Классификация и свойства хладагентов в системах кондиционирования и вентиляции

image

Фреон – это хладагент, т.е. вещество, которое необходимо для правильной работы кондиционера. На самом деле это даже не один химический состав, а целая их группа, относящаяся к насыщенным алифатическим фторсодержащим углеводородам.

Для того чтобы понять, опасен ли фреон для человека, нужно рассмотреть данный вопрос с нескольких сторон.

Фреон. Что это?

Фреонами называют группу соединений на основе метана и этана, в молекулах которых несколько атомов водорода замещены на фтор, хлор или бром. Эти вещества являются газообразными в обычных условиях и при испарении проявляют сильный охлаждающий эффект.

Впервые фреон был синтезирован в 1928 году лабораторией корпорации Дженерал Моторс и получил название от слова «frigor» (холод). В России такие вещества назывались хладонами.

Читайте также:  Когда и что можно есть после отравления алкоголем?

Сейчас фреоны объединяют группу совершенно разных соединений (не всегда содержащих фтор или хлор), которые используются для различных систем охлаждения: холодильников, кондиционеров, средств пожаротушения и др.

image Фреоны для холодильников

Осложнения и последствия

Фреон в больших количествах оказывает негативное влияние на организм – последствия отравления могут быть необратимыми. В этом случае возникают:

  • печеночная и почечная недостаточность,
  • нарушение работы органов дыхания,
  • отек легких с последующей комой либо летальным исходом,
  • патологии сердца.

Также отравление в случае попадания вещества внутрь приводит к дисфункции органов пищеварительной системы, а при обморожении – к незаживающим язвам.

Возможен ли вытек хладагента из холодильника?

Хладагент находится в герметично запаянных трубках испарителя, изолированно от окружающей среды. Но, все фреоны являются очень летучими газами и могут испарится через самое минимальное отверстие.

Утечка хладагента

Основными причинами утечки фреона могут быть:

  • пробой трубки острым предметом во время очистки льда из камер;
  • неисправности связаны с заводским браком;
  • коррозия металла (чаще наблюдается для промышленных холодильников).

Профилактика

  1. При установке оборудования, содержащего фреон, тщательно контролировать его герметичность.
  2. При тушении пожаров, нахождении в очаге поражения использовать индивидуальные средства защиты (перчатки, защитные очки, респиратор или противогаз).
  3. При работе на производстве, где используются хладагенты, неукоснительно соблюдать требования техники безопасности.

Образование: высшее, 2004 г. (ГОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет»), специальность «Лечебное дело», квалификация «Врач». 2008-2012 гг. – аспирант кафедры клинической фармакологии ГБОУ ВПО «КГМУ», кандидат медицинских наук (2013 г., специальность «фармакология, клиническая фармакология»). 2014-2015 гг. – профессиональная переподготовка, специальность «Менеджмент в образовании», ФГБОУ ВПО «КГУ».

Информация является обобщенной и предоставляется в ознакомительных целях. При первых признаках болезни обратитесь к врачу. Самолечение опасно для здоровья!

У каждого в доме имеется полезный бытовой агрегат, именуемый – холодильником, который хранит наши продукты долгое время. Увы, как и любое устройство, он может ломаться, но в данной статье мы поговорим об утечке «хладагента», газа, при помощи которого происходит охлаждение обеих камер холодильника, и разберемся – фреон в холодильнике опасен или нет, и рассмотрим его вредность для человека.

Как уже было сказано выше, поломки холодильника могут сопровождаться его разгерметизацией и утечкой газа из камеры. Поэтому не в коем не пытайтесь очищать лёд со стенок агрегата острыми предметами, так как это может плохо для вас закончится. Отсюда у людей и возникает вопрос «опасен ли фреон из холодильника?».

Типы фреонов для холодильников

  • R600a – (изобутан) самый распространенный хладагент для современных холодильников. Является бесцветным летучим веществом, которое входит в состав природного газа.

R 600а не представляет опасности для людей и экологии при обычных условиях.

Исключение может составить замкнутое помещение с большим количеством газа, тогда может настать удушье человека из-за отсутствия кислорода. Но такой исход невозможен, поскольку газа в холодильнике всего 100 – 200 гр.

Хладагент R600a

Изобутан создает взрывоопасную смесь с воздухом. Нижний порог пожароопасности 1,3%, а это 31 грамм на 1 м3. Объем самой маленькой кухни площадью около 6 м2 составляет 15 м3. Отсюда следует, что опасность взрыва может настать при заполнении кухни более чем 400 гр. изобутана и полном отсутствии вентиляции. Так как газа не более 200 гр., опасность взрыва отсутствует даже при работающей газовой плите или духовке.

Читайте также:  Польза и действие глицина на здоровье взрослого человека

  • R134a (тетрафторэтан). Одно из первых охлаждающих веществ без хлора. Не имеет цвета и запаха. Считается самым безопасным для экологии, так как не выделяет хлор или бром, которые способны разрушать озоновый шар. Озоноразрушающий потенциал (ODP) равен нулю.

R134а является наиболее безопасным из современных хладагентов для человека. Он не взрывоопасен и не токсичен.

  • R12 – (дифтордихлорметан). Может встречаться только у старых моделей холодильников. Сейчас не используется, так как пагубно влияет на озоновый шар из-за выделения хлора. Бесцветный газ с легким запахом эфира, не возгорается.

Хладагент R12

Хладагент R12 (химическая формула)

R12 не опасен для человека в бытовых условиях.

В промышленных зонах при концентрации более 30% приводит к удушью. При высоких температурах (более 3300С) может разлагаться с выделением хлористого водорода (2 класс опасности), фтористого водорода (1 класс), угарного газа, фосгена и других опасных веществ. Сам же дифторхлорметан относится к 4 классу опасности.

  • R22 – (дифторхлорметан). Хладагент прошлого поколения.

Бесцветный газ, пахнет хлороформом. Менее вреден для экологической обстановки чем R12, поскольку его молекула включает только один атом хлора. Уровень разрушения озонового шара ниже на 20 раз, чем для R12. Относится к 4 классу опасности.

R22(дифторхлорметан) при нормальной температуре не опасен для человека. При нагревании до 250 градусов выделяет токсичные газы.

При соприкосновении с кожей жидкого фреона может произойти обморожение участков. На коже появляются пузыри, как от обычных ожогов.

Все фреоны, которые используются в холодильных установках, при обычных условиях эксплуатации не являются ядовитыми для человека. Потенциальная опасность может создаваться в герметично закрытых помещениях и при наличии очень высоких температур (больше 2000С).

Сами фреоны менее опасны для человека, нежели продукты их распада. В процессе горения любой из этих газов способен разлагаться с выделением вредных веществ. Но достичь процесса воспламенения фреона в бытовых условиях практически невозможно (исключение составляют только чрезвычайные ситуации!).

При высоких концентрациях хладагенты обладают наркотическим эффектом. В результате длительного вдыхания человек может чувствовать сонливость, спутанность сознания, слабость. В редких случаях возможно отравление организма парами продуктов распада.

Симптомы отравления

В случае хронического отравления фреонами и продуктами распада данного вещества симптоматика патологии смазанная и нечеткая. Возможные симптомы отравления фреоном включают в себя:

Острая форма отравления фреоном имеет более выраженные проявления:

  • Первичные нервное и мышечное возбуждение, которое быстро сменяется замедлением реакций, апатией, заторможенностью, угнетенностью сознания,
  • Субъективное чувство опьянения с неустойчивой походкой и снижением координации движений,
  • Головная боль и головокружение,
  • Тошнота, рвота,
  • Гиперемичность и цианостичность кожи, слизистых покровов,
  • Затруднения дыхания, уменьшение его интенсивности, сильный приступообразный кашель,
  • Учащение сердцебиения, резкое снижение артериального давления.

При очень тяжелых формах отравления и отсутствии немедленной терапии в течение 5-10 часов формируется отек легких и существенно повышается вероятность летального исхода.

Фреон – это условное техническое название целой группы производных углеводов (насчитывающих до 20 видов галогеноалканов), используемых преимущественно в качестве хладагентов для ряда технически сложных бытовых и промышленных конструкций. Отравление данной группой веществ в отдельных случаях может нанести серьезный вред организму.

Читайте также:  Через какое время корвалол выводится из организма

Опасен ли фреон для организма человека? Как пахнет фреон из холодильника и насколько он опасен для человека? Каковы симптомы интоксикации? Какую первую помощь можно оказать пострадавшему? Об этом и многом другом вы прочитаете в нашей статье.

Что делать при утечке фреона из холодильника?

Если обнаружена утечка фреона, не стоит рисковать своим здоровьем и работоспособностью холодильника, лучше сразу обратиться к специалистам. Самостоятельно обнаружить место утечки очень сложно, а устранить его тем более.

Заправка фреона

Если Вы обнаружили утечку фреона:

  • отключите холодильник из сети;
  • проветрите помещение;
  • сообщите службе ремонта;
  • достаньте все продукты и очистите холодильник.

Если проблема обнаружена вовремя, возможно удастся избежать дорогого ремонта и обезопасить жителей от вдыхания не нужной химии.

Первая помощь

При подозрении возможного отравления хладагентом, в первую очередь нужно вызвать врача для оказания квалифицированной помощи. После необходимо принять меры для облегчения состояния пострадавшего.

Попадание фреона внутрь

Что потребуется сделать:

  • Произвести промывание кишечного тракта с помощью тёплой воды, слабо разведённого марганца либо слабого раствора хлорида кальция, и вызвать рвоту.
  • Дать пострадавшему солевой слабительный препарат, к примеру, магния сульфат, а после – вазелиновое масло.
  • Обязательно заставить его выпить энтеросорбент типа «Энтеросгеля», «Полисорба», «Полифепана» или «Атоксила».

Интоксикация через дыхательные пути

Первая помощь, если произошло вдыхание:

  1. По возможности устранить опасный источник токсического вещества либо убрать пострадавшего подальше.
  2. Обеспечить стабильный доступ кислорода к больному (открыть окна и двери при нахождении в помещении, убрать стесняющую дыхание одежду).
  3. Хорошо промыть проточной водой глаза (после закапать стерильные вазелиновые капли), слизистую оболочку носоглотки и ротовой полости.
  4. В случае непрекращающегося кашля дать выпить аналогичные кодеину препараты.
  5. Обеспечить больного сладким чаем или кофе.

Контакт с кожным покровом

При попадании на кожу место контакта обязательно промыть водой, обработать рану с помощью дезинфицирующего средства и наложить стерильную повязку.

При появлении волдырей место обморожения немедленно накрывают стерильным материалом до приезда доктора.

Пострадавшему ни в коем случае нельзя давать спать или уходить в бессознательное состояние! Это может привести к смерти за счёт остановки дыхания.

Фреон R134A – представитель современных хладонов, используемых в климатическом и холодильном оборудовании. Его стали применять в связи с введением ограничений на работу различных систем с хладонами, содержащими хлор. Фреон R134A используется как в чистом виде, так и в составе смесей. Он имеет неоспоримые преимущества в сравнении с R12, однако обладает определенными особенностями, влияющими на эксплуатацию.

Содержание

Описание и применение фреона R134A

Все фреоны представляют собой вещества, закипающие при низком давлении, и выпадающие в конденсат при высоком. Эти свойства позволяют успешно использовать хладагенты при создании климатического и холодильного оборудования.

Формула тетрафторэтана

Существуют различные виды хладонов:

  • хлорфторуглеводороды;
  • фторуглероды;
  • хлорфторуглероды;
  • бромфторуглероды;
  • фторуглеводороды.

К последним относится фреон R134A – хладагент, изготовленный без использования хлора. Бесцветный газ имеет химическое наименование – тетрафторэтан.

Чаще всего хладагентом заправляют кондиционеры в автомобилях, промышленные холодильные установки и бытовое климатическое оборудование. Его применяют в процессе создания других марок фреона. Хладагент предназначен для работы в среднетемпературном диапазоне.

Фреон R134A может использоваться в системах, в которых официально применяются другие хладагенты. Это возможно благодаря включению вещества в состав большинства хладонов.

Фреон используют в пневматическом оружии, заправляют в баллоны для пылеочистительных устройств, применяют для охлаждения воды в промышленных масштабах. В жидком состоянии вещество широко используется для охлаждения персональных компьютеров (системы для разгона).

Хладон имеет российский аналог, носящий название R-600A. Несмотря на схожие свойства фреона R134A и R12, их нельзя смешивать. Такие действия могут стать причиной выхода оборудования из строя. Отечественные производители утверждают, что их продукт создавался с учетом эксплуатации российских компрессоров.

Преимущества и недостатки

Хладон не воспламеняется и не обладает токсичностью. Давление насыщенного пара у R134A выше, чем у R12. Это означает, что теплообменник холодильного оборудования будет нагреваться дольше.

Основные преимущества хладона:

  • Надежность использования в любых условиях. При работе с веществом нет необходимости дополнительно создавать исключительные условия безопасности.
  • Постоянство рабочих характеристик.
  • Высокие термодинамические показатели.
  • Нулевой потенциал разрушения озонового слоя.

По результатам испытаний в широком температурном диапазоне было установлено, что хладагент R134A имеет большую степень производительности, чем прогнозировалось. Вещество обладает наилучшими показателями теплопередачи, в сравнении с R12 и R22.

Одним из весомых недостатков фреона является разложение с выделением вредных паров при нагревании выше 250 градусов. Кроме того, он имеет высокий коэффициент парникового эффекта, который в 1300 раз выше, чем у углекислого газа.

Еще один недостаток фреона R134A – высокая гигроскопичность. Когда при ненадлежащем обслуживании проницаемость шлангов увеличивается, повышается риск проникновения влаги в систему. При попадании воздуха и дальнейшем сжатии возможно образование горючей смеси.

Особенности хладагента

Газ R134A лучше применять в средне- и высокотемпературных холодильных агрегатах. По сравнению с аналогами, он лучше справляется с ежегодным повышением температур, что позволяет его использовать в особых герметичных системах охлаждения.

Хладон применяют при модернизации оборудования, работающего при низких температурах.

Другие особенности бесцветного газа:

  • Хладагент нельзя смешивать с традиционными синтетическими и минеральными маслами. Фреон R134A в них не растворяется. Масло не транспортируется по контуру охлаждения, оседая в теплообменниках и препятствуя теплопередаче. Специально для нового хладагента были разработаны полиалкиленгликолевые масла. Они имеют высокую гигроскопичность и низкую диэлектрическую проводимость.
  • При модернизации оборудования необходимо заменить компрессор, иначе холодильная установка будет обладать пониженной холодопроизводительностью.
  • Имеет перспективы использование хладагента в водоохладительных системах с компрессорами центробежного и винтового типа.
  • Хладагент проще заправлять после утечки, в сравнении с популярными аналогами.
  • Молекула R134A имеет меньшие размеры в сравнении с R12, поэтому к герметичности системы, и особенно к местам сочленений предъявляются повышенные требования.

Хладон R134A может использоваться на среднетемпературном оборудовании в России, где запрещен R12. Однако заменить последний можно не во всем. Некоторые агрегаты могут работать при температуре кипения от -15 градусов и выше. В этих ситуациях хладагент R134A обладает меньшей хладопроизводительностью: на 6% ниже, чем у R12. В этих случаях используют компрессор, обладающий увеличенным часовым объемом.

Таким образом, для использования R134A необходимы:

  • гигроскопичные масла;
  • подходящие компрессоры;
  • модернизированные узлы холодильного оборудования.

При тестировании техники с эфирными маслами применялись обычные металлические элементы. При использовании гибких шлангов эластомеры подбираются отдельно. Это условие обеспечивает минимальную проницаемость стенок и наименьшее количество остаточной влаги.

Все системы перед заправкой и заменой масла тщательно обезвоживаются. В холодильный контур устанавливают фильтры осушения, которые должны соответствовать по характеристикам молекулам R134A.

При грамотном подходе к использованию хладагента проблем при работе с ним не возникает.

Фреон R134A: характеристики

В таблице представлены технические данные вещества, которые помогут сравнить хладагент с имеющимися на рынке аналогами.

Наименование показателя Числовое значение, мера измерения
Температура кипения -26,5 градусов
Критическое давление 4,06 МПа
Критическая температура 101,5 градусов
Озоноразрушающий потенциал 0 ODP
Молекулярный вес 102,03 г/моль
Плотность жидкости 126 кг/м3
Плотность газа 5,28 кг м3
Растворимость в воде 0,21 об/об

Благодаря этим показателям фреон R134A применяют в автомобилестроении, промышленности, при создании бытовой холодильной техники.

В состав фреона R134A входят:

  • хладон 134 — 62,9%;
  • хладон 218 – 32,6%;
  • H-бутан – 4,5%.

Тесты на хранение вещества выявили высокую гидролизную устойчивость на алюминии, меди, латуни и нержавеющей стали.

Абсолютное большинство современных кондиционеров воздуха работают за счет изменения фазового состояния хладагента в ходе парокомпрессионного холодильного цикла. Как правило, в современных кондиционерах в качестве хладагентов применяются фреоны (другое название – хладоны) – фторсодержащие углеводородные соединения.

Широкое использование фреонов в кондиционерах привело к тому, что многие считают слова хладагент и фреон – синонимами. Но, строго говоря, это не так: не всякий хладагент – фреон, да и фреоны применяются не только в качестве хладагентов.

Сам термин «фреон» возник как торговая марка компании DuPont. С ним произошла та же история, что и со многими популярными брендами, например, с маркой Xerox, которая де-факто стала названием любых копировальных аппаратов.

Использование фреонов в последние годы связано с различными ограничениями, введенными различными международными соглашениями, например, Монреальским протоколом по веществам, разрушающим озоновый слой. Центр Микроклимата и Автоматизации зданий тесно сотрудничает с организациями, ответственными за контроль над оборотом фреонов, например, с Организацией Объединенных Наций по промышленному развитию (ЮНИДО), являющейся исполнительным агентством Многостороннего фонда по реализации Монреальского протокола, поэтому теме подбора хладагентов для систем кондиционирования в наших курсах уделяется особое внимание.

В этом разделе сайта вы можете ознакомиться с историей фреона, с классификацией хладагентов, с историей Монреальского протокола и с ограничительными мерами в сфере оборота фреонов, действующими в нашей стране.

История фреонов и их применения в кондиционерах

В 1902 году талантливый инженер Уиллис Хэвиленд Кэрриер разработал первый в мире кондиционер, предназначавшийся для осушения воздуха в типографии Бруклина. Ровно сто лет назад, в 1910 году, был придуман первый домашний холодильник. Комнатный кондиционер был изобретен в 1929 году, причем из-за опасности испарений хладагента компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу, то есть фактически это была первая сплит-система. Пионером в этой области стала компания Томаса Эдисона, General Electric, которой удалось выпустить свой продукт раньше конкурентов из Carrier.

В качестве хладагента в первых кондиционерах использовался аммиак. Он широко распространен в природе, даже человеческий организм в состоянии синтезировать это вещество. Однако высокие концентрации аммиака опасны для человека, к тому же он горюч. Поскольку найти квалифицированного монтажника тогда было куда сложнее, чем сейчас, да и инструмент у специалистов того времени был не очень совершенным, утечки аммиака и других популярных тогда хладагентов — диоксида серы и хлористого метила — были нередки, что приводило к несчастным случаям. В итоге люди начали бояться домашних холодильников и выставлять их на улицу. Смельчаков же, решившихся поставить дома кондиционер, в конце 20 х годах вообще почти не было.

Незадолго до начала Великой депрессии компании General Motors и DuPont начали разработку безопасного для человека хладагента. В 1928 году Томас Миджли-младший из Frigidaire, дочерней компании General Motors, синтезировал «чудо-вещество», которое получило название «фреон». Некоторые источники относят изобретение фреона к 1931 году, однако это неверно: уже в 1930 году DuPont и General Motors основали фирму Kinetic Chemical Company, основным профилем которой должно было стать как раз производство фреона. Первый патент на хлорфторуглерод, US#1,886,339, был получен Frigidaire 31 декабря 1928 года, а в 1930 году Томас Миджли провел эффектную презентацию нового вещества: он вдыхал полные легкие фреона и выдыхал газ на свечу. Изобретатель оставался жив, а свеча гасла, что демонстрировало нетоксичность и пожарную безопасность нового хладагента.

Неудивительно, что в 1930-х годах начался холодильный и кондиционерный бум. За один только 1935 год в США удалось продать восемь миллионов бытовых фреоновых холодильников, а самих фреонов к этому времени было уже несколько десятков. Новые безопасные для человека хладагенты стали настоящей находкой для зарождающегося сектора промышленности. О вреде для атмосферы тогда почти никто не думал… Впрочем, более чем за 30 лет до обнаружения проблем с озоновым слоем тот же Томас Миджли предположил, что, влияя на озоновый слой, можно управлять климатом. Судьба самого изобретателя, к сожалению, оказалась трагичной. В 1940 году он тяжело заболел и, чтобы вставать и передвигаться без посторонней помощи, вынужден был создать приспособление из веревок и роликов. В 1944 году он трагически погиб, запутавшись в веревках.

Изобретенному им веществу повезло больше. В течение вот уже почти ста лет различные группы галогеналканов, называемые фреонами, работают почти во всех холодильных контурах по всему миру. Конечно, это уже не фреон-11, который когда-то был придуман талантливым химиком, но у всех этих веществ – общие корни.

О том, как менялись фреоны с течением времени и какие ограничения налагаются сейчас на их использование – читайте далее.

История Монреальского протокола

Негативным воздействием фреонов на атмосферу наука заинтересовалась лишь в 70-х годах прошлого века. Исследования истощения озонового слоя, проводившиеся начиная с 1973 года учеными Марио Молиной и Френком Шервудом Роландом в Университете Калифорнии, позднее (в 1995 г.) принесли этим ученым, а также голландскому химику Полу Крутцену Нобелевскую премию по химии. Эти исследователи открыли чрезвычайно эффективный хлорный цикл разложения озона, а также предположили, что виновниками такого разрушения могут являться применяющиеся повсеместно галогеналканы, в том числе используемые в качестве хладагентов хлорфторуглероды (ХФУ).

Вот вкратце механизм реакции, предложенный учеными:

CFCl 3 + hν → CFCl 2 + Cl Cl + O 3 → ClO + O 2 ClO + O → Cl + O 2 Cl + 2O → Cl + O 2,

где hv — инициатор разложения, в нашем случае коротковолновое ультрафиолетовое излучение, интенсивность которого на высоте озонового слоя куда выше, чем у поверхности Земли.

Эта гипотеза была принята в штыки всеми производителями фреонов. DuPont потратила миллионы долларов на кампанию в прессе. Тогдашний глава компании писал в статье в журнале Chemical Week от 16 июля 1975 года, что теория разрушения озона — это научная фантастика, вздор, не имеющий смысла. Правда, сопротивление промышленников не помешало ЮНЕП (Программе ООН по окружающей среде) принять в 1977 году План действий по озоновому слою — документ, признававший необходимость научного изучения озонового слоя и его влияния на здоровье людей.

Однако за этими заботами прошло еще почти десять лет, в течение которых никто и не думал ограничивать производство фреонов.

Отдельные программы мониторинга верхних слоев атмосферы, проводимые национальными организациями, не всегда отслеживали динамику изменения характеристик озонового слоя по годам. Британская программа, проводившаяся исследовательской станцией Антарктического управления Великобритании в Халли с 1950-х годов, была в начале 1980-х под угрозой закрытия из-за политики правительства Тэтчер. Измерения, проводившиеся в Халли, первоначально имели целью повышение достоверности прогнозов погоды и проверку теорий циркуляции воздуха в атмосфере. В середине 80-х годах экспериментаторы были близки к тому, чтобы признать свою работу безрезультатной. Однако в 1985 году анализ собранной ими информации показал, что самые низкие концентрации озона, наблюдаемые в середине октября, с 1975 по 1984 год снизились на 40%. Постепенно стало ясно, что данный процесс подчиняется определенным закономерностям. В Южном полушарии сентябрь и октябрь — первые весенние месяцы, когда солнце после долгой полярной зимы появляется над горизонтом и впервые за долгие недели просвечивает атмосферу. Солнечные лучи служат причиной множества фотохимических реакций между озоном и хлором попавшего в стратосферу галогенуглерода. Таким образом, гипотеза о хлорном механизме разрушения озона, высказанная более чем десятью годами ранее, получила практическое подтверждение.

— Я думаю, что во многом мы обязаны простой удаче, как в случае со многими другими научными открытиями, — сказал Джонатан Шанклин, который вместе со своими коллегами Джо Фарманом и Брайаном Гардинером из Антарктического управления Великобритании в Кембридже собрал основные полевые данные. — Нашу группу убедил график минимальных значений 11-дневных средних, на котором было четко видно, что весеннее снижение концентрации носило систематический характер. Фарман разработал в общих чертах химическую теорию, объяснявшую результаты наблюдений, увязав спады с увеличением концентрации ХФУ, а Гардинер провел необходимый контроль качества данных.

Данные были получены с поверхности Земли при помощи относительно простых приборов: измерялась разница в длине УФ-излучения — известно, что она зависит от концентрации озона в стратосфере. Результаты исследований оказались пугающими.

Уже тогда ученым было понятно: для того, чтобы из атмосферы исчезли озоноразрушающие вещества, потребуются десятилетия, поскольку процессы их разложения происходят медленно: срок жизни хладагента R12, одного из самых распространенных ХФУ, — около 100 лет. Медлить, ожидая полного и всестороннего подтверждения полученных результатов, было нельзя.

В том же, 1985 году в Вене была созвана международная конференция, участники которой обязались принимать меры по защите озонового слоя. При этом никаких конкретных действий Венская конвенция 1985 года не предусматривала. Год спустя стороны вновь собрались для переговоров по этому вопросу. Канада, США, Норвегия, Финляндия, Австралия и Судан считали, что выход — в замораживании производства и значительных сокращениях применения. Европа была согласна на ограничение производства и не более. Развивающиеся страны не хотели никаких административных мер, так как опасались, что они могут помешать промышленному развитию. Такой же позиции придерживались СССР и Япония. И, разумеется, почти все производители галогенуглеродов были против любых ограничений.

Классификация и номенклатура фреонов

В мире принято обозначать все хладоны буквой R (от английского refrigerant – хладагент) с цифрами, первоначально обозначавшими количество атомов того или иного вещества в молекуле. Международный стандарт ISO № 817-74 (его нормы дублированы в отечественном ГОСТ 29265-91) определяет правила маркировки хладонов так:

  • первая цифра справа – это числа атомов фтора в соединении;
  • вторая цифра справа – это число атомов водорода в соединении плюс единица;
  • третья цифра справа – это число атомов углерода в соединении минус единица (для соединений метанового ряда ноль опускается);
  • число атомов хлора в соединении находят вычитанием суммарного числа атомов фтора и водорода из общего числа атомов, которые могут соединяться с атомами углерода;
  • для циклических производных в начале определяющего номера ставится буква C;
  • в случае, когда на месте хлора находится бром, в конце определяющего номера ставится буква B и цифра, показывающая число атомов брома в молекуле.

Так, например, популярный когда-то R12 имеет два атома фтора, не содержит водорода (1-1 = 0), один атом углерода (0+1 = 1), а поскольку валентность углерода равна 4, и две связи заняты атомами фтора, остается два атома хлора. Таким образом, получаем химическую формулу R12 – CF 2 Cl 2.

По химическому составу и степени воздействия на озоновый слой хладоны классифицируются следующим образом:

Группа Класс соединений Распространенные фреоны, входящие в группу Воздействие на озоновый слой
A Хлорфторуглероды (ХФУ, HFC) R11, R12, R13, R111, R112, R113, R114, R115
Бромфторуглероды R12B1, R12B2, R113B2, R13B2, R13B1, R21B1, R22B1, R114B2
B Гидрохлорфторуглероды (ГХФУ, HCFC) R21, R22, R31, R121, R122, R123, R124, R131, R132, R133, R141, R142, R151, R221, R222, R223, R224, R225, R231, R232, R233
C Гидрофторуглероды (ГФУ, HFC) R23, R32, R41, R125, R134, R143, R152, R161,R227, R236, R245, R254

Однако экологические и химические свойства фреонов – не единственные их характеристики. Важны и их физические свойства: температура кипения, критические температура и давление и другие. Именно эти свойства определяют, подойдет хладагент для решения конкретной задачи или нет. В таблицу ниже сведены некоторые основные свойства популярных хладагентов, включая их «климатические» коэффициенты – озоноразрушающий потенциал (ОРП, ODP) и потенциал глобального потепления (ПГП, GWP). В основном в таблицу включены фреоны группы ГФУ (С), так как группы ХФУ и ГХФУ в скором времени будут выведены из обращения. Т кипения – температура кипения при атмосферном давлении, Т критическая – температура, выше которой жидкая фаза хладагента существовать не может. В столбце «горючесть» NF означает Non flammable, то есть негорючий, LF – low flammable, то есть слабогорючий.

Фреон Химическая формула Tкипения,°C Tкрит,°C ОРП ПГП Горючесть
R12 CF 2 Cl 2 -29.74 112 0,9 8500 NF
R22 CHClF 2 -40,85 96,1 0,055 1700 NF
R123 CHCl 2 CF 3 -27,8 183,7 0,02 90 NF
R134a C 2 H 2 F 4 –26,1 101,0 1430 NF
R125 C 2 HF 5 –48,1 67,7 3200 NF
R404A (R134a+R125+R143a) –47 72,1 3922 NF
R410A (R32+R125) –51 72,5 2088 NF
R407C (R32+R125+R134a) –44 87,3 1824 NF
R245fa C3H 3 F 5 15,1 157,6 930 LF
RE347mcc C 4 H 3 F 7 34,2 ~200 368 LF
R365mfc C 4 H 5 F 5 40.11 ~208 <1500 </td> LF
R32 CH 2 F 2 –51,7 78,1 675 LF (A2L)
R161 C 2 H 5 F –37,1 102,2 12 LF (A2L)
R152a C 2 H 4 F 2 –24,0 113,3 140 LF (A2L)
R1234yf C 3 H 2 F 4 –29,45 95,65 4 LF
R507 (R125+R143a) –47 71 3900 NF
R508A (R23+R116) –86 13 12000 NF
R404a (R125+R143a+R134a) -46.6 72,1 3922 NF
R410a (R32+R125) -51.6 70,2 1890 NF

Публичная оферта

  • Новости

06 Марта 2017Мир Климата — 2017 ->21 Февраля 2017Семинар по восстановлению хладагентов ->16 Февраля 2017Воздушно-тепловые завесы ->09 Февраля 2017Виды фильтров в системах очистки воздуха ->23 Января 2017Заявки в новом году ->Архив новостей

Подписка на новости

Все климатическое оборудование использует в своей работе различные хладагенты, которые могут иметь разные характеристики и подразделяться на несколько видов. Как правило, для этого применяются фреоны – вещества, которые образуются на основе этана СH3-CH3 и метана СН4.

Основные свойства фреонов

imageМетан, используемый в холодильной технике, имеет маркировку R-50, а этан получает марку R-70. Фреоны при этом получаются из этих двух элементов путем замещения атомов водорода на атомы хлора или фтора. Так, фреон с маркировкой R-22 получают из метана, в котором один атом водорода замещается атомом хлора, а два атома водорода – атомами фтора. Такой фреон имеет формулу СНF2Cl и является самым популярным на рынке. От фтора, хлора и водорода напрямую зависят физические характеристики хладагента: чем меньше атомов водорода, тем ниже горючесть фреона и тем выше его стабильность. Такое вещество может долго находиться в атмосфере и не разлагаться, нанося экологии непоправимый вред. Если же во фреоне больше атомов хлора, хладагент становится более токсичным, увеличивая свою озоноразрушающую способность. Последнее качество чрезвычайно опасно, ведь вред, который фреон наносит озоновому слою, может быть очень велик. Он измеряется в величине озоноразрушающего потенциала вещества, и озонобезопасные хладагенты (марки R-134a, R-407C и R-410A) имеют нулевую величину, а вот у озоноразрушающих (марки R-110, R-10) она может достигать 13. За единицу в данном случае принимается озоноразрушающий потенциал вещества под маркировкой R-12, которое в последнее время используется часто. Альтернативой ему является фреон марки R-22, потенциал разрушения озона в котором равен 0,05.При этом производители фреонов стараются их регулярно совершенствовать, и это связано именно с проблемами экологии. Вещества, которые используются в кондиционерах и холодильниках, часто называют виновниками появления озоновых дыр, и хотя это не совсем справедливо, в 1987 году, согласно Монреальскому протоколу, их использование было ограничено. В скором времени производители должны будут также отказаться от использования фреона R-22, на котором сегодня функционирует до 90% климатической техники. Во многих европейских странах кондиционеры, работающие на таком фреоне, уже не продаются – их продажи резко сократились в 2002-2004 гг.

Самые популярные марки

Наилучшими озонобезопасными хладагентами на сегодня считаются фреоны марок R-410A и R-407C. Основные характеристики этих хладагентов таковы:

  •     imageизотропность фреонов (возможность их дозаправки в случае утечки) — R-410A ее имеет, R-407C не имеет (популярный ранее фреон R-22 также имел изотропность);
  •     работа на масле – обе марки работают на полиэфирных маслах (R-22 работал на минеральном);
  •     давление (когда температура конденсации достигает 43 градусов) – у R-410A составляет 26 атмосфер, у R-407C – 18 (R-22 имел показатель давления на уровне 16 атмосфер);
  •     стоимость килограмма — R-410A стоит $32,7, R-407C – $29,4 (R-22 стоил намного дешевле – всего $4,8).

Фреон R-407C: достоинства и недостатки

imageВ состав R-407C входят сразу три фреона – R-134a (его доля составляет 52%), R-125 (25%) и R-32 (23%). Каждый компонент дает хладагенту часть собственных свойств:

  •     высокая производительность – ее дает R-32,
  •     отсутствие возгораемости – за это отвечает R-125,
  •     оптимальный уровень рабочего давления в контуре хладагента – это обеспечивает R-134а.

Фреон R-410A: за или против?

imageВ свою очередь, хладагент R-410A состоит из фреонов марок R-32 и R-125, которые распределены в нем поровну. Такой хладагент считают условно изотропным, и при его утечке смесь почти не изменит свой состав, позволяя легко дозаправить кондиционер. Но с другой стороны, у R-410А есть и недостатки – например, в отличие от прекрасно растворимого в минеральном масле R-22, новое вещество требует использования только синтетических полиэфирных масел, которые быстро поглощают влагу и вследствие этого теряют свои качества. Учитывая это, при транспортировке, хранении или заправке оборудования следует отдельно позаботиться о том, чтобы в него не попадала капельная влага или даже влажный воздух – масло мгновенно впитает всю воду. При этом оно неспособно растворять какие-либо органические соединения или нефтепродукты, которые могут стать потенциальными загрязнителями.  Помимо этого, климатическая техника, работающая на R-410A, имеет ту же производительность, что и кондиционеры, работающие на фреонах других марок, однако стоит значительно дороже. Это обусловлено тем, что ее рабочее давление является более высоким, и при температуре конденсации в пределах 43 градусах, его показатель достигает показателя 26 атмосфер. Это может привести к тому, что детали и узлы холодильного контура и всего кондиционера в целом могут быстро выйти из строя, если не будут прочными и надежными. И в любом случае это может существенно увеличить расход меди, сделав систему еще более дорогой.

Стоит ли покупать озонобезопасные хладагенты?

Безусловно, они имеют ряд достоинств, однако следует учитывать, что стоят они намного дороже обычных фреонов. В целом, килограмм R-410A будет стоить практически в 7 раз дороже килограмма R-22, а R-407С будет немного дешевле, но все же в целом серьезно ударит по бюджету своего обладателя. А если учесть, что при утечке такой фреон полностью нужно будет слить, чтобы перезаправить кондиционер, расходы вырастут еще существеннее. К тому же, при повышении рабочего давления число утечек будет неуклонно увеличиваться, что приведет к постоянным перезаправкам агрегата.Впрочем, это не мешает многим брендам переходить на озонобезопасные фреоны. На них уже работает многое полупромышленное оборудование, и уже в 2002 году на российском рынке появились бытовые сплит-системы, использующие эти хладагенты. И, по всей видимости, они будут только распространяться, ведь уже в 2014 году в силу вступит запрет на использование кондиционеров, работающих на фреоне R-22.  

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий