Что такое фреон, состав, свойства и таблица технических характеристик

Виды фреона для систем кондиционирования

Около полувека, основным хладагентом в бытовых системах кондиционирования воздуха был фреон 22. Приблизительно с середины 80-х годов прошлого века, на его использование начались серьезные гонения, так как якобы хлор, который является составляющей этого газа, оказывает влияние на озоновый слой, защищающий нашу планету от жесткого ультрафиолета. Этот вброс хоть и не был на 100% доказан, но эта информация повлекла за собой разработку новых и более безопасных хладагентов: фреонов R410 и R407.

Новые виды не смогли полностью вытеснить R22 с рынка климатической техники, благодаря простоте обслуживания и некоторым физическим свойствам этого газа. Сегодня в бытовых сплит-системах чаще всего используются: R22; R410 и R407.

Фреон R22 чаще всего можно встретить в системах кондиционирования, применяющихся в быту, производстве и транспортировке скоропортящихся грузов. Так как этот на этом типе хладагента работала практически вся холодильная техника, выпущенная до конца прошлого века, заправка кондиционеров этим газом наиболее востребована.

Фреон R410 – это бесцветный газ, который является полноценной заменой предшественнику. Сейчас он используется в новой климатической технике, независимо от ее назначения. Одной из особенностей этого заза является то, что при утечке его из кондиционера, более чем 35% требуется полная перезаправка техники.

Фреон R407 – это не что иное, как смесь нескольких газов, каждый их которых отвечает за определенные физические свойства хладагента. Чаще всего применяется в мультизональных или полупромышленных сплит-системах. Этим типом газа нельзя дозаправлять климатическую технику: при утечках его необходимо полностью слить и только после этого производить процедуру заправки.

Какие фреоны используют в холодильниках

В бытовых и коммерческих холодильниках в разные времена использовались свои хладагенты. Вот полный список:

• R-717 (Аммиак);
• Диоксид серы;
• R-40 (Хлорметан);
• R-12 (Дифтордихлорметан);
• R-134a (1,1,1,2-Тетрафторэтан);
• R-600a (Изобутан);
• R-290 (Пропан).

В некоторых холодильниках можно встретить более редкие газы. Они являются кустарной заменой традиционным. Иногда мастера используют их с небольшой модернизацией системы. Чаше всего встречаются хладагенты:

• R-22 (Дифторхлорметан);
• R-502;
• R-406.

Запрещенный R-12

По характеристикам фреон R12 – один из наиболее эффективных хладагентов. Он применялся в автомобильных кондиционерах на западе. Также использовался почти во всех советских холодильниках, таких как:

• Днепр;
• Минск;
• ЗиС и ЗиЛ;
• Смоленск;
• Бирюса;
• И во многих других.

У этого хладагента высокий потенциал разрушения озонового слоя. Поэтому его использование было регламентировано Монреальским протоколом по веществам, разрушающим озоновый слой от 1987 года.

Согласно протоколу, производство хладагента запрещено в развитых странах с 1996 года, в развивающихся с 2010. Его разрешено использовать только как средство пожаротушения в подводных лодках и авиации.

R-134a

Хладагент R-134a был разработан как альтернатива запрещенному R-12. У него не такие хорошие характеристики, в частности холодопроизводительность.  Для его работы требуется не минеральное, а более дорогое, синтетическое масло.

R134-a не горюч, не токсичен. Его потенциал разрушения озонового слоя ODP равен 0. Потенциал глобального потепления GWP составляет 1430. Это в 5,65 раз меньше, чем у фреона R12. Сферы применения хладагента R134a:

• Автомобильные кондиционеры;
• Холодильники;
• Среднетемпературные морозильные камеры;
• Растворитель в органической химии;
• Вспениватель пластиков;
• Наполнитель для аэрозолей.

R-600a, изобутан

Этот хладагент использовался с начала 20 века в холодильниках и морозильных камерах. Но после появления R12 он был забыт на долгие годы. Повторно его начали использовать с 1993 года. По своим характеристикам он аналогичен хладагенту R134a. Но имеет ряд отличий. Ранее мы рассматривали тему, какой хладагент лучше, R134a или R600a.

У хладагента R600a потенциал разрушения озонового слоя ODP равен 0. Потенциал глобального потепления GWP менее 0,001. При этом он работает с минеральными маслами. Единственный недостаток – относительно высокая горючесть.

Интересный факт

В некоторых странах запрещено использовать изобутан для заправки холодильников, например, в США. Все выпускаемая там холодильная и морозильная техника работает на R-134a или R-290. Запрет лоббируют производители этих хладагентов, чтобы захватить рынки сбыта.

R-290

Под маркировкой фреона R290 скрывается обычный пропан. С недавних пор его начали рассматривать как альтернативу традиционным хладагентам. Характеристики хладагента R290 позволяют использовать его в бытовых и коммерческих холодильных установках.

Потенциал разрушения озонового слоя ODP у хладагента R290 – 0. Потенциал глобального потепления GWP – 3. Он используется с полиолэфирными синтетическими маслами. По своим характеристикам и химической активности схож с R600a.

В 1994 году начался выпуск бытовых холодильников на хладоне R290 или его смеси с R600a. В Германии было выпущено более 1000 штук. С тех пор их активно выпускают следующие страны:

• Аргентина;
• Бразилия;
• Индия;
• Китай;
• Турция;
• Чили.

R-1234yf (2,3,3,3-тетрафторэтан)

Этот хладагент пришел на смену R134a и является его модификацией. Химическое отличие в расположении атомов. У обоих фреонов озоноразрушающий потенциал слоя ODP равен 0. Потенциал глобального потепления GWP у хладагента R1234yf равен 4. Это в 350 раз меньше, чем у R134a.

R1234yf используют для заправки кондиционеров в автомобилях новых марок. Со временем R134a уйдет с рынка согласно Киотскому протоколу. Есть большая вероятность, что R-1234-yf будут использовать в холодильниках и морозильных камерах.

По американскому законодательству газ изобутан (R-600a) запрещено использовать в холодильниках. Причина – его горючесть. Поэтому, когда R134-a запретят, альтернатив будет немного. К тому же, оба хладагента взаимозаменяемые.

Фреон R-410 (характеристики):

• Более устойчив к низким температурам. Это значит, что сплит-системы, заправленные этим типом хладона работают в режиме обогрева при минусовой температуре на улице до -15°C.
• Бесцветный состав, не имеющий запаха. Плотность выше, чем у R-22.
• Имеет высокую холодопроизводительность.
• Температура кипения фреона R-410 составляет -51,5 °C (при атмосферном давлении 100-105 кПа). Но в системе этот показатель изменяется от 50°C до -70°C (так как давление в системе может быть разным).
• Требует использования полиэфирных масел (стоят дороже, чем минеральные).
• Экологически безвредный.
• Состоит из двух хладагентов 125 и 32.
• 410 фреон рабочее давление имеет примерно 26 атм.

Если планируется использование сплит-системы в режиме обогрева, следует выбирать устройство с хладагентом R-410.

Вред фреона и его влияние на озоновый слой

Хладагенты, которые используются в бытовой технике, являются негорючими и безвредными для людей.

Фреоны R-12, R-22 чаще всего используется в промышленности. Хладон-22 относится к веществам 4-го класса опасности, по шкале «вредности». При значительной концентрации эти фреоны  вызывают у человека сонливость, спутанность сознания, слабость переходящую в возбуждение. Может вызвать обморожение при попадании на кожу в жидкой фазе.

Новые фреоны (R134A, R-404, R407C, R507C,  R410A и др.) безопасны для человека и окружающей среды, поэтому все ведущие производители климатической техники используют именно эти марки фреона.

Причиной уменьшения озона в стратосфере и образование озоновых дыр является производство и применение хлор- и бромсодержащих фреонов. Попадая после использования в атмосферу, они разлагаются под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. Высвободившиеся компоненты активно взаимодействуют с озоном в так называемом галогеновом цикле распада атмосферного озона.

В связи с пагубным влиянием озоноразрушающего фреона R22, его использование в США и в Европе  год от года сокращается, где с 2010 года официально запрещено применять этот фреон. В России также запрещен импорт холодильного оборудования, в том числе кондиционеров промышленного и полу-промышленного класса. На замену фреону R22 должен прийти фреон R410A, а также R407C.

Подписание и ратификация странами ООН Монреальского протокола привело к уменьшению производства озоноразрушающих фреонов и способствует восстановлению озонового слоя Земли.

Для измерения «вредности» фреонов была введена шкала, в которой за единицу был принят озоноразрушающий потенциал фреона R-13, на котором работает большинство старых холодильников. Потенциал фреона R-22 равен 0.05, а новых озонобезопасных фреонов R-407C и R-410A — нулю. Поэтому к настоящему времени большинство производителей, ориентированных на европейский рынок были вынуждены перейти на выпуск кондиционеров, использующих озонобезопасные фреоны 407C и R-410A.  Для потребителей такой переход означал повышение как стоимости оборудования, так и расценок на монтажные и сервисные работы. Это было вызвано тем, что новые фреоны по своим свойствам отличаются от привычного R-22.  Новые фреоны имеют более высокое давление конденсации — до 26 атмосфер, вместо 16 атмосфер у фреона R-22. Таким образом, все элементы холодильного контура кондиционера должны быть более прочными, а значит и более дорогими.

Озонобезопасные фреоны не являются однородными, то есть они состоят из смеси нескольких простых фреонов.  Например, R-407C состоит из трех компонентов — R-32, R-134a и R-125. Это приводит к тому, что даже при незначительной утечке из фреона сначала испаряются более легкие компоненты, изменяя его состав и физических свойства. После этого приходится сливать весь ставший некондиционным фреон и заново заправлять кондиционер. В этом отношении фреон R-410A является более предпочтительным, поскольку он является условно изотропным, то есть все его компоненты испаряются примерно с одинаковой скоростью и при незначительной утечке кондиционер можно просто дозаправить.

Потенциально опасные ситуации

Негативное влияние фреона на человека в бытовых условиях — редкость. Однако в некоторых ситуациях все же можно обнаружить симптомы отравления хладагентом, контакт с которым может грозить осложнениями. Поэтому надо познакомиться с возможными опасными (случайными, намеренными) контактами, чтобы в будущем постараться предотвратить возникновение таких условий.

1. Самый серьезный случай в быту — сильная утечка фреона из кондиционера или холодильника в небольшом закрытом помещении, где или нет вентиляционной системы, или она работает плохо. Чтобы появились явные симптомы отравления хладагентом, концентрация вещества в воздухе должна быть довольно высокой — более 300 г/м3.
2. Вторая возможность ощутить влияние фреона на человека — нахождение в закрытом помещении, где есть два условия — пары хладагента и пожар. Температура выше 250-300° становится причиной распада фреона, одним из токсичных ядов становится фосген, но большую опасность представляет лишь два вида хладагента.
3. Еще один вариант — регулярная работа человека на производстве, где контакт с веществом постоянен. Последствия — хроническое отравление, кожные патологии из-за попадания в легкие и на кожу продуктов распада соединения.

Теперь надо остановиться на контакте этого летучего вещества с огнем. Самой опасной разновидностью фреона считаются только два соединения — дифтордихлорметан (R-12) и хлордифторметан (R-22). Именно при их взаимодействии с огнем образуется крайне ядовитый фосген. Но не надо забывать, что для этого необходима очень высокая температура.

Однако сейчас эти устаревшие виды хладона в оборудовании не используются: им на смену пришли фреоны нового поколения — R-407c и R-410a. В их производстве участвует R-134a, которым в старых бытовых агрегатах заменяют R-12. Именно эти, максимально безопасные вещества — причина удорожания новейшей техники. Но достоинства современного «дуэта» перевешивают этот недостаток: данные хладагенты не горят, не взрываются даже при прямом контакте с пламенем.

Еще один теоретически возможный сценарий — намеренное либо случайное проглатывание фреона в жидком состоянии, причем доза должна составлять как минимум 10 мл. Все эти ситуации можно назвать редкими случаями, которые трудно представить в быту. Поэтому обычно хладагент не представляет серьезной угрозы.

Причины утечки хладагента

Заправка холодильника хладагентом чаще всего требуется при нарушении герметичности. Все же стоит перечислить максимальное количество возможных причин возникновения этого неприятного дефекта:

1. Разгерметизация контура в результате разрушения припоя в месте сварки труб. Особенность любой подобной системы заключается в том, что все ее детали изготавливаются из межи, а соединяются между собой исключительно сваркой или пайкой. Своими руками выполнить такие работы будет крайне сложно, все же такую вероятность не стоит упускать, если имеется желание и принадлежности. Нередко на место образования отверстия или трещины скапливается иней, и появляются капельки того самого масла.
2. Нарушение целостности системы по причине повреждения или замены одного из компонентов системы. Например, самого компрессора, осушителя, одного из патрубков или клапана, в зависимости от конструкции холодильного оборудования. Их на данный момент существует как минимум несколько.
3. Замена после длительной эксплуатации и проведения комплексного обслуживания всех соединений и магистральных участков. Многие владельцы подобной техники заметили интересную закономерность. После 6-10 лет работы в отсутствии видимых причин утечки холодильник хуже холодит. Учитывая срок эксплуатации, чаще всего возникает мысль купить новый, а старый отправить на свалку.

Загрязнении капиллярных трубок

Кроме утечки, заправка холодильника может потребоваться при загрязнении капиллярных трубок. Казалось бы, что может стать причиной засора в заведомо герметичной среде? На самом деле, причин такого явления за всю историю ремонта подобной техники выявлено 2. Одной из них является замерзание попавшей влаги. Точнее, она там могла быть изначально и проникла вместе с маслом или некачественным фреоном на заводе-производителе. Второй является загрязнение частицами отработанного масла, а точнее, тем, что в нем плавает.

Наледь на испарителе

Компрессор представляет собой мотор, в котором имеется поршневая группа. В процессе работы происходит постоянное трение деталей, сопровождаемое образованием металлической пыли. Она то и становится причиной засора. В таком случае выполняется намеренная разгерметизация системы для заправки хладагентом после выполнения прочистки всех капиллярных трубочек.

Чем грозит отказ от заправки?

Откладывая заправку на потом и не обращая внимания на рёв мотора, как результат, холодильник просто выйдет из строя из-за перегрузок. Компрессор изначально не рассчитан на беспрерывную работу. Обычный стандарт – 4-8 цикла включения и отключения в час, в зависимости от окружающей температуры и заданных параметров внутри камеры.

По этой причине не рекомендуется допускать экстремальные перегрузки двигателя. Рекомендуется как можно скорее найти и устранить утечку, а также своевременно пополнить запас хладагента. Если вы решили самостоятельно ликвидировать проблему, то соблюдайте правила безопасности. Заправлять холодильник фреономпросто так без надобности не имеет смысла, а только при понижении его уровня.

Таблица нормы заправки фреоном R-600A холодильника Атлант

Роль фреона в работе холодильника

Если компрессор некоторые считают сердцем холодильника, то хладагент можно считать его кровью. Без достаточного количества этого вещества не сможет работать никакое холодильное оборудование. Бесцветный и не имеющий запаха газ необходим для перемещения тепловой энергии.

Фреон легко переходит из жидкого состояния в газообразное при относительно невысоких температурах. Контур, по которому он циркулирует, состоит из двух частей: внутренней и наружной.

Жидкий хладагент поступает на внутренний контур холодильника и поглощает частички рассеянной в воздухе тепловой энергии, превращаясь при этом в газ. Затем он перемещается на внешний контур, проходит через компрессор и испаритель, отдает тепло окружающему воздуху и возвращается в жидкую форму.

Цикл повторяется снова и снова, в результате в камере холодильника воздух становиться все холоднее, а решетка задней стенки постоянно выделяет тепло.

Для заправки холодильника фреоном понадобится заправочная станция, набор специальных инструментов и материалов, а также баллон с хладагентом

Эти свойства фреона используются и в других устройствах, таких как кондиционеры, тепловые насосы и т.п. Газ циркулирует по герметично запаянному контуру. Он не представляет большой опасности для здоровья людей даже при полной утечке вещества из обычного бытового холодильника.

Всего в промышленности используют 16 видов этих насыщенных фторсодержащих углеводородов. Для заправки конкретной модели холодильника подходит какая-то одна марка фреона, обычно она указана прямо на корпусе компрессора.

Чем отличается фреон 134 от 600

Холодильники на r134a работают на синтетическом полиэфирном масле из-за его агрессивности. Установки на r600a используют минеральное масло. Как в случае с автомобильными маслами, синтетика всегда дороже минералки. При этом 600 фреон также может работать на синтетическом.

В системах на 134 фреоне требуется больше газа для нормальной работы. Холодопроизводительность тетрафторэтана на 30% ниже, чем изобутана. Энергопотребление бытовых холодильников и морозильных камер на r134a на 20-40% выше, чем на r600a.

Из-за горючести, компрессоры для работы на фреоне r600a имеют конструктивные особенности. Они дороже двигателей для 134 хладона. Из-за низкой нагрузки при работе у них ниже уровень шума и больше срок работы.

Интересный факт

Хладагент R600a воспламеняется, но быстро сгорает. В системе холодильника его мало, поэтому вероятность пожара низкая. К тому же, техника на 600 фреоне сделана так, чтобы при утечке он скапливался в тех местах, где не сможет загореться. Поэтому и фреон R-290 (пропан) рекомендован для применения в бытовой холодильной технике.

Фреон r134a агрессивен и требователен к качеству масла. Для его работы необходимо высокое давление, поэтому диаметр капиллярных трубок небольшой. Из-за этого они чувствительны к засорам. Благодаря этому вместо него заправляют R600a, который менее прихотливый чем другие аналоги R134a хладагента.

При разложении масла или его низком качестве, 134 хладагент вступает в реакцию с примесями и результатами реакций. Образуются примеси, которые осаждаются на стенках системы. Они уменьшают пропускную способность, образуют засоры. Это может вызвать:

1. Снижение производительности холодильника или морозильной камеры;
2. Повышенному износу компрессора;
3. Более шумной работе техники;
4. Обрыву фреоновой магистрали
5. Выходу из строя компрессора холодильника.

По информации сервисных центров, со временем фреон R134a реагирует с маслами и приводит к их парафинизации. При этом процессе выделяются вещества, осаждающиеся на стенках фреоновой магистрали и рабочих поверхностях ее узлов.

По опыту мастеров и сервисных центров, через 5-6 лет в капиллярных медных трубках холодильников на r134a хладагенте возникает засор. Он начинает образовываться через 2-3 года после начала эксплуатации, но скапливается постепенно.

У хладагента r600a низкая температура кипения. Рабочие температуры систем ниже, чем у аналогичных на r134a. Они более чувствительны к наличию влаги. Поэтому при заправке, ремонте или обслуживании, их необходимо продувать сухим сжатым азотом.

Характеристики хладагента R12

Это бесцветный газ, имеет специфический запах. В эксплуатации безопасен, не взрывается. Разлагается при температуре свыше 330 градусов. В таком случае возможно выделение газа – фосгена. При концентрации в помещении более 30 % развивается удушье.

Химически не связывается ни с какими металлами, поэтому не повреждает детали кондиционеров изнутри. Утечки происходят из-за повышенной текучести, при которой вещество проникает через мельчайшие щели и нестыковки. Способен просачиваться через естественные поры в чугуне. Это свойство имеет обратную сторону: масло, которое добавляется в холодильную жидкость, благодаря текучести проникает между всеми деталями, снижая коэффициент трения и продлевая срок эксплуатации.

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

Выводы и полезное видео по теме

Здесь показан процесс устранения протечки и закачка фреона в холодильник с использованием весов:

Общий порядок выполнения этого типа работ можно посмотреть в видеоролике:

Заправить холодильник фреоном относительно несложно, если есть необходимое оборудование и соответствующие навыки. Однако при этом нужно учесть целый ряд нюансов: соблюсти требования техники безопасности, выявить и устранить все неисправности, вызвавшие утечку хладагента, качественно выполнить заключительную пайку и т.п.

Неопытным мастерам лучше сначала понаблюдать за работой специалистов, чтобы научиться выполнять эту операцию самостоятельно.

Если у вас есть опыт самостоятельной заправки холодильников фреоном, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Расскажите, каким образом удалось диагностировать проблему и, что предприняли для ее решения. Пишите свои комментарии, делитесь опытом, задавайте вопросы – блок для связи расположен под статьей.

Похожие записи:

Прозрачный профлист Алебастр и гипс в чем разница? применение материалов в строительстве Что такое силикатная пазогребневая плита и где она применяется Как правильно утеплить брусовой дом снаружи? Крыша для газобетонного дома: виды, особенности плоской и скатной конструкции Чем лучше обшить стены внутри каркасного и деревянного дома