8(499)167-72-34 | 8(495)767-49-26
Москва, 2-й Иртышский пр-д, д.4Б, стр.5
Почта: hladogaz@bk.ru

Применение хладагентов

Покупатели бытовых кондиционеров и крупных систем кондиционирования периодически задаются вопросом: "Насколько вреден фреон, используемый в системе? Разрешено ли его применение?"

Из использующихся в настоящее время, хладагент R12 признан одним из самых вредных фреонов. До недавнего времени он широко применялся в домашних холодильниках. Токсичность фреонов при прямом воздействии на человека незначительна и нормируется величиной предельно допустимой концентрации (ПДК), которая составляет 300мг/м3 для R12; 3000 мг/м3 для R22 и большинства других фреонов. Чем же тогда так вреден R12?

Как показали научные исследования, R12, попадая в верхние слои атмосферы, способствует разрушению озонового слоя Земли. Это в свою очередь приводит к повышенному проникновению ультрафиолетовой радиации к поверхности Земли, которая оказывает разрушительное воздействие на живые организмы и человека в частности.

Именно поэтому ученые обеспокоены этой проблемой, имеющей планетарное значение. Действительно, фреон R12, выпущенный в атмосферу в Европе, может увеличить поток ультрафиолета в Америке.

Вслед за R12 прекратится выпуск и использование R22. Сегодня около 85% кондиционеров используют хладагент R22. В качестве хладагентов, заменяющих R22, предлагаются R134а, R407с и R410A.

В соответствии с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) в 1987 г. вступил в действие "Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой" во исполнение Венской конвенции об охране озонового слоя 1985 г., предусматривающий постепенное сокращение производства и потребления ряда хлорфторуглеродов.

Озоноразрушающая активность хладагентов оценивается величиной озоноразрушающего потенциала, который может принимать значения от 0 (для озонобезопасных хладагентов) до 13 (для озоноразрушающих).

Так озоноразрушающий потенциал R12 равен 1,0; R22 - 0,05; R134а - 0; R407C - 0.

Значит ли это, что проблема создания новых хладагентов решена и они отвечают всем предъявляемым требованиям.

К сожалению, идеального хладагента пока не существует, и приходится идти на компромиссы. R134а не разрушает озоновый слой, но его термодинамические свойства далеки от совершенства.

Хладагент, являющийся рабочим телом кондиционера, выбирается разработчиками систем кондиционирования с учетом большого числа факторов: эффективности работы оборудования, стоимости, пожаробезопасности и токсичности. Требования к холодильным агентам постоянно пополняются и уточняются под конкретные задачи.

Основными факторами, определяющими выбор хладагента, безусловно, являются его термодинамические и теплофизические характеристики. Они влияют на эффективность, эксплуатационные показатели и конструктивные характеристики кондиционеров. Широкое применение в холодильной технике нашли фторхлоруглеродные хладагенты (фреоны), обладающие требуемыми термодинамическими и теплофизическими качествами. Свойства хладагентов зависят от структуры молекулы вещества, присутствия соотношения молекул фтора, хлора и водорода в его составе (рис.1).

Вещества с высоким содержанием молекул водорода являются горючими и при их применении пожароопасными.

Вещества с содержанием фтора обладают токсичностью и их применение ограничено санитарными нормами.

Вещества с малым содержанием водорода долго "живут" в атмосфере, не разлагаясь на части, поглощаются биосферой Земли и являются экологически нежелательными.

Рис.1

На рис.1 указаны как "запретные" области по факторам горючести, токсичности и стабильности веществ в атмосфере и область допустимого состава для использования в качестве альтернативных R12 и R22 хладагентов.

На диаграмме для группы метана (рис. 2) мы видим, что холодильные агенты R11 и R12 лежат в области экологически неблагоприятных хладагентов. Широко применяемый в настоящее время хладагент R22 хотя и лежит в области допустимой для применения, но все же содержит в своем составе атом хлора и поэтому является "озоноопасным". "Озоноопасность" R22 составляет всего 5% от "озоноопасности" хладагента R12, что нашло отражение в Монреальском протоколе в сроках реализации сокращения выпуска. На диаграмме веществ группы этана (рис.3) интерес для промшленности представляют хладагенты R134a и R125. R134a предложен как альтернатива традиционному хладагенту R12, широко используемому в холодильной технике и, в частности, в чиллерных системах.

Рис.2

Для применения в кондиционерах хладагент R134a недостаточно привлекателен по своим термодинамическим характеристикам. Для модификации его свойств, к нему добавляют хладагенты R32 и R125. Присутствие в смеси каждого хладагента обеспечивает придание необходимых свойств смеси и выполняет определенную функцию. R32 (23%) способствует увеличению производительности. R125 (25%) исключает горючесть смеси. R134а (52%) определяет рабочее давление в контуре хладагента.

Смесь хладагентов такого состава получила марку R407C. Подобно хладагенту R22, R407C обладает малой токсичностью, химически стабилен и не горюч. Если произошла утечка хладагента, то к негативному влиянию нехватки хладагента на работу кондиционера добавляется и отрицательное влияние изменения ее состава. Оставшийся в системе хладагент имеет отличный от оптимального состав и его нельзя использовать для работы без доработки. Поэтому при ремонте необходимо слить оставшийся хладагент полностью и заправить систему новой смесью оптимального состава. Основная разница в характеристиках прежнего хладагента CHF2Cl (R22) и нового R407C заключается в величине давлений при рабочих температурах и типе масел, совместимых с данным хладагентом. Рабочее давление в системе, заправленной хладагентом R407C, несколько выше, чем в случае хладагента R22 (табл.1).

Рис.3

Традиционно используемое с хладагентом R22 минеральное масло не пригодно в сочетании с R407C. Новый хладагент плохо смешивается с минеральным маслом, в особенности, при низких температурах и образует с ним расслаивающуюся двухфазную смесь. Это приводит к неудовлетворительной смазке компрессора из-за периодического попадания в зону смазки жидкого хладагента вместо масла. Это приводит к быстрому износу трущихся частей компрессора. Кроме того, плохо растворимое в хладагенте масло, имеющее при низких температурах высокую вязкость, забивает капиллярные трубки и нарушает нормальную циркуляцию хладагента.

Чтобы обойти эти трудности, хладагент R407C применяется в сочетании с эфирным маслом, растворимым в данном хладагенте. Один из недостатков такого синтетического масла - высокое поглощение им влаги. Хранение, транспортировка, процесс заправки маслом должны исключать возможность попадания в масло не только капельной влаги, но и продолжительный контакт с влажным воздухом, из которого масло активно поглощает влагу. Необходимы также специальные меры по предотвращению попадания влаги в систему как в процессе производства кондиционера, так и при его установке на месте использования.

Табл.1

R22 (бар) R407C (бар)
-40°С 1,050 1,568
-20°С 2,448 3,297
0°С 4,976 6,203
20°С 9,100 10,737
40°С 15,335 17,247
60°С 24,265 26,230
80°С 36,622 38,279
Яндекс.Метрика