Что такое фреон и каковы его свойства
Фреоны или хладоны — это углеводороды, которые активно используют в разных отраслях производства. В основном они используются при изготовлении холодильных установок (холодильники, кондиционеры, морозильные шкафы). В течение длительного времени само слово «фреон» подразумевало под собой абсолютно любые хладагенты, на самом же деле «Freon» — это название конкретного запатентованного углеводорода, права на который принадлежат известной компании американской DuPont. В СССР хладагенты называли одним словом — хладоны.
Всего на сегодняшний день насчитывается около 50 видом хладонов с конкретными свойствами и областями применения. Данная статья будет рассматривать те из них, которые применяются в работе кондиционеров. Сначала выясним, какие у них свойства.
Физические свойства
Самое главное свойство фреонов, благодаря которому есть возможность их использования в производстве холодильных установок — способность поглощать и выделять тепло из окружающей среды. Фреоны представляют собой, как правило, газы или жидкости без цвета и запаха. Характеризуются хорошей растворимостью в неполярных органических растворителях, почти не растворяются в воде.
Химические свойства
Фреоны — инертные химические вещества, поэтому они не горючи и не взрывоопасны. Но если нагреть некоторые их виды до 250⁰С, то будет выделяться ядовитый газ фосген COCl2.
Как влияет фреон на озоновый слой
Те фреоны, которые содержат в своем составе хлор и бром крайне вредны для озонового слоя Земли. Кроме того, фреоны благоприятствуют развитию парникового эффекта на нашей планете. Такие негативные результаты производства и использования этих веществ привели 1987 году к запрету Монреальским протоколом производство «вредных» фреонов, а их производителей потребовали переходить к менее вредным производствам. В США и Европе фреон R-22 стал запрещенным в 2010 году, в России — с 2015 года.
Сейчас наблюдается тенденция к полному переходу на безвредное для природы производство фреонов, например, таких как R410a и R32a.
Аналоги и заменители хладона R12
В холодильном оборудовании, работающем на фреоне R12, используется только минеральный растворитель. Хлор растворяется только в таком виде масла. Заменитель будет содержать либо в небольшом количестве хлор, либо должны применяться горючие газы, которые также можно растворить в минеральном веществе. Здесь нужно решить, что важнее:
- безопасность;
- практичность и хорошо работающее устройство.
Если в холодильник заливают, к примеру, пропан вместо R12, то он работает. Но присутствие более 1 кг такого вещества делает прибор взрывным устройством. При некоторых условиях он способен воспламеняться:
- неправильно смешанные вещества;
- заливка большего количества, чем положено;
- нагревание и расширение объема смеси.
Такая перспектива не радует, поэтому нужно искать дальше. Хлорсодержащий R22 не подходит, так как давление у него выше. Выход нашли и не один. В R22 начали добавлять различные вещества, снижающие давление газа и не мешающие ему растворяться. Все аналоги фреона R12 отличаются добавками к R22.
Вот некоторые из них:
- R21 применяется только в России. Температура кипения у него выше: +8,7 градуса. При эксплуатации со временем может произойти остановка компрессора и повреждение клапана.
- R142B – недорогая добавка. Для разного оборудования подбирают оптимальное соотношение R22 и R142B. Если соединительных узлов больше, тогда 22 будет испаряться быстрее и в процентном соотношении его должно быть больше. Если потенциальных мест протечки меньше, тогда процентное соотношение веществ будет другим – R22 потребуется меньше. Для заправки в кондиционер такой смеси нужно не более 80 % от количества R12.
- R406A – оптимальное соотношение цены и качества, а также хорошей работы оборудования на такой смеси. Вещества под кодом 22 и 142B смешиваются в пропорциях 55 % и 41 % соответственно.
- R401 и 409 – самые дорогие, но хорошие заменители. Их стоимость сопоставима с самим хладоном R12. Переплачивать за экологию пока нет смысла – контролирующие органы в России не ходят по квартирам и не проверяют, какой хладагент циркулирует в системе.
Поддельный CFC-12
Многие поставщики ввозят R12 нелегально из стран третьего мира. В лучшем случае хладагент будет загрязнен, иметь высокое содержание воды или примесь R22. Но часто под видом этого хладона продают смеси кустарного производства или R406a.
В странах СНГ основным поставщиком таких газов является Китай. Причем часто хладагенты переправляют в брендированных коробках и баллонах. Специалисты рекомендуют не рисковать и использовать аналоги CFC-12, а не контрафактный вариант.
В этой статье мы постарались наиболее полно рассказать про аналоги фреона R12. Наверняка, не все смогли описать, ведь они создаются и регистрируются постоянно. Но мы надеемся, что она была вам полезна. Не забудьте поделиться ей с коллегами и друзьями!
Типы хладагентов
В качестве хладагента в холодильных машинах используются различные жидкости и газы — аммиак, пропан, фреоны (смеси углеводородов). Используемый в холодильной машине хладагент сильно влияет как на ее характеристики, так и на условия эксплуатации. Например, кондиционер, заправленный фреоном R-134a (температура кипения -26,5 °С) при -30 на улице работать в режиме обогрева не будет вообще — фреон просто не вскипит в наружном блоке. Более того, попытка включения кондиционера в таких условиях с большой вероятностью приведет к его поломке — попадание жидкости (а не газа) в компрессор обычно выводит его из строя.
В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:
Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.
R410A и R407С (хлорофторокарбонат, температура кипения -51,4°С) используются взамен R22. Они не вредят экологии, но требуют большего давления для конденсации, поэтому техника, заправляемая R410 или R407, стоит дороже. Кроме того, при возникновении утечек в системе, заполненной этими фреонами, могут возникнуть проблемы. Эти фреоны состоят из нескольких компонентов, которые улетучиваются неравномерно, поэтому при утечке более чем 40 % R410A дозаправка уже невозможна. Еще хуже обстоит дело с R407C – при возникновении утечки систему следует перезаправлять полностью.
R134 (тетрафторэтан) используется в кондиционерах взамен вышедшего из употребления R12. Температура кипения R134 составляет -26,3°С, поэтому в низкотемпературной технике он не используется. Однако, хоть R134 и не вреден для озонового слоя, он относится к газам, усиливающим парниковый эффект, поэтому безвредным его назвать нельзя.
R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.
Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.
Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.
Фреоны – углеродистые соединения. В состав различных модификаций входят хлор, бром, метан, этан.
Категории автомобилей – подсказка водителю
Определить, какое масло следует заливать в ваш кондиционер, поможет и происхождение автомобиля. Так, для рынка корейских и японских автомобилей используют марки PAG 46, PAG 100, для американского авторынка в основном PAG 150, для европейских автомобилей наиболее распространенной является марка PAG 46.
Если вы решили произвести замену масла, но объем системы вам не известен, в этом случае рекомендуется произвести полную чистку двигателя компрессора автомобильного кондиционера. Данные меры необходимы для того, чтобы удостовериться, что нет механических загрязнений, и ваша система герметична. Только тогда вы сможете долить то количество масла, которое вам необходимо. Перед заправкой рекомендуется залить в систему часть масла от общего количества, чтобы избежать масляного удара в компрессоре.
У всех марок разный коэффициент вязкости, и многие автомеханики рекомендуют повышать этот коэффициент в связи со сменой погоды на протяжении года, так как от этого вязкость снижается. Именно поэтому большинство использует марку масла PAG 100 – для нашего климата у состава оптимальный коэффициент вязкости.
Что бы вам ни говорили в магазинах и сервисах, запомните, универсальных холодильных масел не существует в природе. Для компрессора своего автокондиционера следует применять только рекомендуемый тип масла, который прописан в вашей сервисной книге. А при серьезных неисправностях кондиционера следует обязательно обращаться к специалистам.
“За рулем”. Как правильно пользоваться кондиционером в авто
Альтернативные аналоги R12
Существуют составные (многокомпонентные) хладагенты, которые признаны пригодными или проходят проверку в Агентстве по охране окружающей среды США (United States Environmental Protection Agency, EPA). Но они еще не имеют классификации в виде R-***a по ASHRAE.
Некоторые производители заявляют, что их альтернативный хладагент не требует замены масла или фильтра осушителя. Другие сообщают, что их смеси более производительные, чем R12. Наиболее качественными и эффективными альтернативными фреонами считаются:
- Free Zone (RB-276), смесь из R-134a (79%), R-142b (19%), масло (2%);
- Freeze 12, смесь из R-134a (80%), R-142b (20%);
- FRIGC (FR-12), смесь из R-134a (59%), R-124 (39%), R-600 (2%);
- GHG-X4, смесь из R-22 (51%), R-124 (28,5%), R-142b (16,5%); R-600a (4%);
- GHG-HP, смесь из R-22 (65%), R-142b (31%), R-600a (4%);
- Hot Shot\Kar Kool, смесь из R-22 (50%), R-124 (39%), R-142b (9,5%), R-600a (1,5%).
Интересный факт
Один из производителей заявил, что он реализовал несколько миллионов фунтов (1 млн фунтов – 453 592 кг!). Из этого можно сделать вывод, что альтернативные хладагенты отвечают стандартам качества и соответствия фреону R12.
Группы автомобилей – подсказка шоферу
Найти, какое масло надлежит заливать в ваш автокондиционер, несомненно поможет и место происхождение автомобиля. Этак, для рынка корейских или японских машин употребляют марки PAG 46, PAG 100, для южноамериканского автомобильного рынка преимущественно PAG 150, для европейских машин более распространенной считается марка PAG 46.
Ежели вы решили произвести смену масла, однако объем кондиционерной системы вам никак не известен, в данном случае рекомендовано осуществить полную очистку мотора компрессора авто кондиционера. Эти меры нужны для такого, чтоб убедиться, что отсутствует автоматические загрязнения, и ваша система герметична. Лишь тогда вы можете заполнить то количество масла, которое вам нужно. Пред заправкой рекомендовано залить в систему не полную часть масла, чтоб избежать масляного удара в компрессоре.
У всех марок различный коэффициент вязкости, и почти все автомеханики советуют увеличивать данный коэффициент в взаимосвязи со сменой погоды на протяжении года, так как от различных погодных условий вязкость снижается. Именно из-за этого большая часть употребляет марку масла PAG 100 – для нашего климата у состава лучший коэффициент вязкости.
Что бы вам ни рассказывали в торговых центрах и сервисах, запомните, всепригодных холодильных масел никак не существует в природе. Для компрессора собственного автокондиционера надлежит использовать лишь советуемый вид масла, который написан в вашей сервисной книжке. А при серьезных поломках автокондиционера надлежит непременно обращаться в специализированные сервисы.
Замена масла в компрессоре кондиционера автомобиля: проверка, заправка и выбор масла
Циркулируя во фреоновом контуре, масло для компрессора кондиционера автомобиля выполняет предсказуемую миссию, смазывая и охлаждая трущиеся части механизма. При этом оно собирает мельчайшие частицы металлической стружки, продукты износа. Загрязненное вещество движется с трудом, тормозит работу охладительной системы, вплоть до полного отказа.
Пока кондиционер исправно функционирует, вы его не замечаете. Но однажды в самый неподходящий момент среди лета система отказывает. И выясняется, что агрегат автомобиля не обслуживался, не проводилась замена масла в компрессоре кондиционера
Чтобы не допускать подобных ситуаций, важно знать, какую жидкость необходимо заливать в узел, каковы сроки замены
Таблица давление температура для фреонов
t °C | R22 | R12 | R134 | R404a | R502 | R407c | R717 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -70 | -0,81 | -0,88 | -0,92 | -0,74 | -0,72 | – | -0,89 |
| -65 | -0,74 | -0,83 | -0,88 | -0,63 | -0,62 | – | -0,84 |
| -60 | -0,63 | -0,77 | -0,84 | -0,52 | -0,51 | -0,74 | -0,78 |
| -55 | -0,49 | -0,69 | -0,77 | -0,35 | -0,35 | -0,63 | -0,69 |
| -50 | -0,35 | -0,61 | -0,70 | -0,18 | -0,19 | -0,52 | -0,59 |
| -45 | -0,2 | -0,49 | -0,59 | -0,11 | -0,14 | -0,34 | -0,44 |
| -40 | 0,05 | -0,36 | -0,48 | 0,32 | 0,30 | -0,16 | -0,28 |
| -35 | 0,25 | -0,18 | -0,32 | 0,68 | 0,64 | -0,06 | -0,24 |
| -30 | 0,64 | 0,00 | -0,15 | 1,04 | 0,98 | 0,37 | 0,19 |
| -25 | 1,05 | 0,26 | -0,06 | 1,53 | 1,45 | 0,75 | 0,55 |
| -20 | 1,46 | 0,51 | 0,33 | 2,02 | 1,91 | 1,12 | 0,90 |
| -15 | 2,01 | 0,85 | 0,67 | 2,67 | 2,53 | 1,64 | 1,41 |
| -10 | 2,55 | 1,19 | 1,01 | 3,32 | 3,14 | 2,16 | 1,91 |
| -5 | 3,27 | 1,64 | 1,47 | 4,18 | 3,94 | 2,87 | 2,6 |
| 3,98 | 2,08 | 1,93 | 5,03 | 4,73 | 3,57 | 3,29 | |
| 5 | 4,89 | 2,66 | 2,54 | 6,11 | 5,73 | 4,43 | 4,22 |
| 10 | 5,80 | 3,23 | 3,14 | 7,18 | 6,73 | 5,28 | 5,15 |
| 15 | 6,95 | 3,95 | 3,93 | 8,52 | 7,97 | 6,46 | 6,36 |
| 20 | 8,10 | 4,67 | 4,72 | 9,86 | 9,20 | 7,63 | 7,57 |
| 25 | 9,5 | 5,39 | 5,71 | 11,5 | 10,70 | 9,14 | 9,12 |
| 30 | 10,90 | 6,45 | 6,70 | 13,14 | 12,19 | 10,65 | 10,67 |
| 35 | 12,60 | 7,53 | 7,93 | 15,13 | 13,98 | 12,45 | 12,61 |
| 40 | 14,30 | 8,60 | 9,16 | 17,11 | 15,77 | 14,25 | 14,55 |
| 45 | 16,3 | 10,25 | 10,67 | 19,51 | 17,89 | 16,48 | 16,94 |
| 50 | 18,30 | 11,90 | 12,18 | 21,90 | 20,01 | 18,70 | 19,33 |
| 55 | 20,75 | 13,08 | 14,00 | 24,76 | 22,51 | 21,45 | 22,24 |
| 60 | 23,20 | 14,25 | 15,81 | 27,62 | 25,01 | 24,20 | 25,14 |
| 70 | 29,00 | 17,85 | 20,16 | – | 30,92 | – | 32,12 |
| 80 | – | 22,04 | 25,32 | – | – | – | 40,40 |
| 90 | – | 26,88 | 31,43 | – | – | – | 50,14 |
Чем заменить фреон R-12
Вот несколько вариантов, чем же можно заменить систему, что работала на 12-ом фреоне.
Во-первых, это, конечно же, фреон CFC-12. Хоть это и банально, но всё-таки лучший вариант, так как ретрофит системы будет дороже. Долговечность системы, в которой произвели замену хладагента, будет завесить от бюджета заказчика и компетенции мастера. Тем более, если не будет грамотной переделки системы, то это, скорее всего, приведёт к снижению хладопроизводительности. Поэтому советую использовать переработанный в заводских условиях чистый Хладон-12 – этот хладагент отвечает всем требованиям в отличие от китайского контрафактного R12.
Заменить хладагент фреон R12 можно пропан-бутановой смесью (ПБС). Также можно попробовать пропаном R-290, н-бутаном R-600 или же изобутаном R-600a. Однако насчёт последних альтернатив 12-ому фреону огромное количество мифов, а практика показала, что пропан-бутановая смесь является лучшим вариантом замены из этого списка. Из минусов этой альтернативы пожароопасность, так как ПБС легковоспламеняющаяся смесь. Если же вы решились перейти на ПБС, то перед использованием необходимо проверить, чтобы контур был абсолютно герметичен и отвакуумирован. Так как вакуумирование – это процесс полного удаления воздуха из системы, то в ней не останется кислорода – нет кислорода – ничего не загорится и не взорвётся. В случае утечки или аварии возможно возгорание.
Ещё одной альтернативой неплохо себя показала специальная смесь, что состоит из HC-600a и HFC-134a. Оба этих газа хорошо смешиваются между собой, а также близки по свойствам с CFC-12.
Транзиту масла в широком температурном диапазоне по всей системе способствует R-600a, а в случае ошибки горению препятствует R-134a. Подобные смеси перевозят контрабандой из Китая в Россию в виде маленьких баллончиках с надписью R12
Четвёртым способ замены – хладагент R-406a. Эта смесь не новое химическое соединение, а специально разработано как эффективная замена для R-12 и R-500. Данный хладагент представляет собой зеотропную смесь из трёх известнейших хладагентов – R-600a, R-142b и R-22, в соотношении 4%/41%/55%. Температурный глайд 9К, также смесь относиться к группе ГХФУ. Из-за того, что хладагент не воспламеняем, он рекомендуется для замены фреонов R12 и R500 в автомобильных кондиционерах и стационарных установках.
Ну и напоследок, фреон R12 можно заменить фреоном HFC-134a. Однако если же вы собираетесь перейти на этот фреон, то обязательно совершите промывку системы и замену масла, иначе это может закончиться клином компрессора. При использовании с этой альтернативой хорошо себя показали PAO-масла.
Также учитывайте, что если не заменить компрессор на более подходящий, то это отрицательно скажется на хладопроизводительности. Впрочем, в автокондиционере это не так уж и страшно.
Возможны повреждения резиновых элементов или утечки в фреонопроводе из-за несовместимости его с синтетическими PAO-маслами.
Рекомендую следующее видео, в котором автор рассказывает про то, чем можно заменить фреон R12:
Как выбрать хладагент
При выборе фреона стоит уделить внимание рабочему давлению, температуре кипения, смешиваемости с разными типами масла. Учитываются химические свойства и влияние на озоновый слой
Только в этом случае можно купить хладагент, который обеспечит стабильную работу климатического оборудования и эффективное охлаждение.
Давление
При нагревании жидкости она превращается в пар, это приводит к увеличению давления. У каждого типа агентов холода свои рабочие показатели. При высоком давлении повышаются требования к герметичности соединений, снижается срок эксплуатации оборудования. Резкое снижение показателей в системе может привести к выходу кондиционера или холодильной техники из строя.
Температура кипения
Чем выше этот показатель, тем больше хладона переходит в газообразное состояние, что приводит к повышению давления в системе. Для фреонов, используемых в бытовой технике, системах охлаждения, оптимальна температура кипения -40-50 градусов.
Технические характеристики
Влияют на рабочие характеристики составов, стабильность смесей. При выборе стоит учитывать критическую температуру и давление, которые влияют на место стыков и соединений. Другим важным параметром является плотность. На энергоэффективность влияет температура нагнетания.
Смешиваемость с маслами
В процессе работы происходит проникновение агентов холода в масло и выделение из него. Если при этом процессе произойдёт изменение свойств смазывающей жидкости, то компрессор быстро выйдет из строя, а трубопроводы потеряют свои рабочие характеристики. Часть хладонов легко смешиваются с минеральными маслами, другие – только с полиэфирными составами. Это стоит учесть при выборе.
Химические свойства
Зная, что такое хладагент, можно получить представление о его возможностях вступать в химические реакции с неорганическими и органическими веществами. Разница между разными типами фреонов существенная: одни не взаимодействуют со всеми металлами, другие реагируют с магнием, который является компонентом алюминиевых сплавов. В системах с агентами холода, взаимодействующими с органикой, не используют полимерные прокладки.
Озоноразрушающий потенциал
В международном законодательстве существуют запреты на использование химической продукции, разрушающей озоновый слой. В эту категорию хладонов относятся вещества, содержащие хлор.
Характеристики и сферы применения хладагента R12
Фреон r 12 – бесцветный газ, обладающий следующими свойствами:
- Невзрывоопасен.
- При температуре свыше 330º разлагается на несколько компонентов, в числе которых токсичный газ фосген.
- Нейтрален к металлам.
- Сильный растворитель органики (при изготовлении синтетических прокладок используются специальные виды резины – паронит и т.д.).
- Растворим в маслах, слаборастворим в воде.
- Не является проводником тока.
- Высокая текучесть.
Т.к. r12 относится к числу хлорсодержащих фреонов, его использование постепенно сокращается по соображениям экологической безопасности. Современные модели холодильного оборудования адаптированы под новые модификации хладагентов. Но поскольку большая часть оборудования, работающего на этом фреоне, пока находится в процессе эксплуатации, спрос на него существует.
Базовый фреоновый холодильный цикл
1. Нагретый в испарителе фреон (точнее, перегретый фреон) принудительно всасывается компрессором.
(примечание) Перегрев фреона — догрев полсе испарения всей жидкй фазы фреона, необходим для того, чтобы капли жидкости не попали в компрессор вместе со всасываемым парами, но на 100% испарились на выходе из испарителя.
2. Компрессор сжимает газообразный фреон, превращая его в горячий газ высокого давления.
3. Внутри конденсатора, газ охлаждаться и переходит в парообразное состояние. Далее, охлаждение паров фреона в конденсаторе приводит к их конденсации — преобразованию в горячий жидкий фреон высокого давления. Далее, жидкий фреон дополнительно доохлаждается (переохлаждается) и становится переохлажденной жидкостью высокого давления.
(примечание) Переохлаждение фреона необходимо чтобы фреон выходил из конденсатора без примеси пара — только в жидком состоянии, что служит для поступления к дросселю (ТРВ — дозирующему устройству) только полностью сконденсированного — жидкого фреона.
4. После конденсации жидкий фреон, под действием разности давлений, продавливается через дроссель (ТРВ – дозирующее устройство). Фреон, пройдя через дроссель, попадает в испаритель, где имеется низкое давление, что заставляет фреон интенсивно кипеть — испаряться.
5. Пар фреона в испарителе поглощает теплоту от охлаждаемого вещества (воздуха), через стенки испарителя, поддерживая кипение фреона. Воздухом отводится полученный от пара фреона «холод», а нагретый от воздуха пар фреона отводится (всасывается) компрессором, тем самым поддерживается в испарителе требуемое низкое давление. При движении дальше по испарителю, пар фреона перегревается, превращая парообразный фреон в газообразный, прежде чем он всосётся в компрессор и замкнет цикл.
(подробно о процессе в испарителе) Холодильный цикл непрерывен и происходит единомоментно во всех частях фреонового контура, на каждом участке свой процесс. Но очень образно, для понимания процеccа в испарителе можно разбить на ступени и описать так:
— попадание жидкого фреона в область низкого давления для теплообмена
— вскипание
— испарение
— повышение давления внутри испарителя вследствие увеличения объема в испарителе, за счет образовавшегося нагретого пара
— откачка компрессором полученного нагретого пара, пока объем не уменьшится и наебудет достигнуто требуемая отметка давления кипения фреона
— снова, попадание жидкого фреона в область низкого давления.
(!) В реальном холодильном цикле, при его корректной работе, подача жидкого хладагента в испаритель через дроссель и откачка нагретого пара происходит единовременно и непрерывно, следовательно, давление кипения фреона (а значит температура) остается одинаковой и стабильной. Сколько жидкого фреона приходит в испаритель в моменте времени, столько же компрессор откачивает в виде испарившегося нагретого пара, в моменте времени — давление и температура кипение фреона стабильны. Значит охлаждаемый объект также получает охлаждение заданной стабильной температурой.
