Какво са хладилните агенти? Това са специални течности. Използват се в климатици и хладилници. Хладилният агент претърпява фазови промени от течност в газ, когато поглъща топлина и обратно в течност, когато компресорът компресира газа. Изборът на идеалния хладилен агент се основава на термодинамични свойства. Той трябва да бъде некорозивен, безопасен, нетоксичен и незапалим.
Кратка история на хладилните агенти
Белгийският учен Фредерик Суъртс е пионер в синтеза на CFC в края на 1890-те. Неговото откритие се случи след замяната на хлорида във въглеродния тетрахлорид с футурид за синтеза на CFC-11 и CFC-12. В края на 20-те години на миналия век Томас Мидгли-младши подобри процеса на синтез и оспори използването на CFC като хладилен агент за замяна на амоняка, хлорометан и серен диоксид, които обикновено се използват по това време.
Те бяха вредни, запалими, а някои дори токсични. Най-честохладилният агент беше фреон, наречен фреон - марката на DuPont за хладилника "R-12". Според изискванията на 30-те години на миналия век тези хладилни агенти изглеждаха идеални, научно обосновани и по-безопасни, некорозивни газове и евтини за производство.
Едва през 70-те години на миналия век е установено, че хлорните молекули напълно разрушават озоновия слой и са забранени. През 70-те години на миналия век учените откриха, че хладилният агент амоняк пречи на проникването на инфрачервени лъчи в тях, тъй като те се натрупват в атмосферата и причиняват пренос на топлина, което води до изменение на климата, така че това съединение е забранено.
През 1990-те и 2000-те години, CFCs бяха заменени с HCFC (хидрохлорофлуоровъглеводороди) и най-разпространеният HCFC е "R-22", който имаше много по-малко разрушителни ефекти върху озона, но все още беше опасен. За да решат проблема с разрушаването на озона, учените измислиха HFC, които не съдържат хлор. По-късно обаче те разбраха, че HFC все още вреди на околната среда чрез парникови газове.
Модерни видове хладилни среди
Европейската комисия постанови хладилен агент R134A да не се използва за сертифицирани леки автомобили, продавани в Европейския съюз. Първоначално този мандат беше предназначен за 1 януари 2011 г. Въпреки това, тъй като новият хладилен агент все още не беше достъпен за общия пазар, този срок беше удължен до 1 януари 2013 г.
От януари 2017 г., всички новорегистриранипревозните средства трябваше да използват алтернативен хладилен агент. През 2018 г. само 60% от новите леки автомобили, произведени в Европа, използват безопасен хладилен агент. Превозните средства, продавани извън Европейския съюз, продължават да използват R134A или още по-опасен хладилен агент.
Основни видове хладилни агенти:
- CFCs - хлорфлуорвъглеводороди.
- HCFC – HydroChloroFluoroCarbons.
- HFC – HydroFluoroCarbons.
Въпреки това, всички те са били или ще бъдат заменени в близко бъдеще поради въздействие върху околната среда. HFO хладилният агент сега започва да замества CFC, тъй като те имат много по-нисък потенциал за глобално затопляне и не разрушават озона, въпреки че някои са силно запалими. В момента на пазара навлиза 4-то поколение хладилни агенти, които имат страхотни термодинамични свойства и са екологични.
Избор на алтернатива за R12
Хладилният агент
R12 все още се използва широко в хладилните приложения. Наистина беше много трудно да се намери такъв, който да замени този универсален хладилен агент в работни условия. R134A е най-подходящ за тези цели.
Сравнение на R134A и R12:
- Капацитетът при температура на изпарителя -7°C е еднакъв и за двата хладилни агента, а под -7°C, ако R12 бъде заменен с хладилен агент r134A, ще има значителна загуба на охлаждащ ефект. В такива случаи се препоръчва да се използват смеси от хладилни агенти, вместо да се заменя R134A. Фреон 134 може да се използва и за ниска температураситуации.
- Коефициентите на топлопреминаване за R134A са по-високи от R12. Ако съществуват в една и съща течна фаза, коефициентът на топлопреминаване на хладилния агент R134A е с 27–37% по-висок, а в газовата фаза е с 37–45% по-висок. Ако те съществуват в две фази, течна и газообразна, коефициентът на топлопреминаване за R134A е с 28% до 34% по-висок в изпарителя и с 35 до 41% по-висок в кондензатора.
- Охлаждащият ефект на R134A е с около 22% по-голям от този на R12. По този начин, масовият дебит на R134A, необходим за тон охлаждане, е с около 18% по-малък от R12. Това означава, че за даден капацитет на хладилната система необходимото количество от него е с 18% по-малко, отколкото при използване на R12. Тоест, във всяко оборудване, където R12 е заменен с фреон 134, количеството хладилен агент, което трябва да се зареди, е по-малко от R12. Специфичният обем на R134A обаче е малко по-голям от R12, така че за същото количество хладилен агент обемът, зает от R134A, е по-голям от R12.
- Увеличаването на охлаждащия ефект на R134A се компенсира от увеличаване на специфичния му обем. По този начин R134a, зареден в модифицирани системи, трябва да бъде с 5–10% по-малко от R12.
Преобразувайте R12 в R134A
Някои ранни инсталации използваха амоняк като хладилен агент. Въпреки това повечето модерни автомобили, произведени преди 1995 г., използват R12. R12 беше технологично усъвършенстван и ефективен хладилен агент ic2, но по-късно беше открито, че е озоноразрушаващ газ и неговото производство и употреба бяха ограничени.
След 1995 г. той беше заменен от R134A и все още еизползван в много автомобили. Ако домакинството има стара кола с климатична система R12, тогава шофьорите изпитват големи проблеми с попълването на такава система в случай на течове или поддръжка. Индустрията започна да произвежда специални адаптери, след което процесът на преобразуване на системата в R134A стана прост.
Промени в охладителната система
За да конвертирате R12 в R134A, трябва да се направят само няколко малки промени в системата. За щастие компресорът, използван в старата система R12, ще продължи да работи с хладилен агент R134A и ще бъде също толкова ефективен. Кондензаторът и изпарителят са само топлообменници, така че не е необходимо да се сменят, за да работят друг хладилен агент.
Един от компонентите, които трябва да се сменят, е сушилнята. Последният елемент от системата, който ще трябва да бъде сменен, са портовете за налягане. R134A използва различни портове за зареждане на системата и измерване на налягането, така че старите портове R12 трябва да бъдат премахнати и заменени или допълнени с адаптери. След закупуване на необходимото оборудване, отстранете стария хладилен агент и масло. Когато инсталирате нов хладилен агент ic2, трябва да се добави и съвместимо с R134A PAG масло, за да поддържа компресора смазан.
След преобразуването на системата от R12 в R134A е важно да проверите налягането в системата за няколко дни, за да се уверите, че всичко работи правилно. Ако бъдат забелязани някакви малки течове в системата, нанесете Red Angel A/C Stop Leak за уплътняванесистема.
Хладилните агенти са по-безопасни от фреона
Обикновеният HCFC R-22, който се използва от десетилетия, не е толкова добър за околната среда, както някога смятаха експертите. Агенцията за опазване на околната среда работи за постепенното премахване на хладилния агент и в крайна сметка го забрани напълно. Излизането на R-22 започна през 2010 г. До 2020 г. използването на хладилен агент ще бъде строго ограничено и напълно забранено до 2030 г.
Най-екологичните хладилни агенти, налични в момента на пазара, са "R-290" и "R-600A". Те са НС или въглеводороди и химичните им имена са "Пропан" за R-290 и "Изобутан" за R-600A. Те са 100% без халоген, нямат потенциал за разрушаване на озона и са най-малко опасни от гледна точка на потенциалното глобално затопляне. Те също така са високо енергийно ефективни, но са силно запалими, тъй като са въглеводороди. В момента най-"зелените" видове хладилни агенти са R134A, R-407C, R-410A. Производителите, които произвеждат тези хладилни агенти, твърдят, че веществата са абсолютно безопасни.
Цилиндр с фреон R134A
С откриването на вредното въздействие на CFC и HCFC хладилните агенти върху озоновия слой, тази група е широко използвана като заместител. Хладилният агент в хладилника R134A е хидрофлуоровъглерод (HFC), който има нулев потенциал за разрушаване на озона и малък или никакъв парников ефект.
Хладилен агент R134Aе химично съединение тетрафлуороетан, състоящо се от два въглеродни атома, два водородни атома и четири флуорни атома. Химичната му формула е CF3CH2F. Молекулното тегло на хладилния агент R134A е 133,4, а точката му на кипене е 26,1°C. R134A е незапалим и невзривоопасен, има нормална токсичност и добра химическа стабилност, донякъде висок афинитет към влага.
R134A е много подобен на R12 по общи физични и термодинамични свойства. Поради това се счита за отличен заместител. Свойствата на хладилните агенти R134 са както следва:
- Температура на автоматично запалване - 770 °C.
- Процент на изчерпване на озоновия слой - 04.
- Разтворимост във вода 0,11 wt% 25 C.
- Критична температура - 122 °C.
- Цветен код: светло синьо.
- Потенциал за глобално затопляне (GWP)1200.
- Температура на хладилния агент, точка на кипене -26,1 °C.
Термодинамични свойства на R-407C
По отношение на свойствата си отговаря на характеристиките, налични в R-22. R-407C е често срещан заместител на хладилен агент за тези, които искат да модернизират оборудването R-22. Сместа от хидрофлуоровъглеводороди включва пентафлуороетан, дифлуорометан и 1, 1, 1, 2-тетрафлуороетан. Широко използван алтернативен хладилен агент, популярен в пакетирани климатици и безчеткови разделителни системи, както и леки климатични системи и системи за директно разширение, намиращи се в жилищни, търговски и промишлени приложения. R-407C работи и в среднотемпературни хладилни системи и в многонови уреди.
Ново оборудване, използващо азот като задържащ заряд, работи най-добре с R-407C поради използването на етерично масло от полиол. Въпреки че новите уреди и хладилни системи са най-често срещани, R-407C може да бъде надстроен на някои системи R-22, ако в процедурата е включена смяна на маслото. Тази алтернатива на фреона се счита за екологична поради нулевия си потенциал за разрушаване на озоновия слой.
Потенциал за разрушаване на озоновия слой R-404A
В този хладилен агент е 0, точно като R-407C и R-134A. Често се използва за хладилни системи, които изискват -45°C до 15°C. Той е най-полезен в търговски и индустриални транспортни приложения поради широкия си температурен диапазон. Той е много подобен на R-22 и предлага по-добра производителност. Тъй като R-404A не реагира бързо на въздух или вода, се счита за безопасен за много употреби. Освен това е незапалим, безцветен и без мирис.
Въпреки това, както при всеки хладилен агент, потребителите винаги трябва да вземат подходящи предпазни мерки, за да се защитят. Директният контакт с R-404A все още може да причини измръзване, а прекомерното излагане на огън или топлина може да доведе до спукване на резервоара. R-404A е доста често срещан и се предлага за закупуване в магазини, специализирани в предоставянето на продукти за отопление и охлаждане.
Смес от два хидрофлуоровъглеродни хладилни агента, дифлуорометан и пентафлуороетан, ехладилен агент, разрушаващ неозона, който осигурява по-добра енергийна ефективност от R-22 и R-407C и не използва хлор в своята формулировка. Счита се за по-подходящ като заместител на R-22 поради по-високото му налягане и охлаждащ капацитет.
Функция R-410A
Ако потребителите решат да закупят устройства, които използват R-410A, процесът обикновено е доста прост. Всъщност много компании за климатици и хладилни машини правят модули специално за използване с R-410A. Въпреки че е най-популярен в търговските хладилници, климатици и хладилници, важно е да се отбележи, че тази алтернатива на фреон няма да работи в A/CR-22 единици.
Хладилните агенти
R-410A имат по-високо налягане, така че се изисква различен манометър от този, който обикновено се използва с R-22. Хладилният агент трябва да се зарежда в течна форма и само на кратки изблици. R-410A се продава под няколко марки: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 и Puron. Доста лесно се купува онлайн и в специализирани магазини.
Климатик на превозни средства
A Директива на ЕС от 2006 г. изисква всички нови превозни средства, продавани в ЕС, да бъдат оборудвани с хладилни агенти с нисък потенциал за глобално затопляне (GWP). Ограничението е зададено на GWP 150, което YF може да предостави в момента. Предимството му е свойството да се самоизхвърля - напълно се разлага в атмосферата за околоединадесет дни.
Въпреки факта, че HFO1234yf беше приет като нов хладилен агент, Германия имаше съмнения. Daimler и някои други немски производители, а също и регулаторните органи смятат, че YF е опасен поради високата си запалимост. В отговор Германия одобри някои превозни средства на Daimler да продължат да работят с R134A, противно на директивата на ЕС.
Европейската комисия дори заплаши с съдебен иск срещу Германия за това, че не е приложила напълно новите разпоредби за емисиите на хладилен агент. GM и Toyota публично изразиха подкрепата си за YF и заявиха, че смятат веществото за безопасно.
Цена на нови системи
Допълнителната цена за нов хладилен агент YF е в диапазона от EUR30-50. YF системите са по-малко ефективни и изискват допълнително използване на вътрешен топлообменник.
Тъй като цената на производствения процес за YF е по-висока от R134A, се очаква преференциална тарифа за този продукт в продължение на много години, особено от 2018 г., когато всички новорегистрирани превозни средства в Европейския съюз ще трябва да използват хладилен агент различен от R134A. от R134A.
Увеличение на цената от 1 февруари 2018 г.:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Модернизация на системата R-22
Замяната на R22 с R134A е доста прост процес. На първо място, пълният R22 трябва да бъде премахнат от системата. След това е необходимо да премахнете цялото смазочно масло от системата(максималното количество масло, оставащо в системата, е 5% от общото количество, присъстващо в нея). Минералното масло трябва да бъде заменено със синтетично естерно масло. Сушилнята и масления филтър също трябва да бъдат сменени.
Количеството R134A, което се изисква в системата, е 90 до 95% R22. Етикетите трябва да бъдат поставени на системи, които са били модернизирани с R134A, описващи новия хладилен агент и смазочно масло. Въпреки че процесът е лесен, важно е да го направите внимателно. Остатъците от R-22 в системата могат да доведат до кръстосано замърсяване. Той за R-22 и R-134A може да направи охладителната система на автомобила по-малко надеждна и да повиши налягането на главата на компресора до опасни нива, което води до пълен отказ на системата. В допълнение, R-134A изисква специална маслена смес - полиарилен.
През 1987 г. беше обявен Монреалският протокол, който е международен договор в много страни за подпомагане на борбата с повредения слой на О-зоната. Една от неговите инициативи беше постепенното премахване на CFC в световен мащаб. През 1994 г. САЩ прекратяват използването на R-12 в автомобилната индустрия. R-12 е заменен от алтернативния HFC R-134a. През 2010 г., съгласно Монреалския протокол, САЩ обявиха, че постепенно ще преустановят използването на R-22 в бъдещи приложения. Всички нови машини ще бъдат насочени към HFC R-410A, който не съдържа хлор.
