовой техники невозможно определить на запах. Небольшие дозы полностью безопасны для человека. Всегда нужно помнить, что у температуры кипения есть определённая зависимость от давления.

Читайте также:  Демонтаж кондиционера своими руками: инструкции, видео

Современный хладагент R-410A относится к группе специфических гидрофторуглеродов. Его состав рассматривается всемирными организациями как озонобезопасный. Касательно минимального температурного скольжения — этот параметр приравнивается к 0,15 К, благодаря чему он входит в категорию однокомпонентных хладонов. Широкий спектр применения фреона R-410A обусловлен тем, что он обладает множественными преимуществами:

  • Если из-за поломки газ вышел из сосуда, то его можно легко восполнить без потери качества самого хладагента.
  • Перед производителями открываются более широкие горизонты в сфере уменьшения энергопотребления техники.
  • Нет необходимости устанавливать мощный, дорогостоящий компрессор, так как теплообменник обладает высоким уровнем удельной холодопроизводительности.
  • Существенно возросла эффективность работы систем, так как фреон R-410A обладает низкой вязкостью и хорошей теплопроводностью.

Отрицательных сторон не так уж и много, но все они должны быть учтены не только опытными мастерами, но и обычными пользователями, которые используют бытовую технику с фреоном. К основным недостаткам относятся следующие:

  • Из-за разности давления по отношению к нагнетанию и всасыванию фреона уровень КПД компрессора может быть снижен.
  • Профессионалы отмечают быстрый износ подшипников, который обусловлен высоким рабочим давлением в системе.
  • Использование фреона влияет на то, что корпус бытовой техники должен обладать повышенной герметичностью. Итоговая толщина стенок медных труб рабочей магистрали должна быть больше, нежели для привычного хладагента R22. Минимальный показатель должен находиться в пределах 0,9 мм. Стоит отметить, что большой процент содержания меди ведёт к существенному удорожанию эксплуатируемой системы.
  • В кондиционерах используется высококачественное полиэфирное масло, которое стоит гораздо дороже, нежели минеральное.
  • Этот вид хладагента является несовместимым с элементами климатического оборудования. Правило касается тех деталей, которые изготовлены из эластомеров и чувствительных к пентафторэтану, дифторметану материалов.

Работоспособность техники зависит от качества заправленной охлаждающей жидкости. Внезапная утечка фреона чревата поломкой аппаратуры, из-за чего её больше нельзя использовать по прямому назначению. Чаще всего такая ситуация возникает на фоне того, что повредилась труба испарителя или же имеется заводской брак. В связи с тем, что фреон — это летучий газ, который не имеет запаха, его утечку невозможно обнаружить обычным обонятельным рецептором.

Среди опытных мастеров присутствуют некоторые признаки, которые помогают определить такого рода поломку. Заправленный в холодильник фреон всегда находится под давлением, а после повреждения трубки испарителя он начинает падать. Из-за этого в морозильной и холодильной камере постепенно поднимается температура воздуха, а продукты портятся. Именно это является первым признаком того, что нужно проверить целостность и работоспособность охладительной системы агрегата.

Определить утечку фреона из кондиционера помогут несколько простых фактов:

  1. 1. Качество охлаждения воздуха существенно снижается.
  2. 2. На местах стыковок клапанов наружного модуля и хладотрассы проявляется характерный иней либо наледь.
  3. 3. Компрессорная теплоизоляция начинает темнеть.
  4. 4. После включения сплит-системы в комнате пахнет гарью.
  5. 5. Оборудование может отключаться, а на табло высвечивается код ошибки.

В случае обнаружения каких-либо признаков утечки фреона из системы нужно сразу отключить оборудование от электропитания и вызвать опытного мастера.

Чтобы дозаправить систему, необходимо знать, какое именно давление должно быть в рабочем агрегате. Стоит отметить, что температура конденсации фреона R-410А находится в пределах +43˚С.

Прежде чем использовать фреон, нужно подготовить все необходимые инструменты и материалы. Для работы обязательно пригодится специальный манометр, мощный вакуумный насос, весы, по которым можно будет определить объём хладагента в оборудовании, а также баллон с охлаждающей жидкостью.

Все дальнейшие действия должны соответствовать следующей схеме:

  • Изначально необходимо аккуратно отключить охладитель от сети электроэнергии, а также определить необходимое для заправки количество охлаждающей жидкости по весу либо давлению в рабочей системе.
  • Мастер должен постепенно очистить трубки с помощью азота. Эти манипуляции помогут устранить из системы все лишние примеси, а также позволят убедиться в полной герметичности всех стыков. Такие действия особенно важны в том случае, если есть какие-либо подозрения на утечку фреона из-за повреждения какого-либо элемента.
  • На следующем этапе необходимо аккуратно закрыть трёхходовой клапан (исключительно по часовой стрелке).
  • Пришло время определить уровень давления и дозаправить хладагент. К штуцеру присоединяется специальный манометрический коллектор.
  • На завершающем этапе трёхходовой клапан снова открывается, а к коллектору подключается заранее подготовленный баллон с фреоном, чтобы перекачать его в систему.

Именно циркуляция обеспечивает качественное охлаждение не только кондиционера, но и любого другого холодильного оборудования. Кипение и конденсация фреона происходит в замкнутой системе. Эти два процесса имеют свои особенности. Тщательно изучив таблицу кипения фреона можно понять, что этот этап происходит при низком давлении, а вот конденсация — при высоком давлении и температуре. Этот этап работы принято называть холодильным циклом компрессионного типа. Равномерное движение хладагента и повышение давления до требуемых показателей просто невозможно без качественного компрессора. Мощность этого элемента должна соответствовать всем требованиям.

Тот, кто решил самостоятельно дозаправить систему используемого оборудования фреоном, должен знать поэтапную схему компрессионного цикла:

  • Когда вещество выходит из испарителя, оно переходит в состояние пара с низким давлением и такой же температурой.
  • На следующем этапе пар поступает в компрессионную установку, которая способствует повышению его давления до 24 атмосфер. Специалисты утверждают, что температура кипения фреона 410А находится в пределах -52˚С.
  • Заправленный фреон постепенно охлаждается и конденсируется (переходит в жидкое состояние). Стоит отметить, что этот процесс происходит благодаря воздушным или же водяным охладителям (всё зависит исключительно от разновидности агрегата).
  • После выхода из конденсатора хладагент попадает в специальный испаритель, где после снижения давления начинает потихоньку кипеть и переходит уже в газообразное состояние. Всё тепло из воздуха забирает фреон, который находится в испарителе.
  • В завершении цикла хладагент направляется в компрессор, где все этапы повторяются.

Специалисты отмечают тот факт, что абсолютно все холодильные цикли состоят всего из двух областей — с высоким и низким уровнем давления. Благодаря существующей разнице происходит своеобразное преобразование фреона, а также его длительная транспортировка по рабочей системе. Чем выше будет уровень давления, тем больше итоговая температура кипения.

Компрессионный цикл охлаждения применяется в работе большинства холодильных агрегатов. Несмотря на тот факт, что тип конструкции холодильников и кондиционеров существенно отличается, работают они по аналогичному принципу.

Фреон (хладон) R12: применение и свойства

Хладагент R12 относится к газам бесцветного типа. Он является хлорсодержащим фреоном. По соображениям экологической безопасности в отдельных сферах его использование ограничено. Вещество широко используется в холодильном оборудовании. Основные свойства фреона марки R12:

  • растворим в маслах, слабая растворимость в воде;
  • невзрывоопасен. Это позволяет использовать вещество в промышленных условиях, на взрывоопасных производствах;
  • нейтрален относительно металлов, их соединений;
  • разлагается на несколько компонентов при температуре +330°С, в их числе газ фосген;
  • высокая текучесть;
  • не является проводником газа;
  • фреон данной марки считается сильным растворителем органических соединений (системы, в которых он функционирует, комплектуются прокладками из специальных видов резины).

Бесцветным газом с характерным специфическим запахом производится заправка многих охладительных систем. Широкому распространению хладона R12 способствует его высокая эффективность при относительно небольшой стоимости. Хорошая текучесть позволяет веществу проникнуть в мелкие поры, отверстия. Благодаря этому свойству фреон сокращает силу трения деталей, соответственно позволяет продлить период их эксплуатации, увеличить ресурс климатического оборудования.

Физико-химические характеристики хладагента определяют его эксплуатацию в разных сферах производства, техники. Он применяется в бытовом и сложном промышленном холодильном оборудовании. Фреон (хладон) R12 является хорошим реагентом химического синтеза, отличным пенообразователем (производство пенопластов), газовым диэлектриком и др.

Фреон (хладон) R12 считается универсальным хладагентом, который благодаря своему свойству текучести позволяет проверять герметичность оборудования, обнаруживать зазоры в соединениях. Холодильных агентов, которые подходят для использования во всех сферах, во всех приборах, технике, климатических установках не существует. Для конкретной области эксплуатации должны учитываться характеристики фреона.

Некоторые хладагенты являются заменяемыми простыми веществами, однако они отличаются по физико-химическим свойствам. Предпочтение нередко отдается смесевым хладагентам. Материал уплотнений, стойкий к воздействию фреона (хладона) R12 – паронит. Чтобы приобрести качественный фреон, стоит внимательно относиться к выбору поставщика. Высокое качество хладагента определяет не только производительность холодильного оборудования, но и безопасность его эксплуатации.

Адрес: г. Волгоград, ул. Землячки д. 16
e-mail: nika-holod@mail.ru

Мы работаем: с понедельника по пятницу с 9ч до 18ч.
Сб, Вс – выходные дни.

Классификация и свойства хладагентов в системах кондиционирования и вентиляции

Холодильный агент (хладагент)—используемая в холодильной системе рабочая среда, которая поглощает теплоту при малых значениях температуры и давления и выделяет теплоту при более высоких температуре и давлении. Этот процесс сопровождается изменением агрегатного состояния рабочей среды. (ГОСТ Р 12.2.142—99).

Способность переходить из жидкого состояния в газообразное – это свойство всех веществ, но только некоторые из них подходят для использования в качестве хладагентов.

С развитием техники в качестве хладагентов использовались все новые и новые вещества: аммиак (NH3) – с 1874 года, диоксид серы (SO2) – с 1874 года, метилхлорид (C2H5Cl) – с 1878 года, углекислота (CO2) – с 1881 года. Эти хладагенты называют «классическими». Аммиак используется и в наши дни, в последнее время вновь набирает популярность применение в качестве хладагента углекислоты.

Для получения более низких температур (-110°C) были задействованы новые виды хладагентов: метан (CH4), этилен (C2H4), этан (C2H6), пропан (C3H8), бутан (C4H10) и пропилен (C3H6). К недостаткам этих веществ относят то, что они огнеопасны и при взаимодействии с воздухом образуют взрывоопасную смесь. Кроме того, из-за малой молекулярной массы, оборудование для их применения в качестве хладагентов должно иметь большую массу и крупные габариты.

Читайте также:  Мультисплит системы кондиционирования: расчет, виды, заправка

В конце тридцатых годов прошлого века путем галогенизации насыщенных углеводородов хлором и фтором были синтезированы производные продукты, названные фреоны или хлорфтороуглероды, которые удовлетворяли техническим требованиям для применения в холодильных системах. Основой для получения хлорофтороуглеродов могут быть все насыщенные углеводороды (CmHxFyClz, 2m+2=n+x+y+z). Формула для определения количества возможных основных соединений выглядит так: (n+1)(n+2)/2. Например, метан создает 15 соединений, этан вместе с изомерами – 55, пропан – 332, а бутан – 1000.

Существуют следующие критерии выбора соединений для создания хладагента: большое количество атомов фтора (такие соединения менее токсичны и проявляют слабую химическую активность по отношению к металлам); малое количество атомов водорода (чем оно меньше, тем ниже воспламеняемость).

Далеко не все соединения галогенов и углерода (без водорода) горючи, но при взаимодействии с воздухом они образуют ядовитый газ фосген.

Ранее во многих холодильных системах использовался только хладагент ХФУ R12. В 1974 году учеными было установлено, что хлорфторуглероды разрушают озоновый слой Земли. Их использование было запрещено и им потребовалось найти замену.

Различают следующие типы хладагентов:

1. Предельные углеводороды и их галогенные производные

Они обозначаются буквой R с тремя цифрами после нее, т. е. R c d u, где:

  • с (сотни)—число атомов углерода, уменьшенное на единицу;
  • d (десятки)—число атомов водорода, увеличенное на единицу;
  • u (единицы)—число атомов фтора.
    В химической формуле соединения сумма атомов водорода, фтора и хлора равна 4 для производных метана, 6—для производных этана, 8—для производных пропана и т.д.

2. Непредельные углеводороды и их галогенные производные

Способ цифрового обозначения тот же самый, что и в предыдущем случае, но слева после буквы добавляется 1 для обозначения тысяч.

3. Циклические углеводороды и их производные

Для хладагентов на основе циклических углеводородов и их производных после буквы R перед цифровым индексом вставляется буква С (например, RC318).

4. Органические соединения

Им присвоена серия 600, а номер каждого хладагента внутри этой серии назначается произвольно (например R600 – бутан).

5. Неорганические соединения

Им присвоена серия 700, а идентификационный номер хладагентов, принадлежащих к этой серии, определяется как сумма числа 700 и молекулярной массы каждого хладагента. Например, для аммиака, химическая формула которого NH3, имеем lxl4(N)+3xl(H3)+700= =717, таким образом, он обозначается как R717. К данной группе относятся также вода (R718), углекислота (R744) и другие вещества.

6. Неазеотропные смеси

Неазеатропные смеси – вещества, жидкая и газовая фаза которых в состоянии термодинамического равновесия имеют разный состав. Иными словами, при одном и том же давлении кипения, температура кипения имеет разные значения. Этим хладагентам присвоена серия 400 с произвольным номером для каждого хладагента внутри этой серии.

7. Азеотропные смеси

В отличие от неазеотропных, состав газовой и жидкой фаз этих веществ одинаков, то есть они ведут себя как моновещество. Им присвоена серия 500 с произвольным номером каждого хладагента внутри серии.

Согласно ГОСТ Р 12.2.142—99 «Системы холодильные холодопроизводительностью свыше 3 кВт», хладагенты разделяются на следующие группы: невоспламеняющиеся нетоксичные холодильные агенты; токсичные и вызывающие коррозию холодильные агенты, нижний предел воспламенения которых (или нижняя граница взрыва) составляет более 3,5% по объему в смеси с воздухом; холодильные агенты, нижний предел воспламенения которых (нижняя граница взрыва) ниже 3,5% по объему в смеси с воздухом.

В данном курсе будут рассматриваться особенности монтажа оборудования, работающего на фреонах (хладагенты группы 1).

Хлорфторуглероды (ХФУ, CFC)

Вещества с высоким озоноразрушающим потенциалом (ОРП) запрещены к использованию Монреальским протоколом (международное соглашение о защите озонового слоя Земли). Производство ХФУ (например, R11, R12 и R114) на территории стран Европейского сообщества прекращено.

Гидрохлорфторуглероды (ГХФУ или HCFC)

Имеют невысокую озоноразрушающую способность и классифицируются Монреальским протоколом как переходные вещества. Их использование должно существенно сократиться в начале XXI века. Примером таких хладагентов являются R22, R123 и R124.

Гидрофторуглероды (ГФУ или HFC)

Вещества не содержат хлора, следовательно, имеют нулевой ОРП и не попадают под действие Монреальского протокола. К ним относятся хладагенты R125, R134a и R152a. Хладагент R134a может быть непосредственно использован вместо R12 при минимальной модернизации установки.

Критерии выбора хладагента

Физические свойства

Давление кипения

Давление кипения (абсолютное) должно составлять, по меньшей мере, 1 бар, абс..
При таком давлении воздух и вода не проникают в систему в случае небольших протечек или при использовании в системах сальниковых компрессоров.

Давление конденсации

Давление конденсации должно быть минимальным, чтобы не усложнять конструкцию системы и сократить потребление энергии. Рабочее давление в системе зависит от типа хладагента и конденсатора.

Разность давлений

Размер двигателя компрессора зависит от разности давлений pc—po. Она должна быть как можно меньше.

Степень сжатия

Степень сжатия должна быть как можно меньше. С ростом степени сжатия pc/po снижается коэффициент подачи компрессора λ и, следовательно, его производительность. Поэтому следует использовать хладагент с плоской кривой упругости пара.

Температура в конце сжатия

Учитывая, что смазочные материалы сохраняют стабильность в ограниченном диапазоне температур, температура в конце сжатия должна быть как можно ниже. Температура зависит от хладагента, степени перегрева всасываемого пара, а также от давления конденсации в системе и компрессоре.

Критическая температура внешней стенки трубопровода составляет от 120 до 140 °C.

Поэтому решающим фактором является температура пластин клапана на компрессоре, которая составляет около 160 °C. При более высокой температуре масло начинает коксоваться.

Коэффициент растворимости в воде

Присутствие воды в системе охлаждения нежелательно. Чем выше коэффициент растворимости хладагента в воде, тем больше влаги он может поглотить, предохраняя тем самым систему от поломок.

Учитывая способность сложноэфирных синтетических масел и полиалкиленгликолевых масел поглощать воду в большом количестве, уровень влажности в системе необходимо контролировать. Поставляемые хладагенты содержат остаточную влагу в количестве, не превышающем 20 промилле.

Удельная теплота парообразования и плотность газа на всасывании

Чтобы сделать вывод об охлаждающих свойствах определенного хладагента, необходимо учитывать эти две переменные. Чем большей удельной теплотой парообразования обладает хладагент, тем меньший рабочий объём цилиндров компрессора потребуется для достижения той же самой холодопроизводительности. Чтобы компрессор доставлял максимальное количество хладагента за один ход поршня, хладагент при входе в компрессор должен обладать максимально возможной плотностью.

Смешиваемость с маслами

Для нормальной циркуляции масла в охлаждающих системах необходима стопроцентная смешиваемость жидкого хладагента с маслом. При полной нерастворимости масла в хладагенте, как, например, в случае с аммиаком, применяют масла со специфическими свойствами или холодильные системы специальной конструкции.

Если пропорция масла и хладагента находится в «промежутке несмешиваемости», могут возникнуть сбои в работе системы охлаждения, связанные с доставкой масла. Кривая промежутка несмешиваемости зависит от типа хладагента и смазочного масла.

Химические свойства

Химическая активность хладагента по отношению к смазочным и другим видам материалов недопустима при любых условиях работы системы. Сами хладагенты обладают средней химической активностью. Этот факт следует принимать в расчет при смешивании хладагента и масла.

Физиологические свойства

Хладагент должен иметь высокую физиологическую совместимость (нетоксичность). Для R 134a максимально допустимая концентрация (предельное значение) составляет 1000 промилле. Вдыхание его паров при малой концентрации в течение 8 часов не оказывает вредного воздействия на организм человека. Высокое содержание хладагента в воздухе может привести к удушью, т.к. снижается доля кислорода (особенно у пола, так как R 134a, как и другие фреоны, тяжелее воздуха). Могут появиться головная боль, тошнота, потеря сознания.

Под воздействием открытого огня, ультрафиолета, при контакте с горячими или раскаленными металлическими поверхностями, хладагент распадается; продукты распада хладагента ядовиты.

Соответствие требованиям по охране окружающей среды

Использование, производство и утилизация хладагентов не должны оказывать отрицательного влияния на окружающую среду.

Озоноразрушающий потенциал (ОРП, ODP)

За последние несколько десятилетий естественная концентрация озона в стратосфере планеты снизилась, и слой, защищающий от вредного излучения Солнца, истончился. Причиной этого стали галогены (хлор, фтор и бром), которые выделяются из хлорфторуглеродов под воздействием ультрафиолета.

На международной конференции в Монреале в 1987 году был подписан Монреальский протокол, согласно которому страны-участники договорились к концу 1995 года свернуть производство веществ, разрушающих озоновый слой.

Поскольку некоторые хлорфторуглероды достигают высоты озонового слоя в течение 15-20 лет, истощение озонового слоя продолжится в ближайшем будущем.

Наиболее сильное истощение озонового слоя (более 50%) наблюдается в районе полюсов земли. Над Антарктикой можно наблюдать так называемую озоновую дыру в период с сентября по ноябрь, во время антарктической весны. В северном полушарии истощение проявляется зимой и весной. В период с 1968 по 1992 снижение уровня концентрации озона над Европой достигало в среднем трех процентов за 10 лет. В последние несколько лет этот показатель поднимался до 5 процентов. Увеличение интенсивности солнечной радиации повлечет за собой рост случаев заболевания раком кожи и катарактой.

ОРП хладагентов с самой высокой озоноразрушающей способностью, таких как R11 и R12, равен 1,0 (100%). ОРП других хладагентов оценивается в сравнении с ОРП R11.

Потенциал глобального потепления (ПГП, GWP)

Жизнь на Земле зависит от солнечной энергии. Однако большая ее часть отражается или отдается в космическое пространство в ходе испарения. Естественные парниковые газы, такие как водяной пар и углекислый газ, препятствуют отражению тепловой энергии и сохраняют ее в атмосфере Земли. Такой эффект можно сравнить с функцией стеклянного покрытия в парнике. При отсутствии парниковых газов средняя температура на поверхности Земли составляла бы не 18°C, а -15°C. Парниковый эффект, благотворный по своей сути, усиливается с увеличением содержания парниковых газов в атмосфере (CO2, пары хладагентов, метан, используемый в сельском хозяйстве). С наступлением эпохи индустриализации содержание углекислого газа в атмосфере неуклонно растет.

Усиление парникового эффекта стало причиной повышения средней температуры на Земле на 1-1,5 К. Глобальное потепление со временем приведет к повышению уровня мирового океана, изменению климата и погодным аномалиям.

Потенциал глобального потепления хладагентов определяется в ПГП (единица для диоксида углерода с временным горизонтом 100 лет) или H-GWP (единица для хладагента R11 с временным горизонтом 100 лет).

ПГП R12 равен 8500, R 134a – 1300.

Величина потенциала глобального потепления определяется путем моделирования реакций, происходящих в атмосфере, поэтому ее значения являются приблизительными.

Суммарный эквивалент теплового воздействия (TEWI)

Величина суммарного эффекта теплового воздействия (прямого и косвенного) определяется не только тепловым воздействием хладагента, но и системы, в которой он используется. Также принимается в расчет тепловое воздействие, вызванное энергетическими потребностями холодильной установки, высвобождением хладагентов во время утилизации и утечек. Различают прямой парниковый эффект, вызванный хладагентами (протечки, утечки при ремонте и утилизации) и косвенный парниковый эффект (выделение CO2 при выработке электроэнергии). Недостатком при определении суммарного эффекта теплового воздействия является игнорирование теплового воздействия при производстве каждого отдельного хладагента.

Читайте также:  Манометрическая станция со шлангами для заправки кондиционеров

Каждый производитель хладагентов выпускает продукцию под собственным наименованием, например:

  • Du Pont de Nemour имеет торговую марку Фреон (Freon) или Сува (Suva);
  • Elf Atochem—торговую марку Форан (Fo-ran);
  • Solvay—торговую марку Кальтрон (Kal-tron);
  • Montedison—торговую марку Альгофрен (Algofrene);
  • ICI—торговую марку Клеа (Klea);
  • Daikin Kogyo—торговую марку Дайфлон (Daiflon) и т.д.
    Поэтому один и тот же хладагент может обозначаться по-разному, однако цифровой код остается постоянным вне зависимости от компании-производителя.

Для перевозки и хранения хладагентов используется сосуды следующих типоразмеров:

Что такое фреон R-12: температура кипения и технически свойства

+7(499) 786-41-20

Фреоны

Химическая формула CF2Cl2 (дифтордихлорметан)

Бесцветный газ со специфическим запахом

Температура кипения при атмосферном давлении – 29,74 о С

Температура плавления – 155,95 о С

Критическая температура – 122 о С

Критическое давление – 4,119 МПа

Критическая плотность – 579,1 кг/м 3

Хладагент R12 в 4,18 раза тяжелее воздуха. При объемной доле R12 в воздухе более 30% наступает удушье из-за недостатка кислорода. R12 – негорючий газ. В жидком состоянии не проводит электрический ток. Хладагент R12 растворяется в минеральных маслах, обладает повышенной текучестью, проникает во все трущиеся детали, уменьшая их износ. Так как R12 – хороший растворитель многих органических веществ, то при изготовлении прокладок применяют специальную резину – севанит или паронит.

Хладагент R12 – один из самых используемых и безопасных ранее хладагентов. Применяется в холодильных и кондиционирующих системах.

Химическая формула CF2ClH ( дифлорметан ) .

Бесцветный, негорючий и невзрывоопасный газ со слабым запахом трихлорметана (хлороформа), более ядовит, чем R12.

Молекулярная масса хладагента 86,46 г / моль

Температура кипения при атмосферном давлении -40,85 о С

Критическая температура 96,13 о С

Критическое давление 4,98 МПа

Хладагент слабо растворяется в воде, объемная доля влаги в нем не должна превышать 0,0025 %.

Коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации на 25-30 % выше, чем у R12, но имеет более высокое давление конденсации и температуру нагнетания (в холодильных машинах).

При контакте с пламенем и горючими поверхностями R22 разлагается с образованием высокотоксичных продуктов.

По сравнению с R12 хладагент R22 хуже растворяется в масле, но легко проникает через неплотности и нейтрален к металлам. Для R22 выпускаются масла высокого качества. В холодильных системах, работающих на R22, необходимо использовать минеральные или алкилбензольные масла.

R22 применяют для низких температур до -40 о С в холодильных машинах, в промышленных и бытовых кондиционерах.

Химическая формула C2F 4 H2 ( 1,1,1,2-тетрафторэтан )

Бесцветный нетоксичный газ с молекулярной формулой 102 г/моль

Температура кипения при атмосферном давлении – 26,5 о С

Температура плавления – 101 о С

Критическая температура 101,5 о С

Критическое давление – 4,06 МПа

Критическая плотность – 538,5 кг/м 3

Молекула R134a имеет меньшие размеры, чем молекула R12, что делает более значительной опасность утечек.

Хладагент R134a нетоксичен и не воспламеняется во всем диапазоне температур эксплуатации. Но при попадании воздуха в систему и сжатии могут образовываться горючие смеси. При соприкосновении с пламенем и горячими поверхностями R134a разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. Это трудногорючий газ.

Для работы с хладагентом R134a рекомендуются только полиэфирные холодильные масла, характеризующиеся повышенно гигроскопичностью.

R 134 a используется во всем мире в качестве основной замены R12 для холодильного оборудования, работающего в среднетемпературном диапазоне. Его применяют в автомобильных кондиционерах, бытовых холодильниках, торговом среднетемпературном оборудовании, промышленных установках, системах кондиционирования воздуха, а также на холодильном транспорте.

Химическая формула C4 H 10 (изобутан). По сравнению с R12 и R134 a изобутан имеет значительные экологические преимущества. Это природный газ не разрушает озоновый слой и не способствует появлению парникового эффекта.

Описание и состав фреонов

О создании и названии фреонов (хладонов)

Впервые фреон был выделен и синтезирован в 1928 году. Сделать это удалось американскому химику корпорации «Дженерал МоторсТомасу Мидглей младшему (Thomas Midgley, Jr. 1889—1944 гг.). В своей лаборатории он получил химическое соединение, получившее впоследствии название «Фреон». Через некоторое время «Химическая Кинетическая Компания» («Kinetic Chemical Company»), которая занималась промышленным производством нового газа – фреона-12, ввела обозначение хладагента буквой R (Refrigerant — охладитель, хладагент). Именно такое наименование получило широкое распространение и со временем полное название хладагентов стало записываться в составном варианте — торговая марка производителя и общепринятое обозначение хладагента.

Так что из себя представляют фреоны?

Фрео́н —это газ или жидкость (в зависимости от параметров окружающей среды) без цвета и явного запаха. Фреон химически инертен, не горит на воздухе, в обычной бытовой обстановке взрывобезопасен и совершенно безвреден для человека. Кроме холодильных машин и установок (холодильников), фреон используют как выталкивающую основу в газовых баллончиках, для изготовления аэрозолей в парфюмерии, при тушении пожаров и в качестве вспенивающего вещества (агента) в производстве полиуретана (теплоизоляции, поролона и т.п.).

Химически – фреоны это галогеноалканы, фторсодержащие производные насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана), используемые как хладагенты в холодильных машинах (например, в кондиционерах). В химическом отношении фреоны очень инертны. Фреон не только не способен воспламениться на воздухе, он даже при контакте с открытым пламенем не взрывается. Однако, если нагреть фреон выше 250°С, образуются очень ядовитые продукты.

Известно более 40 различных фреонов; большинство из них выпускается промышленностью.

Вред фреона и его влияние на озоновый слой

Хладагенты, которые используются в бытовой технике, являются негорючими и безвредными для людей.

Фреоны R-12, R-22 чаще всего используется в промышленности. Хладон-22 относится к веществам 4-го класса опасности, по шкале «вредности». При значительной концентрации эти фреоны вызывают у человека сонливость, спутанность сознания, слабость переходящую в возбуждение. Может вызвать обморожение при попадании на кожу в жидкой фазе.

Новые фреоны (R134A, R-404, R407C, R507C, R410A и др.) безопасны для человека и окружающей среды, поэтому все ведущие производители климатической техники используют именно эти марки фреона.

Причиной уменьшения озона в стратосфере и образование озоновых дыр является производство и применение хлор- и бромсодержащих фреонов. Попадая после использования в атмосферу, они разлагаются под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. Высвободившиеся компоненты активно взаимодействуют с озоном в так называемом галогеновом цикле распада атмосферного озона.

В связи с пагубным влиянием озоноразрушающего фреона R22, его использование в США и в Европе год от года сокращается, где с 2010 года официально запрещено применять этот фреон. В России также запрещен импорт холодильного оборудования, в том числе кондиционеров промышленного и полу-промышленного класса. На замену фреону R22 должен прийти фреон R410A, а также R407C.

Подписание и ратификация странами ООН Монреальского протокола привело к уменьшению производства озоноразрушающих фреонов и способствует восстановлению озонового слоя Земли.

Для измерения «вредности» фреонов была введена шкала, в которой за единицу был принят озоноразрушающий потенциал фреона R-13, на котором работает большинство старых холодильников. Потенциал фреона R-22 равен 0.05, а новых озонобезопасных фреонов R-407C и R-410A — нулю. Поэтому к настоящему времени большинство производителей, ориентированных на европейский рынок были вынуждены перейти на выпуск кондиционеров, использующих озонобезопасные фреоны 407C и R-410A. Для потребителей такой переход означал повышение как стоимости оборудования, так и расценок на монтажные и сервисные работы. Это было вызвано тем, что новые фреоны по своим свойствам отличаются от привычного R-22. Новые фреоны имеют более высокое давление конденсации — до 26 атмосфер, вместо 16 атмосфер у фреона R-22. Таким образом, все элементы холодильного контура кондиционера должны быть более прочными, а значит и более дорогими.

Озонобезопасные фреоны не являются однородными, то есть они состоят из смеси нескольких простых фреонов. Например, R-407C состоит из трех компонентов — R-32, R-134a и R-125. Это приводит к тому, что даже при незначительной утечке из фреона сначала испаряются более легкие компоненты, изменяя его состав и физических свойства. После этого приходится сливать весь ставший некондиционным фреон и заново заправлять кондиционер. В этом отношении фреон R-410A является более предпочтительным, поскольку он является условно изотропным, то есть все его компоненты испаряются примерно с одинаковой скоростью и при незначительной утечке кондиционер можно просто дозаправить.

Применение фреона

Применяют фреон в качестве хладагента благодаря его физическим свойствам — при испарении он поглощает тепло, а затем выделяет его при конденсации. Принцип работы следующий: в холодильном оборудовании фреон в газообразном состоянии при помощи компрессора извлекается (высасывается) из испарителя, сжимается в механически уменьшаемом объёме (в поршневом компрессоре в цилиндре – поршнем), с одновременным нагревом и транспортируется в конденсатор. Там фреон остывает до температуры воздуха окружающей его среды и переходит в жидкое состояние. Жидкий фреон через дросселирующее устройство (капиллярную трубку или Терморегулирующий Вентиль – ТРВ) перетекает в испаритель, расширяется за счет низкого давления после дросселирующего устройства, и вновь переходит в газообразное состояние. Процесс расширения сопровождается поглощением большого количества тепла, вследствие чего стенки испарителя (ёмкости в которой кипит и испаряется фреон) охлаждаются, понижая температуру воздуха внутри охлаждаемого объема.

Цикл повторяется до тех пор, пока температура стенок испарителя не опустится до значения, заданного терморегулятором, после чего терморегулятор размыкает электрическую цепь компрессора и он прекращает работу. Через некоторое время, под воздействием различных факторов, воздух в холодильной камере нагревается, и терморегулятор снова включает компрессор. Применяется фреон, как хладоноситель в любом холодильном оборудовании и кондиционерах с 1931 года (до этого использовался вредный для здоровья аммиак). Так же благодаря его термодинамическим свойствам, хладагент применяется в парфюмерии и медицине для создания аэрозолей. Широко используют фреон при тушении пожара на опасных объектах.

Приобрести фреон в Самаре быстро и недорого можно обратившись к нам. Все самые распространенные типы фреонов в большом количестве имеются на нашем складе.

Ссылка на основную публикацию