Общие сведения о холодильных агентах. Свойства хладагентов.

R12 (дифтордихлорметан, CF₂C1₂) — хладагент группы CFC — бесцветный газ, практически без запаха, в 4, 18 раза тяжелее воз­духа. Нормальная температура кипения -29, 8 °С. Хладагент невзры­воопасен, негорюч, но под воздействием открытого пламени раз­лагается с выделением хлористого и фтористого водорода и ядо­витого газа фосгена. R12 - полностью растворяется в масле, слабо растворяется в воде, не проводит электрический ток. По отноше­нию к металлам R12, как и все фреоны, инертен. Он обладает повышенной текучестью и может проникать даже через поры обыч­ного чугуна. Места утечки фреона определяют с помощью галоид­ной лампы или электронного течеискателя. R12 широко применя­ют в холодильных машинах с температурами кипения до -30 " С и конденсации — до 70 °С. Наибольшее распространение он имеет в малых и средних холодильных установках (торговое и бытовое хо­лодильное оборудование и т.п.).

R22 (дифторхлорметан, CHF₂C1) — хладагент группы HCFC — бесцветный газ, со слабым запахом, более ядовитый, чем R12, невзрывоопасен и негорюч. Нормальная температура кипения -40, 8 °С. По сравнению с R12 хладагент R22 хуже растворяется в масле, но легко проникает через неплотности. При высокой тем­пературе в присутствии железа разлагается с выделением тех же веществ, что и R12. По термодинамическим свойствам R22 даже несколько превосходит аммиак. Его в основном применяют в низ­котемпературных холодильных установках с температурой кипе­ния до -70 " С и конденсации — до 50 °С, в торговом и бытовом холодильном оборудовании, а также в агрегатированных установ­ках кондиционирования воздуха.

R134a (C₂H₂F₄) — хладагент группы HFC — бесцветный газ, негорюч, при открытом пламени разлагается с выделением от­равляющих веществ, таких, как фторводород. Нормальная темпе­ратура кипения -26, 1 " С. Энергетические показатели R134a ниже, чем R12 (меньше удельная объемная холодопроизводительность и холодильный коэффициент при температурах ниже -15 °С). Реко­мендуется для применения в среднетемпературном оборудовании (-7 °С и выше).

Хладагент R404а — это смесь хладонов. Составляющие смеси: R-143a (52%), R-125 (44%) и R-134a (4%).

Свойства Фреона 404 a

Молекулярная масса 97, 6 кг/кмоль

Температура кипения -45.8 0С

Температура конденсации (при 0, 1013 МПа) -46, 5 0 С

Критическая температура 72, 4 0 С

Критическое давление 37, 4 МПа

Первоначально использовался как замена, позже обрёл самостоятельность как рабочий хладон для транспортных холодильных систем. Данная смесь хладонов (каковой по факту является R-404а) достаточно устойчива по составу и допускает многократные дозаправки после утечек, что делает её очень привлекательной для эксплуатации в мобильных системах охлаждения. Тем не менее, не рекомендуется проводить дозарядку (после утечки хладона из контура) в системах с длинными коммуникационными линиями (при том условии, что процентный состав компонентов хладона / смеси был существенно нарушен).

Используется также в низкотемпературных промышленных холодильных установках.

Хладон R404а условно горюч, т.к. один из его компонентов - хладагент r-134a, - горюч при повышенном давлении или повышенной (177^oC) температуре, озонобезопасен.

Используется как прямая замена хладона R502a, R-22.

Хладагент R-410a (CH2F2 * CHF2CF3) - представляет собой двойную азеотропную смесь гидрофторуглеродов R32 и R125 при равных массовых долях компонентов (50% и 50 %).

Температура кипения °С -51, 53

Критическая температура °С 72, 13

Критическое давление МПа 4, 93

Озоноразрушающий потенциал, ODP 0

Потенциал глобального потепления, GWP 1890

На данный момент это наиболее часто применяемый хладон в новых системах мобильного и стационарного бытового охлаждения. R-410A является смесью, близкой к азеотропной. Основной недостаток неазеотропных смесей - это температурное скольжение, т.е. изменение температуры кипения в процессе испарения и конденсации (т.е. фазового перехода - перехода хладона из жидкого состояние в газообразное и обратно). Однако у хладагента R-410A температурное скольжение настолько мало (0.15 К), что им можно пренебречь и считать смесь азеотропной - т.е. оба компонента в момент фазового перехода ведут себя (почти) идентично - одновременно вскипают либо одновременно конденсируются.

Хладон R-410а хоть и называют заменой фреону R-22, но прямая замена одного на другой невозможна. Скорее речь идёт о смене поколений хладонов. За счёт лучших характеристик, установки (климатические и холодильные) при той же холодопроизводительности имеют меньшие размеры, однако повышаются требования к прочности трубопроводов и сочленений, - так как рабочее давление в системах с хладагентом R410a значимо выше.

Для фреона R410a нужно специальное полиэфирное масло, которое дороже обычного минерального и требует более аккуратной заправки (оно очень активно поглощает влагу, теряя свои свойства).

R-410A обладает очень высокой удельной хладопроизодительностью (значимо выше, чем R-407C, R22 и R-134A), что позволяет использовать менее мощный компрессор.

R-410A позволяет проводить дозаправку контура при утечке (без необходимости полной замены хладона), что его выгодно отличает от большинства смесевых хладагентов.

Хладагент R600A — это изобутан — бесцветный газ без запаха, растворяется в органических растворителях, горюч.

Молекулярная масса 58.12

Точка кипения при 1.013x105Pa, -11.80 0C

Давление испарения при 250C, 0.498 MPa

Плотность вещества при 250C, 0.551 g/cm3

Критическая температура, 134.98 0C

Критическое давление, 3.66 MPa

Критическая плотность, 0.221 g/cm3

Скрытая теплота парообразования 366.5 KJ/Kg

Взрывчатые пределы, vol% 1.85-8.5

Хладон r600 применяется в холодильной промышленности в качестве хладагента, особенно для бытовых холодильников. Не разрушает озоновый слой. Применение изобутана в качестве хладагента позволяет обеспечить пониженное энергопотребление.

Холодильные агрегаты с R600a характеризуются меньшим уровнем шума из-за низкого давления хладагента в рабочем контуре.

Хладагент R600a не наносит вреда окружающей среде, - не разрушает озоновый слой (ODP = 0) и не способствует появлению парникового эффекта (GWP = 0, 001).

Удельная масса изобутана в 2 раза больше удельной массы воздуха, - при утечки газообразный хладон R-600A опускается к земле.

Перспективный хладагент. Требует аккуратного обращения в связи с тем, что представляет собой горючий газ.

Хорошо растворяется в минеральном масле. Является однокомпонентным хладоном. Природное происхождение. Относительно устойчивый хладон, - расчётный срок эксплуатации в контуре - до 20 лет.

Внедрение озонобезопасных веществ в качестве хладагентов столкнулось с большими трудностями, связанными с очень высо­кими термодинамическими и технико-эксплуатационными харак­теристиками основных фреонов — Rll, R12, R502, R22 в широ­ком диапазоне температур: от -46 до +24 " С.