Информация по хладагентам

Покупатели бытовых конди­ционеров и крупных систем кон­диционирования все чаще зада­ют вопросы: «Насколько вреден фреон, используемый в системе? Разрешено ли его применение?»

В настоящее время хладагент R12 признан одним из самых вред­ных фреонов. До недавнего време­ни он широко использовался в до­машних холодильниках. Токсич­ность фреонов при прямом воздействии на человека незначи­тельна и нормируется величиной предельно допустимой концент­рации (ПДК), которая составляет ЗООмг/м³ для R12; 3000 мг/м³ для R22 и большинства других фрео­нов. Чем же вреден тогда R12?

Как показали научные иссле­дования, R12, попадая в верхние слои атмосферы, способствует разрушению озонового слоя Земли. Это приводит к повы­шенному проникновению ульт­рафиолетовой радиации к по­верхности Земли, оказывающей разрушительное воздействие на организм человека.

Именно поэтому мировое со­общество обеспокоено этой экологической проблемой, име­ющей глобальное значение. Действительно, фреон R12, вы­пущенный в атмосферу в Рос­сии, может увеличить поток уль­трафиолета в Америке.

В соответствии с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) в 1987 г. вступил в дей­ствие «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоно­

вый слой» во исполнение Венской конвенции об охране озонового слоя 1985 г., предусматривающий постепенное сокращение произ­водства и потребления ряда хлор­фторуглеродов.

Сегодня 90% кондиционеров используют хладагент R22.

В качестве хладагентов, заме­няющих R22, предлагаются R134a,R407c и HR410A,

В России регулированием ввоза продукции, содержащей озоноразрушающие вещества, за­нимается Центральный аппарат Роскомэкологии России.

Озоноразрушающая актив­ность хладагентов оценивается величиной озоноразрушающего потенциала, который может при­нимать значения от 0 (для озоно-безопасных хладагентов) до 13 (для озоноразрушающих).

Так озоноразрушающий по­тенциал R12 равен 1,0; R22 — 0,05; R134a — 0; R407c — 0.

Значит ли это, что проблема создания новых хладагентов ре­шена и они отвечают всем предъявляемым требованиям.

К сожалению, идеального хла­дагента пока не существует, и если R134а не разрушает озоно­вый слой, что очень хорошо, то его термодинамические свойства далеки от совершенства.

Хладагент, являющийся ра­бочим телом кондиционера, выбирается разработчиками систем кондиционирования с учетом большого числа факто­ров: высокой эффективности работы оборудования, низкой стоимости, пожаробезопасности и токсичности. Требования к хо­лодильным агентам постоянно пополняются и конкретизируют­ся самой жизнью.

Основными факторами, опре­деляющими выбор хладагента, бе­зусловно, являются его термоди­намические и теплофизические характеристики. Они влияют на эффективность, эксплуатацион­ные показатели и конструктивные характеристики кон­диционеров. Широ­кое применение в хо­лодильной технике нашли фторхлоруг-леродные хладагенты (фреоны), обладаю­щие требуемыми тер­модинамическими и теплофизическими качествами.

Свойства хлада­гентов зависят от структуры молеку­лы вещества, при­сутствия соотноше­ния молекул фтора,

хлора и водорода в его составе (рис.1).

Вещества с высоким содержа­нием молекул водорода являются горючими и при их применении пожароопасными.

Вещества с малым содержани­ем фтора обладают токсичностью и их применение ограничено са­нитарными нормами.

Вещества с малым содержани­ем водорода долго «живут» в ат­мосфере, не разлагаясь на части, поглощаются биосферой Земли и являются экологически неже­лательными.

На рис.1 указаны как «запрет­ные» области по факторам горю­чести, токсичности и стабильно­сти веществ в атмосфере, так и область допустимого состава для использования в качестве альтер­нативных хладагентов. На диаграмме для группы метана (рис.2) мы видим, что холод-ные агенты R11иR12 лежат в области экологически неблагоприятныххладагентов. Широко применяемый сейчас хладагент R22 хотя и лежит в об­ласти допустимой для примене­ния, но все же содержит в своем составе атом хлора и поэтому яв­ляется «озоноопасным». «Озоноо-пасность» R22 составляет всего У/о от «озоноопасности» хладагента R12, что нашло отражение в Мон­реальском протоколе в сроках ре­ализации сокращения выпуска R22 и ограничения его производ­ства с 2005 года.

На диаграмме веществ группы этана (рис.3) интерес представ­ляют хладагенты R134a и R125. R134a предложен как альтерна­тива традиционному хладагенту R12, широко используемому в хо­лодильной технике и, в частно­сти, в чиллерных системах.

Для применения в кондицио­нерах хладагент R134a недоста­точно привлекателен по своим термодинамическим характе­ристикам. Для модификации его свойств к хладагенту R134a до­бавляют хладагенты R32 и R125. Присутствие в смеси каждого хладагента обеспечивает прида­ние необходимых свойств сме­си и выполняет определенную функцию.

R32 (23%) способствует увели­чению производительности.

R125 (25%) исключает горю­честь смеси.

R134a (52%) определяет ра­бочее давление в контуре хлада­гента.

Смесь хладагентов такого со­става получила марку R407C. По­добно хладагенту R22, R407C об­ладает малой токсичностью, химически стабилен и не горюч. 

Если произошла утечка хлада­гента, то к негативному влиянию нехватки хладагента на работу кондиционера добавляется и от­рицательное влияние изменения ее состава. Оставшийся в системе хладагент имеет отличный от оп­тимального состав и его нельзя использовать для работы без до­работки. Поэтому при ремонте необходимо слить оставшийся хладагент полностью и заправить систему новой смесью оптималь­ного состава.

Основная разница в характе­ристиках прежнего хладагента CHF^Cl (R22) и нового R407C зак­лючается в величине давлений при рабочих температурах и типе масел, совместимых с дан­ным хладагентом.

Рабочее давление в системе, заправленной хладагентом R407C, несколько выше, чем в случае хладагента R22 (таб. 1).

Традиционно используемое с хладагентом R22 минеральное масло не пригодно в сочетании с R407C. Новый хладагент плохо смешивается с минеральным маслом, в особенности, при низ­ких температурах и образует с ним расслаивающуюся двухфаз­ную смесь. Это приводит к не­удовлетворительной смазке ком­прессора из-за периодического попадания в зону смазки жидкого хладагента вместо масла, что приводит к быстрому износу тру­щихся частей компрессора. Кро­ме того, плохо растворимое в хладагенте масло, имеющее при низких температурах высокую вязкость, забивает капиллярные трубки и нарушает нормальную циркуляцию хладагента.

Чтобы обойти эти трудности, хладагент R407C применяется в сочетании с эфирным маслом, растворимым в данном хладаген­те. Один из недостатков такого синтетического масла — высокое поглощение им влаги. Хранение, транспортировка, процесс зап­равки маслом должны исключать возможность попадания в масло не только капельной влаги, но и продолжительный контакт с влажным воздухом, из которого масло активно поглощает влагу. Необходимы также специальные меры по предотвращению попа­дания влаги в систему как в про­цессе производства кондиционе­ра, так и при его установке на месте использования.

Таблица 1