Хладагенты, их свойства и аналоги | Поставщик химической продукции

Хладагенты (фреоны): аналоги, замена, их свойства и СОР

Холодильные агенты (хладагенты) — рабочие вещества, применяемые в холодильных и кондиционерных системах для передачи тепла и охлаждения. При кипении хладагенты отнимают теплоту от охлаждаемого объекта и передают ее охлаждающей среде по фазовому переходу после сжатия.

Основными хладагентами являются аммиак, элегаз, фреоны (хладоны) и некоторые углеводороды. Температура их кипения различается. Она определяется по специальным техническим таблицам. При заправке конкретного холодильного устройства необходимо учитывать тип фреона. При необходимости рабочее вещество можно заменять хладагентом-аналогом, максимально приближенным по свойствам: температуре, давлению, удельной объемной холодопроизводительности и холодильному коэффициенту. Кроме того, ученые активно разрабатывают аналоги для популярных фреонов, уже не соответствующих нормам экобезопасности.

Требования к хладагентам

На данный момент к хладагентам предъявляются следующие требования:

экологические (негорючесть, нетоксичность и безопасность для озонового слоя и с точки зрения изменения климата);
эксплуатационные (химическая совместимость с холодильными маслами и материалами, с которыми им предстоит контактировать, термическая и химическая стабильность, достаточная взаимная растворимость с маслом с целью обеспечения его циркуляции, негорючесть, взрывобезопасность и т. д.);
термодинамические (низкая температура кипения при давлении, равном атмосферному, значительная объемная холодопроизводительность, небольшое давление конденсации, отличная теплопроводность, небольшие вязкость и плотность);
экономические (низкие цены и т. д.).

СОР хладагентов

СОР — коэффициент трансформации (от англ. COP Coefficient Of Performance). Его также называют коэффициентом преобразования теплоты или коэффициентом эффективности. СОР определяется отношением теплопроизводительности к потребляемой мощности:

COP = Qк / N, где Qк – теплопроизводительность конденсатора, а N – потребляемая мощность. Оба показателя измеряются в кВт, поэтому COP является безразмерной величиной.

Чем он выше, тем меньше электроэнергии требуется тепловому насосу для выполнения обогрева.

Некоторые наиболее распространенные фреоны и их свойства

1. Фреон-22 (R-22). Это бесцветный газ без запаха. Он не горюч, но может поддерживать горение. Массовое использование R-22 было прекращено, так как он вреден для окружающей среды. На данный момент разработан монохладон, способного его заменить в действующих холодильных установках. Для замены могут использоваться многокомпонентные смесевые фреоны R404a, R407c, R410a, R507a, R417 и т. п.).

2. Фреон-134а (R-134а). Представляет собой бесцветный газ без запаха. Не является горючим, нетоксичен и не раздражает глаза и кожу. Не наносит урона озоновому слою. Был разработан для замены фреона R12.

3. Аммиак (NH3). Обладает резким запахом, токсичен и взрывоопасен. Имеет чрезвычайно высокое значение теплоты парообразования и сравнительно малый массовый расход циркулирующего вещества. Широко используется в Европе в качестве хладагента, так как его потенциальный вред для климата и озоноразрушающий потенциал практически равны нулю.

4. Пропан (C3H8). Бесцветный газ с добавленным легким запахом, горючий и взрывоопасный при высоких концентрациях. Считается естественной заменой хладагентов класса R22.

Фреон R404A

Фреон R404a — газообразное вещество, обеспечивающее работу кондиционеров и применяемое для охлаждения или нагрева теплообменника. Он состоит из следующих компонентов:

Р-125 (44%);
Р-143а (52%);
Р-134а (4%).

Фреон R404a был искусственно синтезирован для замены хладагента R502. На протяжении многих лет его широко использовали в различных видах промышленного холодильного оборудования.

Он отличается следующими свойствами:

незначительными эксплуатационными расходами;
низкой температурой разрядки, что способствует увеличению ресурса компрессора;
легкостью дозаправки контура в случае утечки хладона;
хорошей пожаробезопасностью;
устойчивостью против кислоты.

Температура критической точки Фреон R404A составляет 72,1°C.

Давление насыщенного пара при температуре 25°C — 5,95 бар.

Косвенный потенциал разрушения озонового слоя ODP равен 0,034, что считается достаточно низким.

Потенциал глобального потепления (ПГП), указывающий на уровень вредности вещества для климата, равен 3922 и считается высоким.

Восстановленный или регенерированный хладагент R404a можно применять до конца 2030 года. В связи с этим пришлось искать альтернативу этому веществу, которое было признано несоответствующим современным стандартам экологической безопасности, которые становятся все более строгими.

Разработкой хладагентов, являющихся аналогами R404a, занимались корпорации-гиганты Honeywell и Chemours.

Аналоги фреона R404A

В качестве аналогов фреона R404A на данный момент предлагаются ряд негорючих и медленно горючих холодильных агентов. В таблице они представлены с показателями СОР и относительной холодопроизводительности.

	Фреон	COP, %	Относительная холодопроизводительность, %
Негорючие аналоги (А1)	R404A	100	100
	R407H	107	102
	R448A	104,7	103
	R449A	104,9	102
	R452A	100,9	101
Медленно горючие аналоги (A2L)	R454A	103,7	106
	R454C	105,3	90
	R455A	106,8	100

Как выполняется заправка

Для заправки системы кондиционирования фреоном необходимы:

манометр;
баллон с фреоном;
весы;
вакуумный насос.

Порядок действий следующий:

отключить охладитель от электросети и определить количество фреона, необходимое для заправки;
«продуть» трубки, используя азот, чтобы удалить из системы примеси и убедиться в ее герметичности;
завернуть трехходовой клапан;
присоединить к штуцеру манометрический коллектор;
определить уровень давления;
открыть трехходовой клапан и присоединить к коллектору баллон с хладагентом.
перекачать хладагент в систему.