Фреон

8 Апреля 2020 У вас уже установлен кондиционер или вы только планируете его покупку? — Из нашей статьи вы узнаете, какие виды фреонов существуют и каким образом хладагенты применяются в бытовых сплит-системах.

Что такое фреон? Какими свойствами он обладает?

Фреоны (или хладоны) — углеводороды, активно применяющиеся в различных сферах производства. Главным образом, фреоны используют при изготовлении холодильных агрегатов (холодильники, системы кондиционирования, морозильные шкафы). Долгое время под фреонами подразумевали практически любые хладагенты, в то время как название «Freon®» принадлежит конкретному запатентованному углеводороду американской компании DuPont. В СССР хладагенты именовали другим словом — «хладоны».
Специалисты насчитывают не менее 50 видов фреонов с индивидуальным набором свойств и областями применения. В нашей статье мы рассмотрим лишь те из них, которые применяются в работе кондиционеров. Сначала обсудим физические и химические свойства хладагентов.

Физические свойства

Главным свойством фреонов, благодаря которому возникает возможность их применения в производстве холодильных машин, является способность поглощать и выделять тепло из окружающей среды. Как правило, фреоны — это бесцветные газы или жидкости, характеризующиеся хорошей растворимостью в неполярных органических растворителях (но почти не растворяются в воде).

Химические свойства

Хладоны — химически инертные вещества: они не горючи и не взрывоопасны. Однако, если подвергнуть нагреванию до 250 °С некоторые фреоны, произойдет выделение ядовитого газа фосгена (COCl2).

Влияние фреона на озоновый слой

Фреоны, имеющие в своем составе бром или хлор, оказывают крайне негативное влияние на озоновый слой Земли. Исследователи также отмечают, что такие фреоны являются одним из факторов развития парникового эффекта на нашей планете. В 1987 году Монреальским протоколом производство «вредных» фреонов было запрещено, а от производителей потребовали переходить к более экобезопасным хладагентам. В Евросоюзе и США фреон R-22 оказался под запретом в 2010 году, а в РФ — с 2015 года.
В настоящее время прослеживается тренд полного перехода на производство менее вредных для окружающей среды фреонов — таких как R410a и R32.

История создания фреона

До того, как был изобретен фреон, в качестве охладителя использовался токсичный и вредный аммиак. Это горючее вещество представляло опасность для человеческого здоровья, поэтому потребители стали с опаской относиться к покупке кондиционеров и холодильников. Вновь повысить продажи климатического оборудования удалось только после изобретения фреона.

Фреон был изобретен американским ученым в конце 20-х годов прошлого века. «Kinetic Chemical Company» использовала для неизвестного химического соединения обозначение R, то есть, Refrigerant, что в переводе с английского означает охладитель. С тех пор это наименование стало общепринятым для хладагентов.

Основные характеристики

Современный хладагент характеризуется рядом преимуществ. Эксперты выделяют следующие особенности фреона:

  • пожаробезопасность – фреон не горит на открытом воздухе;
  • термохимическую стабильность, не вступая в реакции с кислотами и щелочными растворами;
  • озонобезопасность, благодаря отсутствию токсического эффекта на атмосферу;
  • высокую теплопроводность.

Фреон стал активно использоваться в климатическом оборудовании благодаря выгодным физическим характеристикам. Когда происходит испарение, он впитывает в себя все тепло, а при конденсации – выделяет его.

Как работает фреон? Как в современных холодильниках, так и сплит-системах, он работает по замкнутому циклу. Как только техника включается, хладагент испаряется, за счет чего температура в помещении постепенно снижается. Далее фреон в виде газа поступает в конденсатор и там из газообразного состояния превращается в жидкость. Тепло, которое выделяется в процессе, выводится наружу.

Опасность для человека

Хладон 22 (Фреон 22) — относится к веществам 4-го класса опасности. Обладают наркотическим действием, вызывает слабость, переходящую в возбуждение, спутанность сознания, сонливость, при больших концентрациях — удушье. При попадании на кожу жидкий фреон может вызвать обморожение (как и любое другое вещество с температурой кипения ниже комнатной).

Под действием температур свыше 400 °C может разлагаться с образованием высокотоксичных продуктов: тетрафторэтилена (4-й класс опасности), хлористого водорода (2-й класс опасности), фтористого водорода (1-й класс опасности).

Сноски и источники

  1. ГОСТ 8502-93 «Требования безопасности»»

Применение

  • Используется в качестве рабочего вещества в холодильной технике.
  • Применяется в парфюмерии и медицине для создания аэрозолей.
  • Применяется в пожаротушении на опасных объектах (например, электростанции, корабли и т. д.)

См. также

  • Галогеноалканы

Хладагенты, использующиеся в кондиционерах

Для заправки (дозаправки) кондиционера рекомендуется выбирать один из этих типов фреонов:

  1. Фреон R22. Данный хладагент широко применяют, если требуется охлаждение до крайне низких температур, например, в холодильниках бытового и промышленного назначения, автомобильных и морских рефрижераторах, промышленных кондиционерах. В случае возникновения протекания фреона R22 он постепенно испаряется. К достоинствам хладагента R22 можно отнести сравнительно низкую стоимость охлаждающей установки и комплектующих. Данный фреон может использоваться как для частичной, так и для полной заправки климатического оборудования. Значительным минусом хладона R22 является вред, наносимый окружающей среде.
  2. Фреон R410A не содержит в своем составе хлор, благодаря чему его можно считать безвредным для озонового слоя. Данный фреон относится к новому поколению по сравнению с рассмотренным выше R22. Хладагент R410А приобрел большую популярность и в настоящее время активно применяется для заправки холодильного оборудования бытового и промышленного назначения. Фреон R410А является двухкомпонентным. Если утечка составит более 40%, систему придется заправить заново. Если дозаправлять кондиционер с такой значительной утечкой хладагента R410А, оборудование может работать нестабильно, поскольку процентное соотношение компонентов изменится.
  3. Фреон R-407С включает три хладагента, каждый из которых выполняет собственные функции: R32 – обеспечивает оптимальную производительность системы, R125 — отвечает за пожарную безопасность работы, R134а – ответственен за общее давление в рабочем контуре. В случае возникновения утечки фреона из кондиционера заправку придется выполнить с нуля. Такая необходимость возникает из-за того, что фреоны испаряются неравномерно, что приводит к нарушению их баланса в системе.
  4. Фреон R134А — бесцветный нетоксичный газ, которым заменяют R12. При температурах эксплуатации R134А не воспламеняется. Следует обратить внимание на то, что при нарушении герметичности системы и попадании в нее воздуха могут образовываться горючие смеси. Фреоны R134а и R12 смешивать запрещается, поскольку это приводит к образованию азеотропной смеси с массовыми долями компонентов 50х50% и высоким давлением. Насыщенный пар фреона R134А имеет большее давление, чем R12 — 1,16 и 1,08 МПа соответственно (при 45°С). Воздействие пламени приводит к разложению R134а, вследствие чего образуются такие опасные для человека соединения, как фторводород. Температура нагнетания фреона R134а невысока — примерно на 8-10 °С ниже, чем для R12. Насыщенные пары хладагента характеризуются невысокими значениями давления.
  5. Фреон R404А. Являет собой смесь фреонов, похожую на анизотропную: она способна сохранять высокую стабильность состава по типу R502, даже если произошла утечка или была произведена перезаправка кондиционера. Такие свойства хладагента R404А делают его одним из самых безопасных и стабильных фреонов. Кроме того, фреон R404А оказывает минимальное воздействие на озоновый слой. R404А не подвержен возгоранию при любых температурах. Каждый компонент данного хладагента имеет чистоту 99,9%.
  6. Фреон R32. В сравнении с R410A, этот хладагент на 30% менее вязкий и плотный. Следствие низкой плотности — меньший расход и экономия средств. Сниженное значение вязкости повышает общую эффективность системы на 5%. Отметим, что более низкие показатели плотности и вязкости также положительно влияют на холодопроизводительность оборудования (около 4%). Фреон R32 оказывает минимальное воздействие на окружающую среду: коэффициент потенциала глобального потепления на 65% меньше, чем у R410A.
  7. Фреон R507А. Представляет собой азеотропную смесь, по своим свойствам практически не отличающуюся от однокомпонентной. В отличие от хладагента R404A, компоненты R507А могут быть легко отделены друг от друга. В процессе заправки данный фреон может находиться в состоянии жидкости или газа, что позволяет производить дозаправку кондиционера при обнаружении утечек или после проведения ремонтных работ. Допускается наполнение системы как хладагентом R507А, так и R404A — смесь по-прежнему будет соответствовать спецификациям даже в случае значительной утечки.
  8. Фреон R600А. Изобутан. Ранее его применяли нечасто, поэтому производство велось в небольших количествах. Сегодня R600А активно используется в кондиционерах. В современных условиях снижен объем заправки данного хладагента и, следовательно, уменьшился предел безопасной концентрации. Кроме того, снизилось энергопотребление бытовых холодильных приборов. Приведем пример для более наглядной иллюстрации: современный 130-литровый холодильник содержит не более 25 грамм хладагента R600А, тогда как несколько десятилетий назад в одном агрегате могло циркулировать до 250 грамм изобутана. Таким образом, в современном мире R600А – очень перспективный хладагент. Особенно очевидна его экономическая выгода. Изобутан может производить любой завод, специализирующийся на нефтедобыче. Хладагент R600А, помимо плюсов, имеет также и минусы — например, взрывоопасность. Поэтому нормативные документы накладывают определенные ограничения при работе с ним.

Можно ли включать холодильник без фреона

Холодильник, не заправленный фреоном, вполне может работать какое-то время, но с потерей производительности. Из-за недостатка хладагента будет заметно нарастать температура в камерах, и в конечном итоге она сравнится с температурой окружающей среды. Часто задают вопрос, можно ли использовать агрегат при подозрении утечки фреона? Нет, делать этого категорически нельзя. Нехватка или отсутствие хладона приведет к тому, что компрессор будет работать беспрерывно несколько дней. В конечном итоге мотор сгорит, пользователь окажется перед выбором, купить новый холодильник или согласиться на дорогостоящий ремонт.

Опасен ли фреон для человека

Ядовитость и высокая взрывоопасность хладагентов, используемых в работе холодильных установок – миф. Это вещество безопасно для человека и окружающей среды и содержится оно в контуре в малом количестве. Для работы современного агрегата необходимо от 30 до 100 грамм хладона. Такой массы более чем достаточно для создания необходимого давления, а заправка выше нормы может спровоцировать выход модуля из строя.

С точки зрения взрывоопасности компонент также не опасен. При соблюдении правил эксплуатации взрыв невозможен из-за малой концентрации вещества. Вот баллон с хладоном может быть опасен, и то лишь при условии его расположении вблизи источников открытого огня.

Отравление фреоном

Утечка фреона в бытовом холодильнике не может стать причиной отравления и при своевременном ее обнаружении не наносит вреда самому агрегату.

Фреон опасен только в больших количествах, потому риск отравления газом повышен для людей, работающих на хладокомбинатах, особенно при нарушении системы вентиляции. Последствия такой интоксикации – обратимы, но довольно опасны, потому нужно обращать внимание на следующие симптомы:

  • состояние алкогольного или наркотического опьянения;
  • мушки перед глазами;
  • судороги;
  • аллергические реакции;
  • нервное возбуждение;
  • спутанность сознания;
  • раздражение слизистых;
  • ожог кожных покровов 1 и 2 степени.

Внимание! Тяжесть состояния пострадавшего прямо зависит от числа атомов хлора в конкретном фреоне. В легких случаях появляются головокружения и головные боли, а в тяжелых возможен отек легких, который может вытекать в летальный исход.

Фреон – относится к группе веществ, требующих соблюдения особых правил при работе с ними. Игнорировать такие указания – нельзя, особенно на крупном производстве. Если вещество содержится в больших количествах оно – опасно. При первых подозрениях на интоксикацию стоит обращаться за помощью медиков и проходить лечение.

Вы никогда не задумывались, почему в холодильнике — холодно, и что общего у морозильного шкафа и кондиционера? В этом материале разбираемся, как работает холодильное оборудование.

Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин– в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.

Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента – компрессор и дросселирующее устройство.

Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.

Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.

Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.

Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.

Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.

Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.

Из холода в жар

Чаще всего холодильная машина используется именно для охлаждения — испаритель расположен в охлаждаемом объеме, а конденсатор вынесен в окружающую среду. Так работают кондиционеры, холодильники и морозильники. Но холодильный контур не только поглощает тепло на испарителе, но и выделяет его на конденсаторе. Нельзя ли использовать холодильную машину «наоборот» — для обогрева, расположив конденсатор в обогреваемом помещении, а испаритель вынеся наружу?

Еще как можно. Холодильная машина использует электроэнергию не для непосредственного нагрева (как ТЭН), а для переноса тепла, поэтому эффективность ее выше, чем у обычного электронагревателя. Многие современные кондиционеры могут работать «наоборот», используя теплообменник внутреннего блока как конденсатор, а теплообменник внешнего блока – как испаритель. В таком режиме на 1 кВт потребленной мощности кондиционер может произвести 2–6 кВт тепла. Греть комнату кондиционером может быть значительно выгоднее, чем электрообогревателем!

Однако здесь есть некоторые тонкости — эффективность холодильной машины уменьшается при падении температуры на испарителе и ее росте на конденсаторе. Это связано с тем, что теплообмен между двумя веществами происходит тем быстрее, чем больше разница их температур. А поскольку температура кипения хладагента постоянна, то, чем ниже температура в испарителе, тем медленнее идет теплообмен и тем меньше тепла он вырабатывает при той же потребляемой мощности. И при температуре окружающей среды до -5…-10°С эффективность кондиционера как отопительного прибора становится невысока.

Поэтому использовать кондиционер для отопления дома или квартиры можно, только если температура зимой не падает ниже -5°С.

В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.

Виды компрессоров

Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.

Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.

Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:

  • Несбалансированность однопоршневого компрессора является причиной высокого уровня шума и вибраций при работе.
  • Большое количество движущихся деталей приводит к ускоренному износу и снижению ресурса.
  • Опасность поломки при быстром повторном пуске. Сразу после остановки в цилиндре компрессора наличествует высокое давление. Если в этот момент включить компрессор, создается критическая нагрузка на двигатель, могущая привести к его повреждению.

Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.

Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.

Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.

Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.

Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.

Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.

Сколько фреона в кондиционере?

К сожалению, возможность с абсолютной точностью измерить количество оставшегося хладагента в системе отсутствует. Вместе с тем, всегда можно определить, какие рабочие параметры на данный момент имеет холодильник или кондиционер. Для этого рекомендуем обратиться к специалистам, обладающим специальными знаниями и оборудованием.
Для расчета требуемого количества фреона нужно владеть информацией об определенных технических характеристиках конкретной сплит-системы. Обычно к наружным и внутренним блокам кондиционера прикрепляются таблички, на которых отражена необходимая информация: марка фреона, его «стандартное» количество. Указанного количества обычно хватает на сам кондиционер, плюс 3-10 метров трассы. Однако, за точными значениями необходимо обратиться к технической документации для конкретной модели кондиционера!
В данной таблице показано примерное «стандартное» количество фреона для бытовых сплит-систем разной холодопроизводительности.
Далее необходимо измерить длину трассы. В случае если ее длина превышает стандартную, на каждый дополнительный метр трассы необходимо залить определенное количество хладагента. Конкретные значения можно получить из официальных каталогов, либо узнать у производителя. В среднем на каждый метр добавляют 15-30 г. фреона, однако это будет зависеть от модели бытового кондиционера и её мощности.
Важно учесть и то, что каждая климатическая система имеет конкретные ограничения по максимальной длине трассы и перепаду высот между блоками. В случае несоблюдения этих норм кондиционер или холодильник могут сломаться.

Как часто сплит-система нуждается в дозаправке

В том случае, когда кондиционер был установлен с соблюдением всех правил профессионалом, расходные материалы были должного качества, а соединение трубок — надежным, дозаправка не потребуется в течение долгого времени. В обратном случае хладагент может постепенно испаряться. В таких случаях нужно выяснить причину утечки и устранить неисправности, после чего — дозаправить кондиционер.

Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *