Mik azok a hűtőközegek? Ezek speciális folyadékok. Klímaberendezésekben és hűtőszekrényekben használják. A hűtőközeg fázisváltozáson megy keresztül folyadékból gázzá, amikor hőt vesz fel, és vissza folyadékká, amikor a kompresszor összenyomja a gázt. Az ideális hűtőközeg kiválasztása a termodinamikai tulajdonságokon alapul. Nem korrozív, biztonságos, nem mérgező és nem gyúlékony.
A hűtőközegek rövid története
Frederic Sworths belga tudós úttörő volt a CFC-k szintézisében az 1890-es évek végén. Felfedezése azután történt, hogy a szén-tetrakloridban a kloridot futuriddal helyettesítették a CFC-11 és CFC-12 szintéziséhez. Az 1920-as évek végén Thomas Midgley Jr. javította a szintézis folyamatát, és megkérdőjelezte a CFC-k használatát hűtőközegként az akkoriban általánosan használt ammónia, klór-metán és kén-dioxid helyettesítésére.
Károsak, gyúlékonyak, sőt néhányan mérgezőek is voltak. A leggyakrabbana hűtőközeg egy Freon nevű CFC volt – a DuPont márkaneve az „R-12” hűtőszekrényhez. A múlt század 30-as éveinek követelményei szerint ezek a hűtőközegek ideálisnak, tudományosan megalapozottnak és biztonságosabbnak, nem korrozív gázoknak tűntek, és olcsón gyárthatók.
Csak az 1970-es években fedezték fel, hogy a klórmolekulák teljesen elpusztítják az ózonréteget, ezért betiltották. Az 1970-es években a tudósok felfedezték, hogy az ammónia hűtőközeg akadályozza az infravörös sugarak bejutását, mivel azok felhalmozódnak a légkörben és hőátadást okoznak, ami klímaváltozáshoz vezet, ezért ezt a vegyületet betiltották.
Az 1990-es és 2000-es években a CFC-ket felváltották a HCFC-k (hidroklór-fluor-szénhidrogének), és a leggyakoribb HCFC az "R-22", amely sokkal kevésbé volt pusztító hatással az ózonra, de még mindig veszélyes volt. Az ózonréteg károsodásának problémájának megoldására a tudósok olyan HFC-ket találtak ki, amelyek nem tartalmaztak klórt. Később azonban rájöttek, hogy a HFC még mindig károsítja a környezetet az üvegházhatású gázok révén.
Modern típusú hűtőközeg
Az Európai Bizottság előírta, hogy az R134A hűtőközeget ne használják az Európai Unióban értékesített, tanúsítvánnyal rendelkező személygépkocsikhoz. Ezt a megbízatást eredetileg 2011. január 1-re szánták. Mivel azonban az új hűtőközeg még nem volt elérhető az általános piacon, ezt a határidőt 2013. január 1-ig meghosszabbították.
2017 januárjától minden újonnan regisztrálta járműveknek alternatív hűtőközeget kellett használniuk. 2018-ban az új európai gyártású személygépkocsik mindössze 60%-a használ biztonságos hűtőközeget. Az Európai Unión kívül értékesített járművek továbbra is R134A-t vagy még veszélyesebb hűtőközeget használnak.
A hűtőközeg fő típusai:
- CFC-k – klórozott-fluorozott szénhidrogének.
- HCFC – HydrochloroFluoroCarbons.
- HFC – HydroFluoroCarbons.
Azonban a környezeti hatások miatt mindegyiket kicserélték vagy a közeljövőben lecserélik. A HFO hűtőközeg most kezdi felváltani a CFC-ket, mivel sokkal kisebb a globális felmelegedési potenciáljuk, és nem károsítják az ózont, bár néhányuk nagyon gyúlékony. Jelenleg a hűtőközegek 4. generációja jelenik meg a piacon, amelyek kiváló termodinamikai tulajdonságokkal rendelkeznek és környezetbarátak.
Alternatíva kiválasztása R12 számára
Az
R12 hűtőközeget még mindig széles körben használják hűtési alkalmazásokban. Valójában nagyon nehéz volt olyat találni, amely üzemi körülmények között helyettesíthetné ezt az univerzális hűtőközeget. Az R134A a legalkalmasabb ezekre a célokra.
R134A és R12 összehasonlítása:
- A kapacitás -7°C-os elpárologtató hőmérsékleten mindkét hűtőközegnél azonos, és -7°C alatt, ha az R12-t r134A hűtőközegre cserélik, a hűtőhatás jelentős mértékben csökken. Ilyen esetekben az R134A helyettesítése helyett hűtőközeg-keverékek használata javasolt. A Freon 134 alacsony hőmérsékleten is használhatóhelyzetekben.
- Az R134A hőátbocsátási tényezői magasabbak, mint az R12. Ha ugyanabban a folyadékfázisban vannak, akkor az R134A hűtőközeg hőátbocsátási tényezője 27-37%-kal, gázfázisban pedig 37-45%-kal magasabb. Ha két fázisban, folyékony és gáz halmazállapotúak, az R134A hőátbocsátási tényezője 28-34%-kal magasabb az elpárologtatóban és 35-41%-kal magasabb a kondenzátorban.
- Az R134A hűtő hatása körülbelül 22%-kal nagyobb, mint az R12-é. Így az R134A tömegárama egy tonnánkénti hűtésre körülbelül 18%-kal kisebb, mint az R12. Ez azt jelenti, hogy a hűtőrendszer adott kapacitásához 18%-kal kevesebb a szükséges mennyiség, mint az R12 használatakor. Ez azt jelenti, hogy minden olyan berendezésben, ahol az R12-t freon 134-gyel helyettesítik, a betöltött hűtőközeg mennyisége kevesebb, mint R12. Az R134A fajlagos térfogata azonban valamivel nagyobb, mint az R12, így azonos mennyiségű hűtőközeg esetén az R134A által elfogl alt térfogat nagyobb, mint R12.
- Az R134A hűtő hatásának növekedését ellensúlyozza a fajlagos térfogatának növekedése. Így a módosított rendszerekben feltöltött R134a-nak 5–10%-kal kisebbnek kell lennie, mint az R12-nek.
R12 átalakítása R134A-ra
Egyes korai telepítések ammóniát használtak hűtőközegként. A legtöbb modern, 1995 előtt gyártott autó azonban R12-t használt. Az R12 technológiailag fejlett és hatékony ic2 hűtőközeg volt, azonban később kiderült, hogy ózonréteget lebontó gáz, és előállítását és felhasználását korlátozták.
1995 után az R134A váltotta fel, és még mindigsok autóban használják. Ha a háztartásban van egy régi autó R12-es klímaberendezéssel, akkor az autósok nagy problémákat tapasztalnak az ilyen rendszer feltöltése során szivárgás vagy karbantartás esetén. Az ipar speciális adaptereket kezdett gyártani, ami után a rendszer R134A-ra való átalakítása egyszerűvé vált.
Változások a hűtőrendszerben
Az R12 R134A-vá alakításához csak néhány apró változtatást kell végrehajtani a rendszeren. Szerencsére a régi R12 rendszerben használt kompresszor továbbra is R134A hűtőközeggel működik, és ugyanolyan hatékony lesz. A kondenzátor és az elpárologtató csak hőcserélők, ezért nem kell őket cserélni egy másik hűtőközeg működtetéséhez.
Az egyik cserélendő alkatrész a szárító. A rendszer utolsó eleme, amelyet cserélni kell, a nyomónyílások. Az R134A különböző portokat használ a rendszertöltéshez és a nyomásméréshez, ezért a régi R12-es portokat el kell távolítani és ki kell cserélni vagy adapterekkel kell kiegészíteni. A szükséges felszerelés megvásárlása után távolítsa el a régi hűtőközeget és olajat. Új ic2 hűtőközeg beszerelésekor R134A kompatibilis PAG olajat is kell hozzáadni a kompresszor kenésének megőrzése érdekében.
A rendszer R12-ről R134A-ra való átalakítása után fontos néhány napig ellenőrizni a rendszer nyomását, hogy megbizonyosodjon arról, hogy minden megfelelően működik. Ha kis szivárgást észlel a rendszerben, alkalmazza a Red Angel A/C Stop Leak szivárgást a tömítéshezrendszer.
A hűtőközeg biztonságosabb, mint a freon
A hagyományos HCFC R-22, amelyet évtizedek óta használnak, nem tesz olyan jót a környezetnek, mint azt a szakértők gondolták. A Környezetvédelmi Ügynökség a hűtőközeg fokozatos megszüntetésén dolgozott, és végül teljesen betiltotta. Az R-22 kivonása 2010-ben kezdődött. 2020-ra a hűtőközeg használatát szigorúan korlátozzák, 2030-ra pedig teljesen betiltják.
A piacon jelenleg elérhető leginkább környezetbarát hűtőközegek az „R-290” és az „R-600A”. Ezek HC-k vagy szénhidrogének, és kémiai nevük az R-290 esetében "Propán", az R-600A esetében pedig "Izobután". 100%-ban halogénmentesek, nincs ózonlebontó potenciáljuk, és a potenciális globális felmelegedés szempontjából a legkevésbé veszélyesek. Ezenkívül rendkívül energiahatékonyak, de nagyon gyúlékonyak, mivel szénhidrogének. Jelenleg a leginkább "zöld" típusú hűtőközegek az R134A, R-407C, R-410A. Az ezeket a hűtőközegeket gyártó gyártók azt állítják, hogy az anyagok teljesen biztonságosak.
Henger freonnal R134A
A CFC és HCFC hűtőközegek ózonrétegre gyakorolt káros hatásainak felfedezésével ezt a csoportot széles körben alkalmazták helyettesítőként. Az R134A hűtőszekrény hűtőközege fluor-szénhidrogén (HFC), amelynek nulla az ózonréteget lebontó potenciálja, és alig vagy egyáltalán nincs üvegházhatása.
R134A hűtőközegA tetrafluor-etán egy kémiai vegyület, amely két szénatomból, két hidrogénatomból és négy fluoratomból áll. Kémiai képlete CF3CH2F. Az R134A hűtőközeg molekulatömege 133,4, forráspontja 26,1 °C. Az R134A nem gyúlékony és nem robbanásveszélyes, normál toxicitású és jó kémiai stabilitású, némileg magas affinitása nedvességgel szemben.
Az
R134A általános fizikai és termodinamikai tulajdonságaiban nagyon hasonlít az R12-re. Ezért kiváló helyettesítőnek tekinthető. Az R134 hűtőközeg tulajdonságai a következők:
- Öngyulladási hőmérséklet - 770 °C.
- Ózonlebontási arány - 04.
- Vízben való oldhatóság 0,11 tömeg% 25 C.
- Kritikus hőmérséklet - 122 °C.
- Színkód: világoskék.
- Globális felmelegedési potenciál (GWP)1200.
- Hűtőközeg hőmérséklet, forráspont -26,1 °C.
Az R-407C termodinamikai tulajdonságai
Tulajdonságait tekintve megfelel az R-22-ben elérhető jellemzőknek. Az R-407C egy gyakori hűtőközeg-csere azok számára, akik frissíteni szeretnék az R-22 berendezést. A fluorozott szénhidrogének keveréke pentafluor-etánt, difluor-metánt és 1, 1, 1, 2-tetrafluor-etánt tartalmaz. Széles körben használt alternatív hűtőközeg, amely népszerű a csomagolt klímaberendezésekben és a kefe nélküli leválasztórendszerekben, valamint a könnyű klímaberendezésekben és a közvetlen expanziós rendszerekben, lakossági, kereskedelmi és ipari alkalmazásokban. Az R-407C közepes hőmérsékletű hűtőrendszerekben és sok helyen is működikúj készülékek.
A nitrogént tartótöltetként használó új berendezések az R-407C-vel működnek a legjobban a poliol illóolaj használatának köszönhetően. Míg az új készülékek és hűtőrendszerek a leggyakoribbak, az R-407C néhány R-22 rendszeren frissíthető, ha az eljárás részét képezi az olajcsere is. A freonnak ez az alternatívája környezetbarátnak tekinthető, mivel nulla ózonréteget károsít.
Ózonlebontó potenciál R-404A
Ez 0 ebben a hűtőközegben, akárcsak az R-407C és az R-134A. Gyakran használják olyan hűtőrendszerekhez, amelyek -45 °C és 15 °C közötti hőmérsékletet igényelnek. Széles üzemi hőmérséklet-tartománya miatt leginkább kereskedelmi és ipari szállítási alkalmazásokban használható. Nagyon hasonlít az R-22-re, és jobb teljesítményt nyújt. Mivel az R-404A nem reagál gyorsan a levegőre vagy a vízre, számos felhasználásra biztonságosnak tekinthető. Ezenkívül nem gyúlékony, színtelen és szagtalan.
Azonban, mint minden hűtőközeg esetében, a felhasználóknak mindig meg kell tenniük a megfelelő óvintézkedéseket saját maguk védelmére. Az R-404A-val való közvetlen érintkezés továbbra is fagyási sérülést okozhat, és a túlzott tűz vagy hőhatás a tartály megrepedését okozhatja. Az R-404A meglehetősen gyakori, és megvásárolható azokban az üzletekben, amelyek fűtési és hűtési termékekre szakosodtak.
Két fluorozott szénhidrogén hűtőközeg, a difluor-metán és a pentafluor-etán keverékeneozonréteget lebontó hűtőközeg, amely jobb energiahatékonyságot biztosít, mint az R-22 és R-407C, és nem használ klórt a készítményben. Magasabb nyomása és hűtőteljesítménye miatt alkalmasabbnak tekinthető az R-22 helyettesítésére.
R-410A funkció
Ha a felhasználók úgy döntenek, hogy R-410A-t használó eszközöket vásárolnak, a folyamat általában meglehetősen egyszerű. Valójában sok klíma- és hűtőgyártó cég gyárt kifejezetten az R-410A-val való használatra szánt egységeket. Bár ez a legnépszerűbb a kereskedelmi hűtési berendezésekben, légkondicionálókban és hűtőszekrényekben, fontos megjegyezni, hogy ez a freon alternatíva nem működik A/CR-22 egységekben.
R-410A hűtőközegek névleges nyomása magasabb, ezért az R-22-nél szokásosan használttól eltérő elosztócső-mérőre van szükség. A hűtőközeget folyékony formában és csak rövid löketekben szabad feltölteni. Az R-410A több márkanév alatt is kapható: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 és Puron. Meglehetősen könnyű megvásárolni az interneten és a szaküzletekben.
Járműklíma
A 2006-os EU-irányelv előírja, hogy az EU-ban értékesített összes új járművet alacsony globális felmelegedési potenciálú (GWP) hűtőközeggel kell felszerelni. A korlát GWP 150, amelyet az YF jelenleg tud biztosítani. Előnye az önmegsemmisítő tulajdonsága - teljesen lebomlik a légkörben kbtizenegy nap.
Annak ellenére, hogy a HFO1234yf-et elfogadták új hűtőközegként, Németországnak kétségei voltak. A Daimler és néhány más német gyártó, valamint a szabályozó hatóságok úgy vélik, hogy az YF veszélyes a tűzveszélyessége miatt. Válaszul Németország jóváhagyta, hogy egyes Daimler járművek továbbra is R134A-val működjenek, ellentétben az EU-irányelvvel.
Az Európai Bizottság még jogi lépésekkel is megfenyegette Németországot, mert nem hajtja végre maradéktalanul az új hűtőközeg-kibocsátási előírásokat. A GM és a Toyota nyilvánosan kifejezte támogatását az YF mellett, és kijelentették, hogy biztonságosnak tartják az anyagot.
Új rendszerek költsége
Az új YF hűtőközeg többletköltsége 30-50 euró között van. Az YF rendszerek kevésbé hatékonyak, és további belső hőcserélőt igényelnek.
Mivel az YF gyártási költsége magasabb, mint az R134A, ezért a termékre több évre átvételi tarifa várható, különösen 2018-tól, amikor az Európai Unióban minden újonnan regisztrált járműnek hűtőközeget kell majd használnia. nem R134A. az R134A-tól.
Áremelkedés 2018. február 1-jétől:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Az R-22 rendszer modernizálása
Az R22 lecserélése R134A-ra meglehetősen egyszerű folyamat. Először is a teljes R22-t el kell távolítani a rendszerből. Ezután el kell távolítani az összes kenőolajat a rendszerből(a rendszerben lévő olaj maximális mennyisége a benne lévő teljes mennyiség 5%-a). Az ásványolajat szintetikus észterolajjal kell helyettesíteni. A szárítót és az olajszűrőt is ki kell cserélni.
A rendszerben szükséges R134A mennyisége 90-95% R22. Az R134A-val frissített rendszereken az új hűtőközeget és kenőolajat leíró címkéket kell elhelyezni. Bár a folyamat egyszerű, fontos, hogy óvatosan végezze el. Az R-22 maradékai a rendszerben keresztszennyeződéshez vezethetnek. Az R-22 és R-134A esetében kevésbé megbízhatóvá teheti az autó hűtőrendszerét, és veszélyes szintre emelheti a kompresszorfej nyomását, ami a rendszer teljes meghibásodásához vezethet. Ezenkívül az R-134A speciális olajkeveréket igényel - poliarilén.
1987-ben bejelentették a Montreali Jegyzőkönyvet, amely számos országban nemzetközi szerződés, amely segít leküzdeni az O-zóna sérült rétegét. Egyik kezdeményezése a CFC-k fokozatos megszüntetése volt világszerte. 1994-ben az Egyesült Államok megszüntette az R-12 használatát az autóiparban. Az R-12-t a HFC alternatíva, az R-134a váltotta fel. 2010-ben a Montreali Jegyzőkönyv értelmében az Egyesült Államok bejelentette, hogy fokozatosan megszünteti az R-22 használatát a jövőbeni alkalmazásokban. Minden új gép a HFC R-410A-t célozza meg, amely nem tartalmaz klórt.
