R134a

История названия

В 1928 году американскому химику корпорации «Дженерал Моторс» («General Motors Research») Томасу Миджли (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 GENETRONAZ-20 соответствует хладагенту R-410A, который состоит из хладагентов R-32 (50 %) и R-125 (50 %). Существует также торговая марка с таким же названием, как и у химического соединения — FREON (Фреон), основным правообладателем которой ранее являлась американская компания «Дюпон» («DuPont»), а теперь компания The Chemours Company (Chemours), созданная на базе одного из подразделений Дюпон. Это совпадение в названии до сих пор вызывает путаницу и споры — можно ли словом фреон называть произвольные хладагенты.

Особенности хладагента r404a

Фреон R404a является трехкомпонентным – смесью из трех других хладагентов. В массовом соотношении его состав выгляди так:

  1. 44%: R125 — C2F5H (пентафторэтан);
  2. 52%: R143a — CH3CF3 (трифторэтан);
  3. 4%: R134a — CH2FCF3 (тетрафторэтан).

В отличие от некоторых других трехкомпонентных смесей, этот хладагент близок к азеотропному. Это значит, что все три газа имеют схожие характеристики. Соответственно, при утечке они выходят в равной степени.

За счет такой особенности процентное соотношение компонентов не меняется при его протечке. Соответственно – нет необходимости полностью менять хладагент в системе в случае аварии. Ее можно дозаправить.

По классификации ASHRAE фреон r404a соответствует классу А1/А1. Первое значение значит, что у него очень низкая пожароопасность и токсичнсть. Второе – что его компоненты по отдельности также максимально пожаробезопасны и безвредны для человека.

Стандартный баллон китайского фреона R404a, нетто 10,9 кг.

Отличия от R502

По сравнению со своим предшественником, хладоном R502, хладагент r404a имеет следующие преимущества:

  • Повышает холодопроизводительность на 4% и более;
  • Снижает потребление электроэнергии на 2% и более;
  • Снижает температуру нагнетания компрессора на 8% и более (относительно 0 °С);
  • Применяется в оборудовании с охлаждением до -35 °С.

Основным отличием R-404a от R-502 является его несовместимость с минеральными маслами. При его использовании системы нужно заправлять синтетическим полиэфирным маслом. Наиболее распространенные марки:

  • PLANETELF ACD 32, 46, 68;
  • Mobil EAL Arctic 32, 46, 68, 100;
  • Suniso SL 32, 46, 68.

Синтетическое полиэфирное холодильное масло Mobil EAL Arctic 68

Характеристики фреона R404a

Характеристика Значение
Молекулярная масса (г/моль) 97.6
Температура кипения при атм. давлении ( ° С ) -46.7
Массовая доля R125 0.44
Массовая доля R143a 0.52
Массовая доля R134a 0.04
Плотность жидкости при 25 °С, (кг/м3) 1048
Плотность насыщенных паров при 25 °С, (кг/м3) 18.04
Удельная теплоемкость жидкости при 25 °С, кДж/(кг*К) 1.502
Удельная теплоемкость паров при 25 °С и атм. давлении, кДж/(кг*К) 0.871
Критическая температура (°С) 72.7
Критическое давление, кПа (абс.) 3735
Критическая плотность жидкости, кг/м3 485.1
Давление паров насыщенной жидкости при 25 °С, кПа (абс.) 1257
Теплота парообразования при нормальной температуре кипения, кДж/кг 198.7
Коэффициент теплопроводности жидкости при 25 °С, Вт/(м*К) 0.0746
Коэффициент теплопроводности паров при 25 °С и атм давлении, Вт/(м*К) 0.012
Растворимость воды в хладагенте при 25 °С, мас.%
Предел воспламеняемости в воздухе (0,1 МПа), об.% Нет
ODP (потенциал разрушения озона )
HGWP (потенциал глобального потепления) 0.94
ПДК (предельно допустимая концентрация при вдыхании), млн-1 1000
Вес нетто в стандартном металлическом баллоне (кг) 10.9

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

Химическая формула Наименование Техническое обозначение Температура плавления, °C Температура кипения, °C Относительная молекулярная масса
CFH3 фторметан R-41 -141,8 -79,64 34,033
CF2H2 дифторметан R-32 -136 -51,7 52,024
CF3H трифторметан R-23 -155,15 -82,2 70,014
CF4 тетрафторметан R-14 -183,6 -128,0 88,005
CFClH2 фторхлорметан R-31 -9 68,478
CF2ClH хлордифторметан R-22 -157,4 -40,85 86,468
CF3Cl трифторхлорметан R-13 -181 -81,5 104,459
CFCl2H фтордихлорметан R-21 -127 8,7 102,923
CF2Cl2 дифтордихлорметан R-12 -155,95 -29,74 120,913
CFCl3 фтортрихлорметан R-11 -110,45 23,65 137,368
CF3Br трифторбромметан R-13B1 -174,7 -57,77 148,910
CF2Br2 дифтордибромметан R-12B2 -141 24,2 209,816
CF2ClBr дифторхлорбромметан R-12B1 -159,5 -3,83 165,364
CF2BrH дифторбромметан R-22B1 -15,7 130,920
CFCl2Br фтордихлорбромметан R-11B1 51,9 181,819
CF3I трифториодметан R-13I1 -22,5 195,911

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.

Ответы знатоков

Восходитель…:

Фреон (хладон) – особое вещество, использующееся в качестве хладагента в промышленных и бытовых системах кондиционирования. Основное достоинство фреона заключется в том, что он позволяет сделать такие системы компактными

Особенно это важно для бытовых приборов, таких как холодильник и кондиционер. Фреон — газ, не имеющий ни цвета, ни запаха

Нормальная температура кипения фреона фреон (в зависимости от типа) не превышает -40оС. Помимо основных физических показателей, любой фреон, используемый в промышленности или в быту, имеет важные характеристики – критическую плотность, давление, температуру. На различиях в этих основных свойствах и построена классификация фреонов, используемых для работы холодильного оборудования и систем кондиционирования. Отличаются приведенные выше типы фреонов как технологией изготовления, так и типом оборудования, для которого они предназначены. Системы кондиционирования с высоким давлением хладагента чаще всего предназначены для использования фреона R410A, в свою очередь, фреон R22 получил широкое применение в кондиционерах с низким давлением хладагента. Зависимость температуры кипения фреонов от давления t °C promxolod m /freon

Серёга:

Не могу найти, какая (хотябы примерно) температура кипения фреона в кондиционерах? И вообще в системе кондиционирования

Например, при использовании R410A, хотя не важно

*Run Away Bride*:

Температура кипения фреона-12 при атмосферном давлении —29,8°С, температура замерзания — 155 °С, холодопроизводительность — 161,5 кДж/кг. Фреон-22 (дифтор-монохлорметан CHF2C1) по своим рабочим свойствам превосходит фреон-12. Жидкий фреон-22 может растворить в 8 раз больше воды, чем фреон-12. При высоких температурах он растворяется в масле, нейтрален к металлам, взрывоопасен Так же как фреон-12, обладает высокой текучестью. Температура кипения фреона-22 при атмосферном давлении —40°, температура замерзания —160 °С, холодопроизводительность — 21717 кДж/кг, Фреон-22 применяется в низкотемпературных холодильных установках.

На ближайшую перспективу намечено освоить производство более прогрессивного холодильного агента — фреона-502. По своим физико-химическим и физиологическим свойствам фре-он-502 близок к фреону-22, при атмосферном давлении имеет температуру кипения —45,6 СС.

Аммиак (NH3). Аммиак — это бесцветный газ с резким запахом. Аммиак не взаимодействует с черными металлами, но при наличии влаги разъедает цинк, медь и их сплавы. Аммиак и вода имеют высокую взаимную растворимость. В одном объеме воды растворяется до 1000 объемов аммиака. Допустимое содержание воды в аммиаке не более 0,2%. При утечках аммиака через неплотности его легко можно обнаружить по запаху. Для определения мест утечки применяют индикаторные бумажки, пропитанные специальным раствором. При наличии аммиака индикаторная бумажка приобретает малиновую окраску.

Sherzod Shakadirov:

-45 градусов, это в балончике написано.

alehander gukk:

смотря как он разбавлен

Сергей Гаврилов:

Фреон, не замерзнет, при наших морозах

Vegach:

-150 -190 градусов Цельсия, в зависимости от вида фреона )

Добрый Демон:

На практике имеет значение не температура замерзания, а температура «кипения», испарения.. . Для наиболее распространённого сейчас «Фреон — 22» составляет -40,9 град С.

Александр:

Видов фреонов больше 70-ти! Я так понимаю, вас интересует температура конденсации и испарения?Есть специальная «линейка холодильщика» или приложение на телефон CoolApp, и много ещё подобных, подробней как пользоваться здесь написано s masterxoloda /1/linejka-holodilshhika-sovremennyj-variant

Область V — Граничная область.

В 90% случаев приходится работать именно в этой области, так как сжиженный газ, не поддавленный инородным газом, находится в состоянии кипения.

Давление газа соответствует давлению насыщенных паров при данной температуре, кавитационный запас на уровне границы раздела фаз строго равен НУЛЮ.

Располагаемый кавитационный запас системы на входном патрубке насоса определяется высотой столба жидкости относительно входного патрубка минус потери на входном трубопроводе.

В этой области допускается как применение жидкостных насосов так и компрессоров, однако применение жидкостных насосов в этой области связано с преодолением определенных трудностей.

Типичная проблема при эксплуатации ЖИДКОСТНЫХ НАСОСОВ при подаче сжиженных газов — насос не качает, срывает поток.

Проблемы возникают по причине ошибок в проектировании (редкие, но очень болезненные случаи), из-за ошибок при обвязке насоса по месту, эксплуатации насоса.

Основная причина проблем — частичный или полный переход перекачиваемой среды в газовую фазу в области входного штуцера и/или рабочей камеры жидкостного насоса, кавитационный срыв потока.

Применять жидкостные насосы в этой области надо крайне осторожно, по возможности рекомедуется применять дожимные компрессоры или насос-компрессоры. Достаточно часто на практике мы встречаемся с применением жидкостных насосов в этой области, так как это наиболее экономически эффективное решение (иногда единственное возможное при применении оборудования Haskel)

Пример: Подача сжиженного газа в процесс под давлением, превышающим давление на входе в 36 и более раз

Достаточно часто на практике мы встречаемся с применением жидкостных насосов в этой области, так как это наиболее экономически эффективное решение (иногда единственное возможное при применении оборудования Haskel).
Пример: Подача сжиженного газа в процесс под давлением, превышающим давление на входе в 36 и более раз.

Если Вам приходится эксплуатировать жидкостные насосы в этой области рекомендуем учесть следующие рекомендации:

  • Предусмотрите линию сброса газа на нагнетании насоса — это позволит Вам предварительно заполнить насос жидкой фазой перед пуском насоса
  • Обеспечьте максимальный кавитационный запас системы NPSHa — превышение давление на входе в насос над давлением насыщенных паров, для этого:
  • По возможности уберите местные сопротивления на входной магистрали: запорные, регулирующие клапаны, фильтры, сужения потока, резкие повороты потока.
  • При выборе места установки насоса нужно помнить, что труба — не только источник дополнительного сопротивления, но и источник подвода теплоты. Устанавливайте насос как можно ближе к питающему резервуару, обеспечьте теплоизоляцию всасывающего трубопровода.
  • Устанавливайте насос как можно ниже уровня резервуара, в идеале — на нижних этажах, в подвале и проч. Каждый метр заглубления насоса ниже уровня жидкости в резервуаре значительно снижает риск разрыва потока на входе.
  • По возможности обеспечьте постоянный расход через насос, при низкой скорости потока и особенно при остановке насоса жидкость успевает нагреваться за счет теплообмена с окружающей средой что приводит к срыву потока.
  • Обеспечьте наилучшие кавитационные характеристики насоса:
  • Применяйте по возможности двухплунжерную конструкцию, исплонения для отключения пневматического привода на цикле всасывания.
  • По возможности ограничивайте скорость насоса, особенно на цикле всасывания.

Если все вышеперечисленное не помогло:

  • Обеспечьте местное охлаждение входного трубопровода непосредственно перед входным штуцером насоса.
  • Поставьте один или несколько дожимных компрессоров или насос-компрессоров перед насосом. Установки с компрессором первой ступени и насосом второй ступени обычно сводят риск срыва потока к нулю.

История появления

Фреон R404a вышел на рынок в 1993 году в качестве заменителя R502. 404-ый хладагент считается озонобезопасным, его потенциал разрушения озонового слоя равен нулю. Также газ не оказывает значимого парникового эффекта. Причиной разработки стал Монреальский протокол, подписанный в 1989 году.

Начиная с 2000 годов, производители начали массово выпускать оборудование, в котором изначально использовался хладон r404a. в основном это промышленные и бытовые холодильные установки.

18 декабря 2000 года Significant New Alternatives Policy (SNAP) Program (программа политики существенно новых альтернатив) постановила, что хладагент R-404a допустимо использовать как альтернативу R-502 в:

  1. Холодильных складах;
  2. Для перевозок с охлаждением;
  3. Торговых (пищевых и непищевых) автоматах;
  4. Охлаждающих автоматах;
  5. Промышленных холодильных автоматах;
  6. Домашних морозильных камерах.

Многие производители стали регистрировать свои торговые марки хладагента. Некоторые из них немного изменяли соотношение компонентов, или добавляли незначительную примесь другого газа. Но существенных отличий в характеристиках не добились. Торговые марки, являющиеся аналогами хладагента R404a:

  • ГФУ-404
  • HFC 404 A
  • SUVA HP62
  • FX70
  • Genetron 404a
  • Forane 404a
  • Solkane 404a

Маркировка на баллоне хладагента DuPont SUVA HP62, аналога R404a

Характеристики хладагента R404A на линии насыщения

В состоянии насыщенной жидкости

Температура Давление Плотность Энтальпия Энтропия
° С насыщения, МПа кг/м3 кДж/кг кДж/(кг*К)
-50 0.851 1314.12 137.8 0.751
-45 1.081 1299.839 143.5 0.777
-40 1.358 1285.173 149.3 0.802
-35 1.688 1270.1 155.3 0.827
-30 2.077 1254.598 161.3 0.851
-25 2.532 1238.637 167.4 0.876
-20 3.061 1222.189 173.6 0.901
-15 3.671 1205.217 180 0.926
-10 4.371 1187.681 186.5 0.95
-5 5.167 1169.535 193.2 0.975
6.07 1150.724 200 1
5 7.088 1131.185 207 1.025
10 8.229 1110.838 214.2 1.05
15 9.504 1089.592 221.6 1.076
20 10.922 1067.331 229.2 1.101
25 12.493 1043.909 237.1 1.127
30 14.229 1019.138 245.3 1.154
35 16.14 992.77 253.8 1.181
40 18.237 964.463 262.7 1.209
45 20.533 933.725 272.1 1.238
50 23.041 899.803 282.2 1.268

В состоянии насыщенного пара

Температура Давление Плотность Энтальпия Энтропия Теплота
° С насыщения, МПа кг/м3 кДж/кг кДж/(кг*К) парообразования, кДж/кг
-50 0.814 4.407 339.2 1.657 201.3
-45 1.038 5.532 342.4 1.651 198.9
-40 1.309 6.873 345.7 1.646 196.3
-35 1.632 8.457 348.9 1.642 193.6
-30 2.015 10.316 352.1 1.638 190.8
-25 2.463 12.484 355.3 1.635 187.9
-20 2.986 14.999 358.4 1.632 184.7
-15 3.59 17.902 361.4 1.63 181.4
-10 4.283 21.242 364.4 1.628 177.9
-5 5.074 25.07 367.4 1.626 174.2
5.97 29.447 370.2 1.624 170.2
5 6.982 34.443 372.9 1.622 165.9
10 8.118 40.141 375.5 1.621 161.4
15 9.387 46.637 378 1.619 156.4
20 10.8 54.048 380.3 1.617 151.1
25 12.366 62.517 382.4 1.615 145.3
30 14.096 72.226 384.3 1.613 139
35 16 83.404 385.9 1.61 132.1
40 18.09 96.357 387.2 1.607 124.5
45 20.377 111.504 388 1.603 115.9
50 22.875 129.45 388.4 1.597 106.2

Лучшие ответы

Юлия Вдовиченко:

Процесс охлаждения в холодильнике основан на физическом явлении поглощения тепла при кипении (испарении) жидкости. Хладагент, то есть рабочее вещество холодильника с температурой кипения от — 150 до — 30°C, циркулирует в замкнутом контуре, доводится до кипения при низком давлении и, испаряясь, отнимает теплоту у охлаждаемого тела. Температура кипения жидкости зависит от физической природы жидкости и от давления окружающей среды. Чем выше давление, тем выше температура кипения жидкости и, наоборот, чем ниже давление, тем при более низкой температуре жидкость закипает и испаряется. При одинаковых условиях разные жидкости имеют разные температуры кипения. Например, при нормальном атмосферном давлении вода закипает при температуре +100°С, этиловый спирт +78°С, фреон R-22 минус 40,8°С, фреон R-502 минус 45,6°С, фреон R-407 минус 43,56°С, жидкий азот минус 174°С. Жидкий фреон, являющийся в настоящее время основным хладагентом холодильников, при нормальном атмосферном давлении немедленно вскипает. При этом происходит интенсивное поглощение тепла из окружающей среды, сосуд покрывается инеем из-за конденсации и замораживания паров воды из окружающего воздуха. Процесс кипения жидкого фреона будет продолжаться до тех пор, пока либо весь фреон не перейдет в газообразное состояние, либо давление над жидким фреоном не возрастет до определенного уровня и при этом не прекратится процесс испарения его из жидкой фазы. В холодильнике кипение хладагента происходит в специальном, герметичном узле-теплообменнике, который носит название — испаритель. При этом кипящий в трубках испарителя хладагент активно поглощает тепло от материала трубок испарителя. Трубки испарителя омываются воздухом, который в результате охлаждается. Для того, чтобы процесс кипения хладагента в испарителе происходил непрерывно, необходимо постоянно из испарителя удалять газообразный и «подливать» жидкий хладагент. Процесс конденсации паров жидкости происходит при температуре, зависящей от давления окружающей среды. Чем выше давление, тем выше температура конденсации. Пары фреона R-22 конденсируются в жидкость при давлении 23 атмосферы уже при температуре +55°С. Процесс конденсации паров хладагента в жидкость сопровождается выделением в окружающую среду большого количества тепла. В холодильнике конденсация паров хладагента происходит в специальном, герметичном теплообменнике, называемом конденсатором. Для удаления паров хладагента из испарителя и создания необходимого для конденсации давления используется специальный насос — компрессор. Элементом холодильной установки является также регулятор потока хладагента, так называемая дроссилирующая капиллярная трубка. Все элементы холодильной машины соединяются трубопроводом в последовательную цепь, обеспечивая тем самым замкнутую систему.

Руберт Польский:

Потому что он для этого придуман, электроэнергия превращается в холод

Сергей:

Тепловой насос, откачивает тепло из холодильника и передаёт его наружу, на радиатор для охлаждения.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *