что такое фреон и как он работает

Что такое фреон и какое его применение в кондиционировании

Фреон, используемый как хладагент, является основным рабочим веществом в современных сплит-системах. С химической точки зрения, это производное насыщенных углеродов (метана и этана) с содержанием фтора. Помимо фтора, в состав также могут входить атомы хлора или брома.

Что делает фреон и почему без него кондиционер бы не работал? Фреон отвечает за транспортировку тепла из внутреннего в наружный блок кондиционера. Фреон может переходить из одного состояния в другое – например, газообразное или жидкое. Он не имеет ни цвета, ни запаха.

История создания фреона

До того, как был изобретен фреон, в качестве охладителя использовался токсичный и вредный аммиак. Это горючее вещество представляло опасность для человеческого здоровья, поэтому потребители стали с опаской относиться к покупке кондиционеров и холодильников. Вновь повысить продажи климатического оборудования удалось только после изобретения фреона.

Фреон был изобретен американским ученым в конце 20-х годов прошлого века. «Kinetic Chemical Company» использовала для неизвестного химического соединения обозначение R, то есть, Refrigerant, что в переводе с английского означает охладитель. С тех пор это наименование стало общепринятым для хладагентов.

Основные характеристики

Современный хладагент характеризуется рядом преимуществ. Эксперты выделяют следующие особенности фреона:

Фреон стал активно использоваться в климатическом оборудовании благодаря выгодным физическим характеристикам. Когда происходит испарение, он впитывает в себя все тепло, а при конденсации – выделяет его.

Как работает фреон? Как в современных холодильниках, так и сплит-системах, он работает по замкнутому циклу. Как только техника включается, хладагент испаряется, за счет чего температура в помещении постепенно снижается. Далее фреон в виде газа поступает в конденсатор и там из газообразного состояния превращается в жидкость. Тепло, которое выделяется в процессе, выводится наружу.

На сколько опасен фреон

Загрязнение окружающей среды – проблема, которая стоит сегодня очень остро и требует немедленного решения. Регулярные выбросы в атмосферу способствуют разрушению озонового слоя, поэтому ученые и деятели науки на протяжении долгих лет занимаются разработкой плана по минимизации вредного влияния человека на окружающую среду. Если ранее при заправке сплит-системы использовался исключительно фреон R-22, то сегодня его заменили более безопасными модификациями. Фреон R-22 с рядом побочных эффектов представлял опасность для внешней среды.

Интенсивное технологическое развитие позволило создать экологически безопасные аналоги фреона R-22. Если раньше фреон действительно был способен разрушить озоновый слой, то сегодня такое убеждение не имеет доказательной базы. Мнения ученых в этом вопросе расходятся – одни убеждены в том, что современный фреон не наносит вреда ни человеческому здоровью, ни внешней среде, другие опровергают эту теорию. Как бы там ни было, современный кондиционер невозможно представить без фреона – ни одна сплит-система не будет работать без хладагента.

Какие есть типы фреона

На сегодняшний день в продаже представлено более 40 видов хладагента для холодильников. Для дозаправки кондиционера используются такие типы фреона:

Источник

Фреоны

Фрео́ны — галогеноалканы, фтор- и хлорсодержащие 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.

Содержание

Свойства

Физические свойства

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

Основные физические свойства фреонов метанового ряда. [2]

Химические свойства

Фреоны очень инертны в химическом отношении, поэтому они не горят на воздухе, невзрывоопасны даже при контакте с открытым пламенем. Однако при нагревании фреонов свыше 250 °C 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 (хладонов)

В соответствии со степенью воздействия на озоновый слой фреоны (хладоны) делят на следующие группы:

Наиболее распространены следующие соединения:

История названия

В 1928 году американскому химику корпорации «Дженерал Моторс» («General Motors Research») Томасу Мидгли (1889—1944) 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 R32 (50 %) и R125 (50 %). Существует также торговая марка с таким же названием, как и у химического соединения — FREON® (Фреон), основным правообладателем которой является американская компания «ДюПон» («DuPont»). Это совпадение в названии до сих пор вызывает путаницу и споры — можно ли словом фреон называть произвольные хладагенты.

Правила цифрового обозначения фреонов (хладонов)

По международному стандарту ISO № 817-74 техническое обозначение фреона (хладона) состоит из буквенного обозначения R (от слова refrigerent) и цифрового обозначения:

Воздействие на окружающую среду

Влияние на озоновый слой

Считается, что причиной уменьшения озона в стратосфере и образование озоновых дыр является производство и применение хлор- и бромсодержащих фреонов. [3] 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.

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

Парниковый эффект

Парниковая активность (англ. GWP — ПГП) фреонов в зависимости от марки варьируется в пределах 1300—8500 раз выше чем у углекислого газа. Основным источником фреона являются холодильные установки и аэрозоли. [6]

Применение

См. также

Примечания

Климатическое и холодильное оборудование
Физические принципы работы	Парокомпрессионный холодильный цикл · Холодильник Эйнштейна · Элемент Пельтье · Термоакустический холодильник · Вихревой эффект Ранка-Хильша · Пароэжекторные холодильные машины · Испарительные охладители · Фригаторные установки · Дросселирование · Эвтектика
Термины	Холодильная установка · Кондиционирование воздуха · HVAC · Тепловой режим здания · Относительная влажность · БТЕ · Температурный напор · Температурный глайд · Точка росы · Влажность · АХУ
Виды холодильного оборудования	Холодильник · Рефрижератор (вагон, судно, автомобиль, контейнер) · Рефрижератор растворения · Льдогенератор · Сумка-холодильник
Виды СКВ	Кондиционер · Испарительный охладитель · Система чиллер-фанкойл · Осушитель воздуха · Тепловой насос · Динамическое отопление · Инверторный кондиционер · Системы с изменяемым расходом хладагента (VRF, VRV и так далее)
Типы оборудования	Автомобильный кондиционер · Оконный кондиционер · Сплит-система · Мульти-сплит-система · Мобильный кондиционер · Рефрижераторное судно · Рефрижераторный вагон · Рефрижераторный контейнер · Минибар · Ларь · Танк-охладитель · Кулер (аппарат) · Климатическая камера
Чиллеры	Компрессионный чиллер · Абсорбционный чиллер
Типы внутренних блоков СКВ	Канальный · Кассетный · Настенный · Потолочный · Колонный
Хладагенты	R407C · R-410A · Перечень хладагентов
Составляющие	Холодильный агрегат · Холодильный компрессор · Фильтр-осушитель
Магистрали переноса тепловой энергии	Жидкостное охлаждение · Этиленгликоль · Технология перекачиваемого льда
Близкие категории	Вентиляция · Термодинамика

Органические соединения фтора
Алканы и циклоалканы	Фреоны · Перфторуглеводороды · Тетрафторид углерода Гексафторэтан · Октафторпропан · Октафторциклобутан · Декафторбутан · Фтороформ · Тетрафторэтан Хлорфторуглероды · Трихлорфторметан · Дифтордихлорметан Хлордифторметан · Фторотан · Перфтордекалин
Алкены и алкины	Фторолефины · Тетрафторэтилен · Трифторхлорэтилен · Винилиденфторид · Винилфторид · Перфторизобутилен · Гексафторпропилен
Спирты и кетоны	Трифторэтанол · Фторэтанол · Гексафторацетон
Кислоты и ангидриды	Трифторуксусная кислота · Фторуксусная кислота · Олигомеры гексафторпропиленоксида · Карбонилфторид
Элементоорганические соединения (N,S,P)	Трифторметилфенотиазин · Трифтазин · Фторацизин · Фторафур · Фторфеназин · Фторурацил · Зарин · Зоман
Ароматические соединения	Гексафторбензол · Октафтортолуол · Бензотрифтоид
Высокомолекулярные соединения	Фторопласты · Политетрафторэтилен · Поливинилиденфторид · Фторкаучуки

Полезное

Смотреть что такое «Фреоны» в других словарях:

ФРЕОНЫ — (ХЛАДОНЫ) хлорфторуглеводороды (ХФУ) высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в быту и в производстве в качестве хладагентов (в холодильниках, кондиционерах, рефрижераторах) пенообразователей,… … Экологический словарь

ФРЕОНЫ — ФРЕОНЫ, то же, что хладоны … Современная энциклопедия

ФРЕОНЫ — то же, что хладоны … Большой Энциклопедический словарь

фреоны — хладоны хлорфторуглеводороды ХФУ Органические газообразные или жидкие соединения, применяются как хладоносители в холодильниках и холодильных установках. Во исполнение требований Монреальского протокола международное сообщество приняло на себя… … Справочник технического переводчика

Фреоны — то же, что хладоны … Российская энциклопедия по охране труда

ФРЕОНЫ — то же, что (см.) … Большая политехническая энциклопедия

Фреоны — хладоны, фторсодержащие насыщенные углеводороды (главным образом производные метана и этана), используемые как хладагенты в холодильных машинах (См. Холодильная машина). Кроме атомов фтора, в молекулах Ф. содержатся обычно атомы хлора,… … Большая советская энциклопедия

фреоны — то же, что хладоны. * * * ФРЕОНЫ ФРЕОНЫ, то же, что хладоны (см. ХЛАДОНЫ) … Энциклопедический словарь

ФРЕОНЫ — техническое название насыщенных галоген содержащих органических соединений, содержащих Cl и F или Br и F (например, CCl2F2); прозрачные бесцветные жидкости с плотностью 1576 кг/м3 (фреон 113) и 2160 кг/м3 (фреон 114В2); tкип=46 : 47°С;… … Металлургический словарь

фреоны — freonai statusas T sritis chemija apibrėžtis Lakūs fluorinti ir chlorinti angliavandenilių dariniai. atitikmenys: angl. freons rus. фреоны; хладоны … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Источник

Принцип работы фреоновых систем охлаждения

Дання статья является переводом, ананлогичной статьи с сайта phase-change.com
Данная статья написана Bowman, и опубликованна с его разрешения. Вот линк на оригинал: Beginner’s class 101 by BOWMAN

Дання статья является переводом, ананлогичной статьи с сайта phase-change.com
Данная статья написана Bowman, и опубликованна с его разрешения. Вот линк на оригинал: Beginner’s class 101 by BOWMAN

Компрессор – в самом названии кроется его предназначение. Сжимает хладоген, превращая его в газ высокого давления. Это позволяет хладогену легко конденсироваться в жидкость.

Конденсер (радиатор) – охлаждается воздухом или жидкостью. Он охлаждает хладоген, который под давлением поступает в радиатор, конденсируясь в жидкость.

Испаритель – ну конечно же испаряет. Это место где хладоген в жидком состоянии, испаряясь переходит в газ. Этот процесс сопровождается поглощением тепла. На рисунке показан обычный испаритель, используемый в системах охлаждения (кондиционеры).

Осушитель/Фильтр – используется для удержания влаги и предотвращает ее взаимодействие с хладогеном. При взаимодействии хладогена и влаги возможно появление вредных кислот. Также осушитель содержит фильтр, который удерживает мелкие частички (пылинки) от попадания в капиллярную трубку или расширительный клапан. Это нужно для предотвращения засорения капиллярной трубки. На картинке изображен осушитель с фильтром (справа) и без него (слева)

Расширительный клапан (капиллярная трубка) – место, где хладоген находящийся под
давлением перетекает в область пониженного давления. В последствии хладоген начинает кипеть и испаряться. Расширительный клапан это механическое устройство, которое открывается и закрывается, регулируя поступление хладогена. Также можно использовать капиллярную трубку (0.026″ диаметром). Изменяя диаметр капилляра или его длину можно регулировать поступление фреона.

Хладоген двигается по кругу через всю систему. Хладоген начинает свой путь в компрессоре, где он сжимается и превращается в газ высокого давления. Газ движется далее к кондесеру, где благодаря высокому давлению и соответствующему охлаждению переходит в жидкость. Там же хладоген собирается в нижней части конденсера в виде стекающей жидкости. Далее жидкость движется к фильтру/осушителю. Жидкость проталкивается через фильтр, а меленькие частицы остаются внутри. Это предохраняет капиллярную трубку или расширительный клапан от закупоривания или поломки. Также осушитель защищает систему от попадания влаги в испаритель. Влага может прореагировать с газообразным хладогеном, образуя соединения, которые могут повредить систему. Попадание влаги в компрессор может вывести его из строя. Итак, хладоген в жидком состоянии находится в капиллярной трубке или расширительном клапане. Прежде чем двигаться дальше следует рассмотреть этот участок подробнее.
Проталкивание хладогена через капиллярную трубку или расширительный клапан дает нам три вещи:
1-я – это то, что данный участок разделяет систему на область высокого и низкого давления. Разделение потока хладогена позволяет компрессору поддерживать давление по одну сторону от капиллярной трубки или расширительного клапана. Это также дает нам область низкого давления, которая нужна для нормального кипения хладогена. Чем ниже давление в этой области, тем ниже точка кипения хладогена. Это дает нам низкую температуру испарителя.
2-я – это то, что мы можем контролировать поступление хладогена в испаритель. Поддержание соответствующего объема поступающего хладогена очень важно. Слишком много хладогена в испарителе может заполнить его. Это вызовет повышение давления в испарителе (большее количество кипящего хладогена, которое может вместить испаритель, приводит к повышению давления). При повышении давления повышается точка кипения хладогена, тем самым увеличивается температура испарителя. К тому же происходит неэффективное использование хладогена.
В другом случае, недостаточное количество хладогена приведет к неполному съему тепла в испарителе. В этом случае выделяющегося тепла будет больше чем поглощающегося и эффекта от охлаждения не будет.
3-я – это то, что если жидкого хладогена будет слишком много в испарителе, испаритель переполнится избыточной жидкостью и она попадет в компрессор. Это ОЧЕНЬ, ОЧЕНЬ плохо. Компрессор спроектирован для сжатия газа, а не жидкости! Этим мы просто испортим компрессор.
Существуют два способа регулировки количества хладогена поступающего в испаритель. Капиллярная трубка – первый из них. Она представляет собой очень тонкую трубку. Внутренний диаметр приблизительно 0.026″. Путем удлинения или укорачивания капилляра, а также подбором внутреннего диаметра можно регулировать поступление хладогена в испаритель.

Теперь поговорим о расширительном клапане. Клапан имеет входной и выходной штуцер, но также имеет расширяющийся температурный датчик, который устанавливается в конце испарителя. Следовательно при повышении или понижении температуры, датчик изменяет давление внутри себя и тем самым регулирует небольшой плунжер внутри расширительного клапана. Таким образом больше или меньше хладогена, в зависимости от положения плунжера, поступает в испаритель. Некоторые расширительные клапаны имеют линию выравнивания, которая при выключении системы выравнивают давление между зоной высокого и низкого давлния. Это позволяет более легкое включение компрессора после простоя. Здесь рассмотрены только пара видов расширительных клапанов, но их разновидностей еще больше.

Как было сказано в самом начале, основным различием хладогенов является температура их кипения. Но не надо думать что можно с легкостью заменить один хладоген другим. Одни Хладогены заменяемы, другие нет. Ниже приведена таблица названий и температур кипения различных хладогенов.

Надеюсь, эта статья помогла многим понять принципы работы холодильных установок.

Позже я планирую выложить также другие переводы интересных статей посвященных фреонкам.

Источник