Фреоны и их воздействие на человека

Во время ходовых испытаний на атомной субмарине
“Нерпа” произошло несанкционированное срабатывание
автоматизированной системы пожаротушения и выброс фреона,
используемого в системе. Жертвами аварии стали 20 человек –
трое военнослужащих и 17 гражданских специалистов.
В 1928 году американский химик корпорации
“Дженерал Моторс” (“General Motors Research”)
Томас Мидглей младший (Thomas Midgley, Jr.) впервые выделил и
синтезировал в своей лаборатории химическое соединение, названное
впоследствии “фреон” (от латинского frigor – холод). Позже была
синтезирована целая группа подобных соединений; для их обозначения
использовалась латинская буква R и цифровой код.

Фреоны (другое их название – хлорфторуглероды)
представляет собой бесцветные газы или жидкости, без запаха, как
правило, хорошо растворимые в органических растворителях, а также
во многих смазочных маслах и практически нерастворимые в воде.
Фреоны – это смесь метана и этана, в которых атомы водорода
замещаются атомами фтора и хлора.

Известно более 40 различных фреонов, большинство из
которых выпускается промышленностью. Среди них существует несколько
типов фреона, отличающихся химическими формулами и физическими
свойствами.

Наиболее распространены следующие соединения:

• трихлорфторметан (t кипения – 23,8°C) – Фреон R-11;
• дифтордихлорметан (t кипения – 29,8°C) – Фреон R-12
• трифторхлорметан (t кипения – 81,5°C) – Фреон R-13;
• тетрафторметан (t кипения – 128°C) – Фреон R-14;
• дифторхлорметан ( t кипения – 40,8°C) – Фреон R-22;
• хлорофторокарбонат (t кипения – 51,4°C) – Фреон R-410A.

Благодаря своим термодинамическим свойствам, фреоны
нашли широкое практическое применение как хладоносители в холодильных
машинах, в кондиционерах, в парфюмерии и медицине для создания
аэрозолей. Все хладагенты, используемые в бытовых приборах, являются
негорючими и безвредными для людей веществами. Помимо использования в
качестве хладоносителей, фреоны применяют в качестве пропелантов, для
тушения пожаров (например, фреон 13В1). В промышленности чаще всего
используются фреоны R-12, R-22, R-134a, R-407C, R-410A.

В 1987 году в соответствии с Программой ООН по окружающей
среде (ЮНЕП) вступил в действие “Монреальский протокол по веществам,
разрушающим озоновый слой”, предусматривающий постепенное сокращение
производства и потребления ряда хлорфторуглеродов. В частности в
соответствии с этим протоколом фреон R-12 (как наиболее способствующий
разрушению озонового слоя) и R-22, а также другие фреоны, разрушающие
озоновый слой, перестали применяться в бытовой технике. Однако они
продолжают применяться при тушении пожаров.

По шкале “вредности” фреонов Хладон 22 (Фреон 22)
относится к веществам 4-го класса опасности. Эти вещества обладают
наркотическим действием, вызывает слабость, переходящую в возбуждение,
спутанность сознания, сонливость, при больших концентрациях – удушье.
При попадании на кожу жидкий фреон может вызвать “обморожение”
(пузыри, некроз).

Фреоны очень инертны в химическом отношении, поэтому они
не горят на воздухе, взрывобезопасны даже при контакте с открытым
пламенем. Однако при нагревании фреонов свыше 250 °C образуются весьма
ядовитые продукты, например фосген СОСl2, который в годы первой мировой
войны использовался как боевое отравляющее вещество.

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

При определении токсической опасности хладонов учитываются
два основных аспекта: токсичность самого хладона и токсичность продуктов
его разложения. Степень разложения хладонов при тушении пожара в
значительной мере зависит от фазы развития пожара и времени подачи
хладона. Использование хладонов при тушении пожаров практически безопасно,
так как огнетушащие концентрации по хладонам 23, 318 и 218 на порядок
меньше смертельных концентраций при длительности воздействия до 4 часов.

Термическому разложению подвергаются примерно 5% массы
хладона, поданного на тушение пожара. Поэтому токсичность среды,
образующейся при тушении пожара хладонами, будет намного ниже
токсичности продуктов пиролиза и разложения.

Токсичность существенно зависит также от степени очистки
фреонов от примесей химических веществ, загрязняющих основное вещество
при производственных процессах, которые представляют наибольшую опасность.
При температурах 180-380°С и выше за счет термоокислительной деструкции
фреонов в окружающую среду выделяются сопутствующие примеси: фтороводород,
тетрафторэтилен, 2-трифторметил, пентафторпропен и пр., которые определяют
картину интоксикации.

По токсикокинетике хладоны аналогичны инертным газам. Лишь
при длительном вдыхании хладоны низких концентраций могут оказывать
неблагоприятное влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную
системы, легкие. При ингаляционном воздействии высоких концентраций
хладонов токсический эффект – кислородное голодание – развивается в
результате вытеснения кислорода. Время безопасного воздействия хладонов
R-125, R-227еа и др. при концентрациях в атмосфере закрытых помещений
9-10.5% составляет 5 минут.

RIAN.RU

Холодильный агент — Википедия

Баллоны с хладагентами: R-134A, R-404A, R-410A, R-507, R-407C.

Холодильный агент (хладагент) — рабочее вещество (может являться жидкостью, газом и даже быть в твердом агрегатном состоянии) холодильной машины, которое при кипении (испарении, плавлении или даже сублимации) отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде за счёт конденсации или иному фазовому переходу (воде, воздуху и т. п.).

Хладагент является частным случаем теплоносителя. Важным отличием является использование теплоносителей в одном и том же агрегатном состоянии, в то время, как хладагенты обычно используют фазовый переход (кипение и конденсацию).

Основными холодильными агентами являются аммиак, фреоны (хладоны), элегаз и некоторые углеводороды. Следует различать хладагенты и криоагенты. У криоагентов нормальная температура кипения ниже, также к хладагентам предъявляются более высокие требования по взаимодействию с маслами компрессоров. В качестве холодильного агента при создании оксиликвита используется кислород.

Принципиальной разницей в использовании холодильных агентов в виде азота, гелия и т. д. является то, что жидкость расходуется и испаряется однократно (как правило, в атмосферу), то есть используется разомкнутый холодильный цикл. В холодильных машинах фреон или любая иная жидкость или газ работает по замкнутому циклу, сжимаясь при помощи компрессора, охлаждаясь в конденсаторе, расширяясь в дросселе или детандере, испаряясь в испарителе.

Обозначение хладагентов в форме R-# было предложено фирмой DuPont. Числа и буквы, стоящие на месте идентификационного номера, определяют молекулярную структуру холодильного агента.

Предельные углеводороды и их галогенные производные обозначаются буквой R с тремя цифрами после неё, то есть в виде R-xyz, где:

• x (сотни) равно числу атомов углерода, уменьшенному на единицу;
• y (десятки) равно числу атомов водорода, увеличенному на единицу;
• z (единицы) равно числу атомов фтора.

Например:

• Хладагент R-134a имеет 2 атома углерода, 2 атома водорода, 4 атома фтора, а суффикс «a» показывает, что изомер — тетрафторэтан.
• Серии R-400, R-500 обозначают смеси хладагентов.
• Изобутан имеет обозначение — хладагент R-600a и имеет 0 атомов фтора, 10 атомов водорода, 4 атома углерода, а суффикс «a» показывает, что это изомер.

Различным неорганическим соединениям присвоена серия 700, а идентификационный номер хладагентов, принадлежащих к этой серии, определяется как сумма числа 700 и молекулярной массы хладагента.

Например, для аммиака, химическая формула которого NH₃, имеем 1×14+3×1+700=717. Таким образом его обозначение — R-717.

Вот неполный перечень холодильных агентов, использовавшихся на протяжении XIX-XX веков:

В 1928 году Томас Мидгли синтезировал дифтордихлорметан CF₂Cl₂, вещество, полученное из метана (СН₄), в молекуле которого четыре атома водорода заменили двумя атомами хлора и двумя атомами фтора. Вещество было названо «фреон-12» (1931 г.).

В 1987 году в мире было произведено 1 млн 300 тыс. тонн разных синтетических хладагентов, полученных замещением атомов водорода атомами хлора, фтора и брома в молекулах предельных углеводородов — метана, этана, пропана и бутана. Эти бесцветные, без запаха, безвредные для человека и химически стабильные вещества позволили достигать температур до −130 ºС. Синтетические хладагенты стали применяться также в качестве пропеллентов, эффективных растворителей, как эффективное средство пожаротушения, для получения пенопластов, полимеров и эластомеров, для ингаляций, в качестве высокоэффективного газового диэлектрика, в качестве тепло- и хладоносителей, флегматизаторов горючих веществ, в лазерах, для синтеза лекарственных веществ, масел, пестицидов, плёнок, средств защиты растений, красителей и т. п.

Молекулы синтетических хладагентов имеют высокую химическую стабильность. Они способны существовать в атмосфере Земли десятки и даже сотни лет. В семидесятых годах прошлого века метеозонды, запущенные в Антарктиде, зафиксировали в стратосфере Земли резкое снижение концентрации озона почти на 30 % («озоновые дыры»), там же обнаружили и молекулы синтетических хладагентов. Согласно одной из гипотез, под действием жесткого ультрафиолетового излучения атомы хлора и брома могут отделяться от молекул хладагентов и, поглощая атомарный кислород, разрушать озоновый слой Земли. В марте 1985 года в Вене по инициативе ООН была принята Конвенция по охране озонового слоя, а в 1987 году в Монреале подписан «Протокол по веществам, разрушающим озоновый слой»^[1]. В приложения к Монреальскому протоколу попали все хладагенты, в молекулах которых присутствовали атомы хлора и брома. Были определены потенциалы разрушения озонового слоя (ОРП) для хладагентов. Для обозначения хладагентов установлены международные стандарты, которые классифицируют хладагенты и обеспечивают их унифицированное наименование. Используются следующие основные стандарты:

• ISO/CD 817:2007 — «Хладагенты — обозначение и классификация безопасности»,
• ANSI/ASHRAE 34-2007 — «Обозначение и классификация безопасности хладагентов»^[2].

1. ↑ Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование» № 3, 2014 100
2. ↑ Цветков О. Б. и другие / Озонобезопасные хладагенты. — Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование». -Статья. — УДК 621.564

что это такое, их применение и виды

Фреоны или хладоны – это особые углеводороды, содержащие фтор, способные как поглощать тепло извне, так и выделять его, что является их главным свойством. Данное вещество получило свою популярность главным образом за счёт этой способности. Фреон может являться как жидкостью, так и газом, в зависимости от внешних условий. Хладоны не имеют цвета или запаха, кроме этого, они обладают практически нулевой растворимостью в воде. Точно не известен год открытия фреона, так как одни источники утверждают, что данное вещество было открыто в 1928-м году, в то время, как другие говорят о 1932 годе. Фреон был синтезирован известным химиком Томасом Мидглеем.

Для чего нужен фреон?

1) За счёт своего свойства забирать тепло при испарении и отдавать при конденсации, фреоны обрели широкое применение в холодильниках, кондиционерах и другом подобном оборудовании как хладагент.

2) Взрыво- и огнеопасность фреона равны нулю, он закрывает доступ кислорода к огню, поэтому это вещество используется при тушении пожаров.

3) Фреон также подходит для изготовления аэрозолей в парфюмерии и медицине, а также как выталкивающий газ в баллончиках.

4) Вещество для вспенивания в производстве пенопласта и подобных ему материалов.

Основные виды фреонов

В настоящее время известно более 40-ка видов этого вещества. Перечислим три из них, которые наиболее часто применяются в холодильной технике.

– В первой половине 20-го века самым популярным фреоном был R22. На этом типе хладагента в те времена работало практически всё оборудование, однако и сейчас им часто заправляют кондиционеры.

– Вторым фреоном, заменившим предыдущий, стал R410. Используется при заправке климатического оборудования. Его особенностью является то, что при утечке более чем на одну треть, необходима полная перезаправка системы.

– Еще один фреон с названием R407 является конгломератом сразу нескольких составляющих, каждая из которых отвечает за определённую функцию/свойство хладагента. Важно также то, что нельзя осуществлять дозаправку оборудования этим видом фреона. Требуется сначала до конца слить старый.

Как правильно заправить фреоном оборудование?

• Перед началом работы, очистите вашу технику от пыли, влаги и воздуха (если заправляете кондиционер), предварительно отключив её от сети.
• Очень важна герметичность всей системы, иначе может случиться утечка хладагента.
• Соберите по инструкции комплекс для заправки фреоном, после чего подсоедините его к устройству.
• Открывая клапан, всегда включайте оборудование в охлаждающий режим.
• Следите за процессом заправки. Лучше всего осуществлять подачу фреона в оборудование порциями, постоянно проверяя, сколько хладагента заправилось; ведь если в систему попадёт слишком много вещества, она впоследствии может плохо работать.
• По завершении процесса, отключите баллон с фреоном от системы, после чего закройте отверстие низкого давления в коллекторе.
• Дождитесь заполнения хладагентом всех трубочек в оборудовании; преждевременное его включение может привести к последующей неправильной работе.
• Когда весь процесс заполнения фреоном закончится, подключите оборудование к сети в целях проверить, хорошо ли прошла заправка. Проследите, не появились ли новые, настораживающие Вас параметры в его работе.
• В процессе последующей эксплуатации, регулярно проверяйте количество хладагента в системе.

В целом, если разобраться в нюансах заправки фреоном оборудования, данную работу вполне можно осуществить самому в домашних условиях. Кроме того, такой вид хладагента, как фреон, обладает высокой степенью пожаробезопасности, в то время, как его токсичность довольно низка (до температуры вещества 250 градусов Цельсия, когда начинают выделяться очень вредные вещества). Однако, несмотря на относительную безопасность для человека, фреон губительно действует на озоновый слой Земли. Главной причиной образования озоновых дыр являются ионы брома и хлора, содержащиеся в хладоне. Именно поэтому, важно следить за герметичностью и не допускать утечки.

Виды фреона для холодильных систем

Фреоны — группа галогеноалканов, фторсодержащих производных насыщенных углеводородов, в частности метала и этана, которые используются в качестве хладагентов в холодильных установках (холодильниках, кондиционерах). Кроме фтора, в молекулах фреонов находятся атомы хлора и брома. Существует более 40 фреонов, которые обычно производятся в промышленных условиях.

Перечислим самые распространенные варианты соединений:

• трихлорфторметан (tкип 23,8 °C) — Фреон R11
• дифтордихлорметан (tкип –29,8 °C) — Фреон R12
• трифторхлорметан (tкип –81,5 °C) — Фреон R13
• тетрафторметан (tкип –128 °C) — Фреон R14
• тетрафторэтан (tкип –26,3 °C) — Фреон R134A
• хлордифторметан (tкип –40,8 °C) — Фреон R22
• изобутан (tкип –11,73 °C) — Фреон-R600A
• хлорофторокарбонат (tкип –51,4 °C) — Фреон R407C, Фреон-R410A

Воздействие фреонов на окружающую среду

Используемые в бытовой технике хладагенты не горят и не вредят людям. Фреоны R-12, R-22 наиболее часто применяют в промышленности. Соединение хладон-22 является веществом 4-го класса опасности. Вызывает в человека сонливость, неясность рассудка, слабость, сменяющуюся возбуждением. Контакт фреона с кожей может привести к обморожению.

Фреоны отличаются химической инертностью. На открытом воздухе не воспламеняются, в пламени не взрываются. При нагревании фреона до температуры выше 250°С образуются очень опасные яды. Фреоны (R407C и R410A) не опасны для людей и окружающей среды, поэтому используются производителями для заправки климатической техники.

Изготовление и активное применение в различных целях хлор- и бромсодержающих фреонов привело к уменьшению озона и возникновению озоновых дыр. Испаряясь и попадая в атмосферу, эти вещества под воздействием ультрафиолета разлагаются на компоненты, которые вступают в реакцию с озоном (галогеновый цикл распада озона). Чтобы уменьшить производство озоноразрушающих фреонов и восстановить озоновый слой Земли, странами ООН был подписан и ратифицирован Монреальский протокол (вступил в силу 1 января 1989 г.).

Из-за вредного воздействия в некоторых странах мира значительно сократили использование озоноразрушающего фреона R22. В частности в Соединенных Штатах и европейских странах в 2010 г. применение этого фреона официально запрещено. В РФ запрещен ввоз импортных холодильных установок, включая кондиционеры промышленного и полупромышленного типа. В качестве заменителя фреона R22 будет использоваться фреон R410A и R407C.

Всего 5 лет назад из России поставляли бытовые кондиционеры, которые работали именно на фреоне R-22. Хладагент имел небольшую стоимость (5$ за 1 кг) и отличался простотой использования. Потом в 2000-2003 годах в европейских странах вступил в силу закон об ограничении применения фреона R-22. Эти меры были обязательными, поскольку было доказано, что некоторые фреоны вредно воздействуют на озоновый слой, вызывая его разрушение. Была разработана специальная шкала для измерения степени вредности хладагентов. За единицу приняли озоноразрушающий потенциал фреона R-13 (он используется в старых холодильниках). Потенциал фреона R-22 равняется 0.05, тогда как потенциал новых фреонов R-407C и R-410A, полностью безопасных для окружающей среды — нулю. Чтобы остаться на европейском рынке, многие современные производители перешли на выпуск кондиционеров, работающих на фреонах 407C и R-410A. Такие изменения повлияли на себестоимость оборудования, что, соответственно, повлекло за собой повышения цен на кондиционеры и в целом на монтаж и обслуживание установок.

Отличия новых фреонов от хладагента R-22:

• более высокое давление конденсации фреонов (до 26 атмосфер против 16 атмосфер фреона R-22). Это значит, что конструкция холодильного контура современного кондиционера должна быть более прочной, на что требуются более качественные и дорогие материалы;
• фреоны представляют собой смесь простых хладагентов. К примеру, фреон R-407C содержит три соединения — R-32, R-134a и R-125. В результате даже небольшая утечка фреона вызывает испарение сначала более легких компонентов, что приводит к изменению состава и свойств хладагента. Из-за этого процесса необходимо выполнять слив всего оставшегося фреона и заново заправлять установку. Исключением является условно изотропный фреон R-410A. Испарение всех его компонентов происходит приблизительно с одинаковой скоростью, поэтому при небольшой утечке возможна дозаправка кондиционера. Поэтому многие предпочитают использовать именно этот фреон.

Дифторхлорметан — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 марта 2017; проверки требуют 6 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 марта 2017; проверки требуют 6 правок.

Дифторхлорметан (также Фреон R-22, Хладагент R-22, Хладон-22)^[2] — фреон, химическая формула CHClF₂. Бесцветный газ со слабым запахом хлороформа, более ядовит, чем R-12, не взрывоопасен и не горюч. По сравнению с R-12, хладагент R-22 хуже растворяется в масле, но легко проникает через неплотности и нейтрален к металлам. При температуре выше 330 °C в присутствии металлов разлагается с выделением токсичных веществ.

Дифторхлорметан широко используется в качестве хладагента, так как его озоноразрушающий потенциал примерно в 20 раз ниже, чем у фреонов R-11 и R-12. Однако, он все же разрушает озоновый слой, поэтому его применение ограничено Монреальским протоколом. В 2020 от него планируется полностью отказаться, заменив безопасными для озона фреонами, такими как тетрафторэтан (R-134A), R-410A (азеотропная смесь дифторметана R-32 и пентафторэтана R-125), R407C или R422D.

Основной метод синтеза — взаимодействие хлороформа с фтороводородом в присутствии пентафторида сурьмы (реакция Свартса):

CHCl3+2HF→CHF2Cl+2HCl{\displaystyle {\mathsf {CHCl_{3}+2HF\rightarrow CHF_{2}Cl+2HCl}}}

Дифторхлорметан в основном используется для получения тетрафторэтилена (идущего для производства политетрафторэтилена)^[3], реакция идет через образование дифторкарбена, образующегося при пиролизе дифторхлорметана:

CHClF2→:CF2+HCl{\displaystyle {\mathsf {CHClF_{2}\rightarrow :CF_{2}+HCl}}}

2:CF2→CF2=CF2+D{\displaystyle {\mathsf {2:CF_{2}\rightarrow CF_{2}=CF_{2}+D}}}

Дифторкарбен также образуется при отщеплении хлороводорода от хлордифторметана действием оснований, при наличие в реакционной среде нуклеофилов дифторкарбен присоединяется к ним in situ с образованием дифторметильных производных:

CHClF2+OH−→:CF2+Cl−+h3O{\displaystyle {\mathsf {CHClF_{2}+OH^{-}\rightarrow :CF_{2}+Cl^{-}+H_{2}O}}}

RSH+:CF2→RS−CHF2{\displaystyle {\mathsf {RSH+:CF_{2}\rightarrow RS-CHF_{2}}}}

Фторуглероды
Фторуглеводороды
Фторхлоруглеводороды
Хлорфторуглероды
Фторбромуглероды, фторбромуглеводороды	Трифторбромметан (R13B1) Дифтордибромметан (R12B2) Дифторбромметан (R22B1) 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан (R114B2) 1,1,1,2-тетрафторбромэтан (R124B1) 1,1,1,2,3,3-гексафтордибромпропан (R216B2) 1,1,2,2,3,3,4,4-октафтордибромбутан (R318B2)
Фториодуглероды

Холодильные агенты (хладагенты): виды, свойства и применение

Что такое холодильные агенты? Это специальные жидкости. Они используются в кондиционерах и холодильниках. Хладагент подвергается фазовым изменениям от жидкости к газу, при поглощении тепла и обратно к жидкости, когда компрессор сжимает газ. Выбор идеального хладагента производится на основе термодинамических свойств. Он должен быть неагрессивным, безопасным, нетоксичным и негорючим.

Краткая история хладагентов

Бельгийский ученый Фредерик Свортс впервые выступил с синтезом ХФУ в конце 1890-х годов. Его открытие произошло после замены хлорида в четыреххлористом углероде футуридом на синтез ХФУ-11 и ХФУ-12. В конце 1920-х годов Томас Мидгли-младший улучшил процесс синтеза и поставил задачу использовать ХФУ в качестве хладагента для замены аммиака, хлорметана и диоксида серы, которые в то время обычно использовались.

Они были вредными, легковоспламеняющимися, а некоторые даже токсичными. Наиболее распространенным хладагентом был ХФУ, называемый фреоном — фирменное наименование Дюпон для холодильника «R-12». По требованиям 30-х годов прошлого столетия эти хладагенты казались идеальными, научно обоснованными и более безопасным, некоррозирующими газами и дешевыми в производстве.

Только в 1970-х годах было установлено, что молекулы хлора полностью разрушают озоновый слой, и их запретили. В 1970-х годах ученые обнаружили, что холодильный агент аммиак мешает проникновению инфракрасных лучей в них, так как они накапливаются в атмосфере и вызывают теплообмен, что приводит к изменению климата, поэтому этот состав был запрещен.

В 1990-х и 2000-х годах ХФУ были заменены на ГХФУ (гидрохлорфторуглеродом), а наиболее распространенным ГХФУ является «Р-22», который имел гораздо менее разрушительные последствия для озона, однако, он все еще оставался опасным. Для решения проблемы разрушения озона ученые придумали HFC, которые не содержали хлор. Однако позже они поняли, что HFC по-прежнему наносит ущерб окружающей среде через парниковые газы.

Современные виды холодильных сред

Европейская комиссия потребовала, чтобы хладагент R134A не использовался для сертифицированных легковых автомобилей, продаваемых в Европейском союзе. Первоначально этот мандат предназначался на 1 января 2011 года. Однако поскольку новый хладагент еще был не доступен широкому рынку, этот срок был продлен до 1 января 2013 года.

Начиная с января 2017 года все вновь зарегистрированные транспортные средства должны были использовать альтернативный хладагент. В 2018 году только 60% новых легковых автомобилей европейского производства используют безопасный хладагент. Транспортные средства, продаваемые за пределами Европейского Союза, продолжают использовать R134A или еще более опасный хладагент.

Основные типы хладагентов:

1. ХФУ – хлорфторуглероды.
2. HCFC – HydroChloroFluoroCarbons.
3. HFC – HydroFluoroCarbons.

Однако все они были или будут заменены в ближайшем будущем из-за воздействия на окружающую среду. В настоящее время хладагент HFO начинает заменять ХФУ, поскольку они имеют гораздо более низкие потенциалы глобального потепления и не разрушают озон, хотя некоторые из них легко воспламеняются. В настоящее время на рынок выходит 4-е поколение хладагентов, которые обладают большими термодинамическими свойствами и являются экологически чистыми.

Выбор альтернативы для R12

Хладагент R12 все еще является широко используемым для холодильных установок. Действительно, очень сложно было подобрать такой, который смог бы заменить этот универсальный хладагент в условиях эксплуатации. Больше всего для этих целей подходит R134A.

Сравнение R134A и R12:

1. Мощность при температуре испарителя -7 °С для обоих хладагентов одинакова, а ниже -7 °C, если R12 заменяется на хладагент r134A, будет значительная потеря охлаждающего эффекта. В таких случаях рекомендуется применять смеси хладагентов вместо замены R134A. Фреон 134 также может использоваться для низкотемпературных ситуаций.
2. Коэффициенты теплопередачи для R134A выше, чем R12. Если они существуют в одной жидкой фазе, коэффициент теплопередачи хладагента R134A выше на 27–37%, а в газовой фазе он выше на 37–45%. Если они существуют в двух фазах, жидкой и газообразной, коэффициент теплопередачи для R134A выше на 28–34% в испарителе и от 35 до 41% в конденсаторе.
3. Эффект охлаждения R134A примерно на 22% больше, чем у R12. Таким образом, массовый расход R134A, требуемый на тонну охлаждения, примерно на 18% меньше R12. Это означает, что для данной мощности холодильной системы требуемое его количество на 18% меньше, чем при использовании R12. То есть во всем оборудовании, где R12 заменяется на фреон 134, количество хладагента, которое должно быть зарядом, меньше R12. Однако удельный объем R134A несколько больше, чем R12, поэтому для того же количества хладагента объем, занимаемый R134A, больше R12.
4. Увеличение охлаждающего эффекта R134A компенсируется увеличением его удельного объема. Таким образом, R134a, заряженный в модифицированных системах, должен быть на 5–10% меньше R12.

Конвертация R12 в R134A

Некоторые ранние установки использовали аммиак в качестве холодильного агента. Однако в большинстве современных автомобилей, построенных до 1995 года, использовался R12. R12 был технологичным и эффективным хладагентом ic2, однако позже было обнаружено, что он является озоноразрушающим газом, и его производство и использование ограничили.

После 1995 года ему на смену пришел R134A, и он до сих пор используется во многих автомобилях. Если в хозяйстве есть старая машина с системой кондиционирования R12 то автолюбители испытывают большие проблемы с пополнением такой системы при утечках или обслуживании. Промышленность наладила выпуск специальных переходников, после чего процесс преобразования системы в R134A стал простым.

Изменения системы охлаждения

Чтобы преобразовать R12 в R134A , необходимо внести лишь несколько небольших изменений в систему. К счастью, компрессор, который используется в старой системе R12, по-прежнему будет работать с хладагентом R134A и будет столь же эффективным. Конденсатор и испаритель — это просто теплообменники, поэтому их также не нужно менять для запуска другого хладагента.

Одним из компонентов, который необходимо изменить, является сушилка. Последним элементом системы, который нужно будет изменить, являются порты давления. R134A использует разные порты для зарядки системы и измерения давления, поэтому старые порты R12 необходимо удалить и заменить или дополнить адаптерами. После приобретения необходимого оборудования следует удалить старый хладагент и масло. При установке нового хладагента ic2 необходимо также добавить масло PAG, совместимое с R134A, для поддержания смазки компрессора.

После преобразования системы с R12 в R134A важно проверить давление в системе в течении нескольких дней, чтобы убедиться, что все работает правильно. Если были замечены какие-либо небольшие утечки в системе, нужно применить Red Angel A / C Stop Leak для герметизации системы.

Хладагенты безопаснее фреона

Общий гидрохлорфторуглеводородный R-22, использующийся в течение десятилетий, не так полезен для окружающей среды, как когда-то считали эксперты. Агентство по охране окружающей среды работало над поэтапным отказом от этого хладагента, и в конце концов полностью его запретило. Отказ от R-22 начался в 2010 году. К 2020 году использование хладагента будет сильно ограничено, а к 2030 году — полностью запрещено.

Самыми экологически чистыми холодильными агентами, которые сейчас доступны на рынке, являются «R-290» и «R-600A». Они представляют собой НС, или углеводороды, а их химические названия — «Пропан» для R-290 и «Изобутан» для R-600A. Они полностью не содержат галогенов, не имеют потенциала истощения озона и являются самыми малоопасными с точки зрения возможности глобального потепления. Они также обладают высокой энергетической эффективностью, но при этом легковоспламеняющиеся, поскольку являются углеводородами. В настоящее время самые «зеленые» виды холодильных агентов — R134A, R-407C, R-410A. Производители, которые выпускают эти хладагенты, утверждают, что вещества абсолютно безопасны.

Баллон с фреоном R134A

С обнаружением разрушающего воздействия хладагентов ХФУ и ГХФУ на озоновый слой эта группа широко использовалась в качестве замены. Хладагент в холодильнике R134A представляет собой гидрофторуглерод (HFC), который имеет нулевой потенциал для истощения озонового слоя и практически не влияет на парниковый эффект.

Хладагент R134A представляет собой химическое соединение тетрафторэтан, состоящее из двух атомов углерода, двух атомов водорода и четырех атомов фтора. Его химическая формула — CF3Ch3F. Молекулярная масса хладагента R134A составляет 133,4, а его температура кипения — 26,1 °C. R134A является негорючим и невзрывоопасным, имеет токсичность в пределах нормы и хорошую химическую стабильность, несколько высокое сродство к влаге.

По общим физическим и термодинамическим свойствам хладагент R134A очень напоминает R12. Поэтому он считается отличной заменой. Свойства холодильных агентов R134 следующие:

1. Температура самовоспламенения — 770 °C.
2. Уровень истощения озонового слоя — 04.
3. Растворимость в воде 0,11 мас.% 25 C.
4. Критическая температура — 122 °C.
5. Цветовой код: светло-синий.
6. Потенциал глобального потепления (GWP)1200.
7. Температура хладагента, точка кипения —26,1 °C.

Термодинамические свойства R-407C

По своим свойствам он соответствуют характеристикам, доступным в R-22. R-407C является обычным заменителем хладагента для тех, кто хочет модернизировать оборудование R-22. Смесь гидрофторуглеродов включает пентафторэтан, дифторметан и 1,1,1,2-тетрафторэтан. Широко распространенный альтернативный хладагент популярен в упакованных кондиционерах и бесщеточных системах разделения, а также в системах легкого кондиционирования воздуха и прямого расширения, имеющихся в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. R-407C также работает в холодильных системах средней температуры и во многих новых приборах.

Новое оборудование, использующее азот в качестве удерживающего заряда, лучше всего работает с R-407C из-за использования эфирного масла полиола. В то время как наиболее распространено применение новых приборов и холодильных систем, R-407C может быть модернизирован в некоторых системах R-22, если в процедуру входит замена масла. Эта альтернатива фреону считается безопасной для окружающей среды из-за ее потенциала разрушения озонового слоя, равного нулю.

Потенциал истощения озонового слоя R-404A

В этом хладагенте он равен 0, так же как R-407C и R-134A. Он часто используется для холодильных систем, для которых требуется температура от -45 °C до 15 °C. Это наиболее полезно в коммерческих и промышленных отраслях транспорта из-за его широкого диапазона рабочих температур. Он очень похож на R-22 и предлагает более улучшенные характеристики. Поскольку R-404A не имеет быстрой реакции на воздух или воду, он считается безопасным для многих целей. Он также негорючий, бесцветный и без запаха.

Однако, как и в случае с любым хладагентом, пользователи должны всегда принимать соответствующие меры предосторожности, чтобы защитить себя. Прямой контакт с R-404A все еще может вызвать обморожение, а чрезмерное воздействие на него огня или высокой температуры может привести к разрыву резервуара. R-404A довольно распространен и доступен для покупки в магазинах, которые специализируются на предоставлении продуктов для отопления и охлаждения.

Смесь двух гидрофторуглеродных хладагентов, дифторметана и пентафторэтана, представляет собой неозоноразрушающий хладагент, который обеспечивает лучшую энергетическую эффективность, чем R-22 и R-407C, и не использует хлор в своем составе. Он считается более подходящим как замена R-22 из-за его более высокого давления и холодопроизводительности.

Характеристика R-410A

Если пользователи решают приобрести устройства, которые используют R-410A, процесс, как правило, довольно прост. Фактически многие компании, производящие кондиционеры и холодильное оборудование, изготавливают блоки специально для использования с R-410A. Хотя он наиболее популярен в коммерческих холодильных установках, кондиционерах и холодильниках, важно отметить, что эта альтернатива фреону не будет работать в блоках A / CR-22.

Характеристика холодильных агентов R-410A, говорит о том, что они имеют более высокое давление, поэтому требуется другой манометр коллектора, чем тот, который обычно используется с R-22. Хладагент должен заряжаться в жидкой форме и только в коротких очередях. R-410A продается под несколькими торговыми марками: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 и Puron. Его довольно легко купить в Интернете и в специализированных магазинах.

Кондиционирование транспортных средств

Директива ЕС 2006 года требует, чтобы все новые автомобили, продаваемые в ЕС, были оснащены хладагентами с низким потенциалом глобального потепления (GWP). Предел установлен на значение GWP 150, которое в настоящее время может обеспечить YF. Преимуществом его является свойство самоутилизации — он полностью разлагается в атмосфере примерно через одиннадцать дней.

Несмотря на то, что HFO1234yf был принят в качестве нового хладагента, у Германии появились сомнения. Daimler и некоторые другие немецкие производители и также надзорные ведомства считают, что YF опасен из-за высокой воспламеняемости. В ответ Германия утвердила некоторые автомобили Daimler для продолжения работы на R134A, что противоречит директиве ЕС.

Европейская комиссия даже угрожала судебными исками против Германии за то, что она не смогла полностью реализовать новые правила выбросов для хладагентов. GM и Toyota публично заявили о своей поддержке YF и заявили, что считают это вещество безопасным.

Стоимость новых систем

Дополнительная стоимость нового хладагента YF находится в диапазоне EUR30–50. Системы YF менее эффективны, и для этого требуется дополнительное использование внутреннего теплообменника.

Поскольку стоимость производственного процесса для YF выше, чем R134A, предполагается «зеленый тариф» на этот товар в течение многих лет, особенно начиная с 2018 года, когда все вновь зарегистрированные транспортные средства в Европейском Союзе должны будут использовать хладагент, отличный от R134A.

Повышение цен с 1 февраля 2018 года:

1. R452a + 20%.
2. R410a + 20%.
3. R448a + 15%.
4. R449a + 15%.

Модернизация системы R-22

Замена R22 на R134A — довольно простой процесс. Прежде всего, полный R22 следует удалить из системы. Затем необходимо удалить все смазочное масло из системы (максимальное количество масла, оставшегося внутри системы, составляет 5% от общего количества, присутствующего в ней). Минеральное масло следует заменить синтетическим на основе сложного эфира. Осушитель и масляный фильтр также должны быть заменены.

Количество R134A, требуемое в системе, составляет от 90 до 95% R22. Этикетки следует размещать в системах, которые были модернизированы с помощью R134A, описывающих новый хладагент и смазочное масло. Несмотря на легкий процесс, его важно выполнить тщательно. Остатки R-22 в системе могут привести к перекрестному загрязнению. Оно для R-22 и R-134A может сделать систему охлаждения автомобиля менее надежной и повысить давление головки компрессора до опасных уровней, что приведет к полному сбою системы. Кроме того, R-134A требует специальной масляной смеси — полиарилена.

В 1987 году был объявлен Монреальский протокол, который является международным договором во многих странах, призванным помочь в борьбе с поврежденным слоем О-зоны. Одна из его инициатив заключалась в поэтапном отказе от ХФУ во всем мире. В 1994 году США прекратили использование R-12 в автомобильной промышленности. R-12 был заменен альтернативой HFC R-134a. В 2010 году в соответствии с Монреальским протоколом США объявили о прекращении использования R-22 в будущих приложениях. Все новые машины будут ориентированы на HFC R-410A, который не содержит хлора.

Хладон — это… Что такое Хладон?

Фрео́ны — галогеноалканы, фторсодержащие производные насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана), используемые как хладагенты в холодильных машинах (например, в кондиционерах). Кроме атомов фтора, в молекулах фреонов содержатся обычно атомы хлора, реже — брома. Известно более 40 различных фреонов; большинство из них выпускается промышленностью.

Свойства

Физические свойства

Фреоны — бесцветные газы или жидкости, без запаха. Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях, очень плохо — в воде и полярных растворителях.

Химические свойства

Фреоны очень инертны в химическом отношении, поэтому они не горят на воздухе, взрывобезопасны даже при контакте с открытым пламенем. Однако при нагревании фреонов свыше 250 град. Цельсия образуются весьма ядовитые продукты, например фосген COCl₂, который в годы первой мировой войны использовался как боевое отравляющее вещество.

Устойчивы к действию кислот и щелочей.

Виды фреонов

Наиболее распространены следующие соединения:

• трихлорфторметан (t_кип 23,8 °C) — Фреон R 11, Фреон-11, Хладон-11
• дифтордихлорметан (t_кип — 29,8 °C) — Фреон R 12, Фреон-12, Хладон-12
• трифторхлорметан (t_кип — 81,5 °C) — Фреон R 13, Фреон-13, Хладон-13
• тетрафторметан (t_кип — 128 °C) — Фреон R 14, Фреон-14, Хладон-14
• хлордифторметан (t_кип — 40,8 °C) — Фреон R 22, Фреон-22, Хладон-22
• хлорофторокарбонат (t_кип — 51,4 °C) — Фреон R407С, Фреон-R410A, Хладон-R410A

История названия

в 1928 году американскому химику корпорации «Дженерал Моторс» («General Motors Research») Томасу Мидглей младшему (Thomas Midgley, Jr. 1889—1944 гг.) удалось выделить и синтезировать в своей лаборатории химическое соединение, получившее впоследствии название «Фреон». Через некоторое время «Химическая Кинетическая Компания» («Kinetic Chemical Company»), которая занималась промышленным производством нового газа — Фреон-12, ввела обозначение хладагента буквой R (Refrigerant — охладитель, хладагент). Такое наименование получило широкое распространение и со временем полное название хладагентов стало записываться в составном варианте — торговая марка производителя и общепринятое обозначение хладагента. Например: торговая марка GENETRON®AZ-20 соответствует хладагенту R-410a, который состоит из хладагентов R-32 (50 %) и R-125 (50 %). Существует так же торговая марка с таким же названием, как и у химического соединения — FREON® (Фреон), основным правообладателем которой является американская компания «ДюПон» («фреон называть произвольные хладагенты.

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).^[1]

Сноски и источники

1. ↑ Со ссылкой на «ХЛАДОН 22 (ФРЕОН 22, ДИФТОРХЛОРМЕТАН, R-22, HCFC 22) ГОСТ 8502-93 „Требования безопасности“»

Применение

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.