Аналоги и замены r22 фреона, их состав и свойства

Общее описание R22

R22 это хладагент среднего давления, такой как аммиак, но его преимущество заключается в меньшем соотношении давлений. Так могут достигаться двухступенчатого температуры от –60°C до –75°C. Поршневой компрессор (также ротационный и особенно винтовой компрессор) используются обычно для R22, причем значительный процент составляют герметики. При низких температурах, т.е. больших рабочих объемах, используются также турбокомпрессоры. R22 это возможный переходный хладагент в качестве заменяемого хладагента для фреонов R12 и R502 при применении при низких температурах и в смесях для всего диапазона применения R12. При этом следует учесть, что объемная холодопроизводительность по сравнению с R12 больше примерно на 60%.

R22 является известным и широко исследованным хладагентов. В настоящее время он является наиболее часто используемым хладагентом, спектр его применения очень широкий: обычный диапазон температуры испарения –40°C до – 5°C для применения в буфетах и шкафах-морозилках, морозильных ларях, кондиционерах, холодильных камерах, камерах холода в научных целях, как транспортировочного холода, торгового холода (особенно в супермаркетах), промышленного холода, а также и в тепловых насосах.

R22 не горючий и в токсикологическом отношении безопасен (ПДК 500 объемн. ppm, ориентировочное предельное значение для ЕС 1000 объемн. ppm). Показатель ODP (распределенная обработка в открытой системе) по сравнению с R12 сокращен на 94.5%. Из-за остаточного показателя ODP в 5.5% R22 можно характеризовать как “опасный для окружающей среды ”.

В условиях холодильных машин R22 термически и химически устойчив. Совместимость с металлами сравнима с R12. Обычными конструкционными материалами являются: медь, латунь, монель-металл, никель, чугун, сталь и алюминий. От магния, свинца, цинка и сплавов алюминия с содержанием магния более 2 % массы следует отказаться.

По сравнению с пластмассами и эластомерами R22 более агрессивен, чем R12 и ведет нередко к усиленному разбуханию. Хлорпренкаучук (CR), хлорсульфонированный полиэтилен (CSM) и политетрафторэтилен (PTFE) могут использоваться, а акрилнитрил-бутадиенкаучук (NBR) и фторосодержащие каучуки (FKM-типы) использовать нельзя.

R22 и минеральные масла при более высоких температурах полностью смешиваются, но при более низких лишь ограниченно. Широкий концентрационный предел совместимости при установках с низкими температурами р может привести к трудностям при возврате масла из испарителя. Поэтому для таких случаев рекомендуется эффективный маслоотделитель или использование полусинтетических масел.

R-453a

На момент написания статьи хладагент R453a – лучшая замена хладону R22. У него самый низкий потенциал глобального потепления (GWP = 1765) и наибольший COP (4,27). Хладагент хорошо зарекомендовал себя при рабочих температурах фреона R22. По холодопроизводительности уступает ему на 2,9%.

Сравнение COP лучших аналогов R22.

R453a совместим со всеми типами компрессорных масел: минеральными, алкилбензольными, полиолефинами. Хладагент не горючий и низкотоксичный, имеет класс безопасности A1 по ASHRAE. Используется в системах кондиционирования, чиллерах, низко- и среднетемпературных холодильных установках.

Энтальпия хладагента

Происходящий в холодильной машине цикл охлаждения удобно изображать графически. На диаграмме показано соотношение давления и теплосодержания (энтальпии) хладагента.

Энтальпия — это функция состояния, приращение которой при процессе с постоянным давлением равно теплоте, полученной системой.

На диаграмме показана кривая насыщения хладагента.

• Левая ветвь кривой соответствует насыщенной жидкости
• Правая часть соответствует насыщенному пару.
• В критической точке ветви кривой соединяются, и вещество может находиться и в жидком, и в газообразном состоянии.
• Внутри кривой — зона, соответствующая смеси пара и жидкости.
• Слева от кривой (в области меньшей энтальпии) — переохлажденная жидкость.
• Справа от кривой (в области большей энтальпии) — перегретый пар.

Теоретический цикл охлаждения несколько отличается от реального. В действительности происходят потери давления на разных этапах перекачки хладагента, снижающие эффективность охлаждения. Это не учитывается в идеальном цикле

Связь рабочего давления и температурных условий

Неисправности кондиционера автомобиля. 7 основных неисправностей автомобильного кондиционера

Таким образом, если внешние температурные условия будут несколько повышены, то пропорционально будет увеличено и рабочее давление. Так, к примеру, если рассматривать хладагент 410, то в данном случае в условиях увеличение температурного показателя в пределах помещения либо за его границами на пять градусов, повысится и рабочее давление фреона в системе кондиционирования. Значение будет увеличено на 0,5 бар. Другая же зависимость наблюдается для такой разновидности фреона, как R22, но здесь она различается в зависимости от уличной температуры, или данного показателя в пределах помещения. Для того чтобы получить уточнённые цифры, следует обратиться к специализированным таблицам, там всё должно быть указано.

Применение

Фреон R407C по техническим характеристикам близок к хладагенту R22. Замена им устаревшего состава не требует внесения существенных модификаций в действующую холодильную систему. При переходе на гидрофторуглеродную смесь заменяют эластомеры, предохранительные клапаны, адсорбирующие элементы фильтров, масло. Зеотропная смесь характеризуется низким коэффициентом теплопередачи. Эта разница не заметна в установках с пластинчатыми теплообменниками.

Сфера применения:

• бытовые и коммерческие кондиционеры;
• промышленное холодильное оборудование;
• тепловые насосы;
• холодильники;
• автомобили с функцией охлаждения груза;
• холодильные склады;
• ледяные катки.

Что такое фреон R-404а

Фреоны (хладоны) — это вещества, не имеющее цвета и запаха. Они бывают в форме газа или жидкости. Отличительной чертой фреонов является то, что они плохо растворяются в воде, но легко поддаются воздействию различных органических растворителей. Большинство фреонов не воспламеняются, хотя есть и исключения, например, фреон R600А. Кроме того, эти вещества могут похвастаться тем, что не устойчивы к окислителям и кислотам.

Фреон R404 (404A) — это фреон, который был получен искусственным путём для того, чтобы стать аналогом R22 и R502. По задумке, R404 должен был не только вобрать в себя лучшие качества обоих фреонов, но и иметь ряд преимуществ по некоторым критериям.

Если обратиться к истории фреона 404А, то выяснится, что он относительно молод и появился на свет в 1994 г. Широкий спрос он получил не сразу. Сначала фреон 404А использовался только в специально разработанном под него оборудовании, в основном, это крупные холодильные устройства, предназначенные для коммерческих нужд.

Постепенно фреон 404А стал использоваться на различных оптовых базах, в магазинах, рефрижераторах, в витринах, со временем заработав нынешнюю популярность.

Разумеется, такой спрос на фреон 404А возник не на пустом месте. Ему способствовали те преимущества, которыми обладает данный хладон.

Примечательно, что хотя фреон 404А не является горючим веществом, в его составе такое имеется — R143А. Но даже, чтобы фреон загорелся R143А, потребуются определённые условия температуры и давления. Тем не менее, специалисты рекомендуют не искушать судьбу и соблюдать элементарные меры безопасности при работе с фреоном 404А

Что это за предосторожности? Не следует смешивать фреон 404А с воздухом

Важно избегать высоких давлений и температур

При работе с фреоном 404А следует учитывать, что он хорошо растворяется в эфирных маслах, но практически не смешивается с минеральными, причём, что примечательно, так происходит при самых разных температурах.

На сегодняшний день фреон 404А продолжает отвоёвывать свою нишу среди холодильного оборудования и всё увереннее вытесняет своего предшественника — фреон R502

Важно учесть ,что при замене старого хладона на фреон 404А, требуется поменять и масло

Область I — подача жидкого фреона.

Область I условно лежит на 2 бара выше линии конденсации фреона. Именно эти условия на всасывании зачастую требуют производители насосов высокого давления.

В этой области могут работать как жидкостные насосы, так и дожимные компрессоры и насос-компрессоры Haskel.

Наиболее эффективна работа жидкостых насосов, так как фреон в процессе перекачки насосом не претерпевает фазовых переходов а находится строго в жидкой фазе — в противном случае насос качать не будет.

Дожимные компрессоры и насос-компрессоры на цикле всасывания стремятся перевести жидкость в газовую фазу, на цикле нагнетания — переводят обратно в жидкую фазу. В результате компрессоры подают мультифазную среду, что значительно снижает эффективность.

Фреон R410A (пример чиллера: Aytek Novatech)

Ещё один хладагент, призванный заменить вредный для верхних слоёв атмосферы дифторхлорметан.

Так же, как и предыдущий, он состоит их нескольких компонентов – R32 и R125 в равных количествах.

И аналогично ему имеет набор достоинств и недостатков.

Преимущества 410А:

— более низкая температура кипения при нормальных условиях

— выше теплота парообразования

— возможность частичной дозаправки при утечке

Но наряду с положительными свойствами хладон обладает и рядом отрицательных.

Недостатки 410А:

— Большее, чем у R22 давление

— Высокая стоимость

— Необходимость заправки объёмов синтетическим маслом

Выбрав чиллер, работающий на хладагенте 410А можно получить более низкие температуры и большую холодопроизводительность при равных характеристиках компрессора.

В случае появления негерметичности в нет необходимости выпускать всю массу рабочего тела подобно 407-му и производить дорогостоящую заправку заново. Можно просто добавить потерянный объём, несмотря на двухкомпонентность.

Синтетическое масло, требуемое для работы чиллеров, обладает высокой гигроскопичностью, поэтому при заправке следует соблюдать меры предосторожности. В противном случае влага, попавшая внутрь, может замерзнуть и привести к необходимости выпуска фреоны и новой герметизации и осушения системы

Большое рабочее давление делает невозможной работы на 410 хладагенте хладоагрегатов, спроектированных для 22-го.

Дозаправка или заправка

Логичный вариант восстановления работоспособности кондиционера при утечке хладагента из контура – восстановление его количества в системе или дозаправка.

Однако в случае с климатической техникой такая логика работает не всегда:

• Дозаправка возможна только в случае, когда сплит-система работает с однокомпонентным фреоном (содержит в составе только 1 вещество). К таким относятся, например, R22 и R32.
• Для многокомпонентных фреонов дозаправка недопустима. Связано это с тем, что разные компоненты в составе хладагента имеют различные свойства, поэтому при утечках расходуются также неодинаково. Дозаправка вызывает дополнительный перекос в соотношении составляющих смеси, что моет значительно повлиять на характеристики и даже работоспособность оборудования. Большинство используемых- сегодня фреонов, в том числе, наиболее популярный R410A относится к многокомпонентным. Для них вместо дозаправки должна проводится полная заправка системы.

Мнение эксперта
Старостин Константин Адреевич
Специалист по монтажу и обслуживанию кондиционеров

Некоторые многокомпонентные фреоны представляют собой санизотропные смеси – составы, в которых компоненты близки по свойствам. Это позволяет им сохранять стабильность состава, что означает допустимость дозаправки. Тип хладагента указывается в технической документации на кондиционер, его свойства можно найти в справочниках.

Как определить недостаток фреона

Разумеется, прежде чем заниматься вопросами дозаправки каждому владельцу не помешает знать, как определить тот факт, что хладагента в устройстве не хватает и требуется либо его полная замена, либо дозаправка. О нехватке фреона говорят следующие факторы:

• сплит-система стала гораздо менее эффективно справляться с охлаждением воздуха в помещении;
• кондиционер вообще перестал охлаждать воздух;
• в местах подсоединения медных трубок на наружном блоке появился лед или иней, напоминающий «шубу» в старых советских холодильниках.

Перед заправкой следует учитывать и тот факт, что определять давление на охлаждающей сплит системе необходимо от вида заправленного в нее фреона. Сегодня существует несколько марок этого хладагента.

Например, если в кондиционер заправлен 22 фреон, а уличная температура варьируется в пределах 25-30 градусов, то давление должно соответствовать показателю в 4,5бар. Если температурный показатель составляет ниже 15 градусов, то давление будет составлять 3,5 бар.

Если в сплит-систему заправлен фреон 420. то при температурном диапазоне от 25 до 30 градусов, показатель давления будет равен 6,5 бар. А при 15 градусных температурных показателях величина давления буде равна 5 бар.

Специалисты, производящие сервисное обслуживание кондиционеров, знают все нюансы и тонкости, а вот если вы решите самостоятельно определить объем хладагента и выполнить дозаправку, то эти нюансы обязательно следует принять к сведению.

Аналоги и заменители хладона R12

В холодильном оборудовании, работающем на фреоне R12, используется только минеральный растворитель. Хлор растворяется только в таком виде масла. Заменитель будет содержать либо в небольшом количестве хлор, либо должны применяться горючие газы, которые также можно растворить в минеральном веществе. Здесь нужно решить, что важнее:

• безопасность;
• практичность и хорошо работающее устройство.

Если в холодильник заливают, к примеру, пропан вместо R12, то он работает. Но присутствие более 1 кг такого вещества делает прибор взрывным устройством. При некоторых условиях он способен воспламеняться:

• неправильно смешанные вещества;
• заливка большего количества, чем положено;
• нагревание и расширение объема смеси.

Такая перспектива не радует, поэтому нужно искать дальше. Хлорсодержащий R22 не подходит, так как давление у него выше. Выход нашли и не один. В R22 начали добавлять различные вещества, снижающие давление газа и не мешающие ему растворяться. Все аналоги фреона R12 отличаются добавками к R22.

Вот некоторые из них:

1. R21 применяется только в России. Температура кипения у него выше: +8,7 градуса. При эксплуатации со временем может произойти остановка компрессора и повреждение клапана.
2. R142B – недорогая добавка. Для разного оборудования подбирают оптимальное соотношение R22 и R142B. Если соединительных узлов больше, тогда 22 будет испаряться быстрее и в процентном соотношении его должно быть больше. Если потенциальных мест протечки меньше, тогда процентное соотношение веществ будет другим – R22 потребуется меньше. Для заправки в кондиционер такой смеси нужно не более 80 % от количества R12.
3. R406A – оптимальное соотношение цены и качества, а также хорошей работы оборудования на такой смеси. Вещества под кодом 22 и 142B смешиваются в пропорциях 55 % и 41 % соответственно.
4. R401 и 409 – самые дорогие, но хорошие заменители. Их стоимость сопоставима с самим хладоном R12. Переплачивать за экологию пока нет смысла – контролирующие органы в России не ходят по квартирам и не проверяют, какой хладагент циркулирует в системе.

Фреон R22: характеристики физические

Заправка кондиционера фреоном r22

При длительной эксплуатации кондиционера или в случае утечки хладагента оборудование теряет мощность. Признаки недостаточного объема фреона:

• слабый обдув холодным воздухом;
• появление инея на теплообменнике внутреннего блока;
• неровная работа компрессора;
• обмерзание жидкостного порта;
• аварийное отключение.

В такой ситуации необходима дозаправка фреоном R22 охлаждающей системы. Для выполнения процедуры требуется вакуумный насос, манометр, электронные весы, коммуникационные трубки. Оборудование должно быть предназначено для работы с маркой хладона 22.

Подготовительные мероприятия:

1. Проверка герметичности системы путем нагнетания высокого давления. Специальной пенящейся жидкостью смазывают места соединений блоков с трубопроводом и паяные участки. Если выявлена утечка, ее устраняют до начала дозаправки.
2. Удаление воздуха из устройства с помощью вакуума. К газовому штуцеру прикручивают манометр и шланг насоса. Вакуумный агрегат включают на 10-20 минут для полного удаления воздуха и влаги. Насос отключают при показателе давления -1 Бар. В некоторых случая процедуру заменяют продувкой системы газом — азотом или фреоном.

Заправка выполняется с контролем давления или веса. В первом случае к переходнику между газовым баллоном и кондиционером подключается манометр. Допустимое давление хладона указывается в инструкции и характеристиках климатической техники. Газ частями подается в систему, периодически сравниваются показания манометра и рекомендованные данные.

Полную заправку сплит-системы осуществляют, контролируя вес фреона. При взвешивании баллона на электронных весах определяют количество газа, перешедшего в оборудование. Предварительно емкость переворачивают дном вверх. В рекомендациях по дозаправке указано, сколько хладагента приходится на 1 м трассы. По окончанию процедуры закрываются вентили на сервисных портах. Оборудование снимается и устанавливаются заглушки. Выполняется тестирование работоспособности сплит-системы.

Основные преимущества и недостатки

Современный хладагент R-410A относится к группе специфических гидрофторуглеродов. Его состав рассматривается всемирными организациями как озонобезопасный. Касательно минимального температурного скольжения — этот параметр приравнивается к 0,15 К, благодаря чему он входит в категорию однокомпонентных хладонов. Широкий спектр применения фреона R-410A обусловлен тем, что он обладает множественными преимуществами:

• Если из-за поломки газ вышел из сосуда, то его можно легко восполнить без потери качества самого хладагента.
• Перед производителями открываются более широкие горизонты в сфере уменьшения энергопотребления техники.
• Нет необходимости устанавливать мощный, дорогостоящий компрессор, так как теплообменник обладает высоким уровнем удельной холодопроизводительности.
• Существенно возросла эффективность работы систем, так как фреон R-410A обладает низкой вязкостью и хорошей теплопроводностью.

Отрицательных сторон не так уж и много, но все они должны быть учтены не только опытными мастерами, но и обычными пользователями, которые используют бытовую технику с фреоном. К основным недостаткам относятся следующие:

• Из-за разности давления по отношению к нагнетанию и всасыванию фреона уровень КПД компрессора может быть снижен.
• Профессионалы отмечают быстрый износ подшипников, который обусловлен высоким рабочим давлением в системе.
• Использование фреона влияет на то, что корпус бытовой техники должен обладать повышенной герметичностью. Итоговая толщина стенок медных труб рабочей магистрали должна быть больше, нежели для привычного хладагента R22. Минимальный показатель должен находиться в пределах 0,9 мм. Стоит отметить, что большой процент содержания меди ведёт к существенному удорожанию эксплуатируемой системы.
• В кондиционерах используется высококачественное полиэфирное масло, которое стоит гораздо дороже, нежели минеральное.
• Этот вид хладагента является несовместимым с элементами климатического оборудования. Правило касается тех деталей, которые изготовлены из эластомеров и чувствительных к пентафторэтану, дифторметану материалов.

Область I — подача жидкого фреона.

Область I условно лежит на 2 бара выше линии конденсации фреона. Именно эти условия на всасывании зачастую требуют производители насосов высокого давления.

В этой области могут работать как жидкостные насосы, так и дожимные компрессоры и насос-компрессоры Haskel.

Наиболее эффективна работа жидкостых насосов, так как фреон в процессе перекачки насосом не претерпевает фазовых переходов а находится строго в жидкой фазе — в противном случае насос качать не будет.

Дожимные компрессоры и насос-компрессоры на цикле всасывания стремятся перевести жидкость в газовую фазу, на цикле нагнетания — переводят обратно в жидкую фазу. В результате компрессоры подают мультифазную среду, что значительно снижает эффективность.

Фреон R22 (запрещен к использованию)

22-й — производный метана СН4. В нём два атома водорода заменены фтором и один — хлором. Химическое наименование – дифторхлорметан. Теплофизические параметры — близкие с пропаном. Теплота испарения 1 кг 22-го хладона приблизительно вдвое ниже, чем у пропана, но и плотность пара вдвое выше. Так, что при небольшой перенастройке системы получается паритет.

Он не горюч, не ядовит, не способен поддерживать дыхание. Тяжелее воздуха, поэтому при больших объёмах утечки может заполнить помещение компрессорной и вызвать удушье из-за недостаточного количества кислорода. Опасность ликвидируется простым проветриванием.

Недостаток у нашего хладона заключается в наличии в составе Cl. Он, как оказалось, способствует разрушению озонового слоя в атмосфере Земли. В связи с вновь открывшимся обстоятельством эксплуатация хлорсодержащих хладагентов была запрещена или ограничена. Так 22-й фреон должен быть полностью исключён состава рабочих тел холодильников, чиллеров после 2020 года.

В связи с этими запретами пришлось разрабатывать новые хладагенты, не содержащие хлора и не оказывающие разрушительного воздействия на окружающую среду. Но наряду с очередными разработками необходимо было учитывать огромный парк действующего оборудования. Поэтому, ещё одним требованием, предъявляемым к новым хладонам, была возможность использования в существующих холодильных агрегатах.

Подобрать адекватную однокомпонентную замену 22 фреону не удалось. Решение возникшей задачи было найдено с применением смеси хладагентов.

Что такое фреон R22

Дифторхлорметан или хладагент R22 до недавнего времени использовался как рабочее тело в 90% кондиционеров. Благодаря физическим характеристикам он является отличным холодильным агентом. Внутри систем фреон изменяет свое агрегатное состояние, отбирая тепло и вырабатывая холод. Для выполнения функций хладагента вещество должно иметь низкую температуру кипения, а также возникающее при этом давление конденсации и объем пара. Фреон R22 соответствует требованиям, его температура кипения -40,8°C, а давление 4,986 МПа.

Хладагент может заправляться в бытовые и промышленные климатические установки. Он совместим с минеральными и алкилбензольными маслами. Фреон R22 отличается небольшим содержанием хлора, его потенциал разрушения озона ODP=0,05, глобального потепления GWP = 1700. Вещество является переходным хладагентом, заменяющим R12 во всех сферах применения. Его производительность по холоду выше на 60%.

Хладагент подходит для систем охлаждения с низкими температурами, имеющих компрессоры поршневого и винтового типа:

• бытовые, промышленные и автомобильные кондиционеры;
• холодильные установки, с том числе автомобильные и морские;
• криогенное оборудование.

Дифторхлорметан используется как низкотемпературный пропиллент в аэрозольных баллонах, преобразователь пенопластов и компонент получения фтормономеров. Хладон R22 применяется в холодильных машинах I и II ступени для получения температуры -40° и -60°C соответственно. Является компонентом смеси холодильных агентов.

Распространенный вариант реализации газа — металлический баллон с вентилем и предохранительным клапаном.

Воздействие на озоновый слой

Влияние хладона на слой озона в 20 раз меньше, применяемых ранее фреонов R11 и R12. Газ относится к группе хлорфторуглеводороды (HCFC). Хладагенты оказывают вредное воздействие на озоновый слой, усиливают парниковый эффект. После использования в климатическом оборудовании, аэрозолях, холодильниках они попадают в атмосферу. Под действием солнечного ультрафиолета разлагаются. Свободные компоненты фреонов вступают в реакцию с озоном, провоцируя его распад. По Монреальскому протоколу ООН производство и использование хладонов HCFC сокращается и постепенно прекращается. Китай не присоединился к мировому соглашению, холодильная техника и кондиционеры, изготовленные в стране, работают на фреоне R22.

Преимущества хладагента:

• Фреон R22 стабилен, нетоксичен и взрывобезопасен.
• Низкая температура нагнетания при сжатии в компрессоре предотвращает перегревание механизма.
• У хладагента отличные теплофизические и термодинамические характеристики.
• Химическая инертность к большинству конструкционных материалов (медь, латунь, никель, сталь).
• Хладон 22 предлагается по доступной стоимости, дешевле аналога R407c.
• В составе один компонент, что упрощает дозаправку кондиционеров в случае утечки.
• Отсутствие температурного глайда не изменяет состав вещества в жидкой и газовой фазе.

Похожие записи:

Утепление канализационных труб Шпаклевка потолка своими руками: пошаговая инструкция Самоизлив скважины: что это такое, причины, способы борьбы с самоизливом и варианты обустройства такой скважины Ватты, киловатты, киловатты в час Бетонные столбы для забора. изготовление столбов из бетона своими руками Как построить русскую баню своими руками