Основные сведения о фреонах

Фреоны — фторсодержащие производные углеводородов метанового и этанового рядов, которые используют как хладагенты. Их достоинства — практическая безвредность для человека по сравнению с аммиаком, негорючесть большинства марок и широкий выбор температур кипения. Обозначение по ГОСТ и ISO — буква R и число: R22, R134a, R404A; смеси имеют номера серий 400 (зеотропные) и 500 (азеотропные).

Все расширяющееся использование фреонов в качестве хладагентов объясняется в первую очередь их практической безвредностью для человека (по сравнению с аммиаком), а также хорошими термодинамическими характеристиками, позволяющими выбрать оптимальный хладагент, соответствующий требуемым температурам кипения и конденсации.

Отличительными особенностями фреонов являются малая токсичность, негорючесть, взрывобезопасность, достаточно высокая термостойкость и химическая инертность. Все перечисленные выше качества обеспечивают надежную и безопасную эксплуатацию холодильних установок. Однако следует помнить, что в присутствии открытого пламени и при соприкосновении с горячими поверхностями (с температурой выше 550 °C) фреоны разлагаются с образованием хлористого и фтористого водорода, которые вызывают сильное раздражение слизистых оболочек. В продуктах разложения присутствуют также следы ядовитого газа — фосгена.

R12 и R22

Наиболее широко в качестве хладагентов применяют R12 и R22. В одноступенчатых установках, работающих при температурах кипения −25 °C и выше, используют в основном R12. Применение R12 наиболее эффективно в установках, работающих при высоких температурах конденсации.

Объемные холодопроизводительности R22 и аммиака близки, однако при снижении температуры кипения до −70 °C у R22 становится в 1,5 раза выше, чем у аммиака. Поэтому R22 широко применяют в низкотемпературных холодильных установках: в одноступенчатых (до температур −40 °C), в двухступенчатых (до −70 °C), а также в верхних ветвях каскадных установок.

Жидкий R22 в отличие от R12 хорошо проводит электрический ток, снижает электрическое сопротивление изоляции обмоток встроенных электродвигателей герметичных и бессальниковых компрессоров и насосов, а в случае попадания на проходные контакты может вызвать короткое замыкание. По этой причине при проектировании герметичных компрессоров и насосов, работающих на R22 к изоляциям обмоток электродвигателей предъявляют повышенные требования.

R502, R114, R13 и другие

Весьма перспективным хладагентом является R502, представляющий собой азеотропную смесь R22(48,8% массы) и R115(51,2% массы). Он имеет существенные преимущества перед R22: более низкую температуру конца адиабатного сжатия, меньшее отношение давлений при заданных температурах конденсации и кипения хладагента, наиболее высокие значения объемной холодопроизводительности в широком интервале температур кипения, возможность получения температур до −40 °C при нормальном давлении в картере компрессора. Эти достоинства R502 позволяют создавать простые, компактные и надежные в эксплуатации одноступенчатые низкотемпературные холодильные установки.

R114 и RC318 имеют высокие температуры кипения при атмосферном давлении и поэтому их применяют в качестве хладагентов в установках кондиционирования воздуха и в тепловых насосах.

В нижних ветвях каскадных холодильных установок при температурах кипения от −70 до −90 °C широко используют R13, R14, R23. В последние годы R13 начинает вытесняться R23, у которого по сравнению с R13 при температурах от −50 до −100 °C меньше вязкость и значительно выше коэффициенты теплоотдачи, что позволяет уменьшить размеры теплообменных аппаратов.

Для получения низких температур в установках умеренного холода (−90…−140 °C) применяют R14. Он имеет весьма низкую критическую температуру (—45,5 °C) и поэтому обычно является рабочим веществом нижних ветвей трехкаскадных установок. Бромированный фреон R13 может быть использован в качестве хладагента для создания низких температур кипения (до −60 °C) в одноступенчатых холодильных установках с охлаждением конденсаторов водой.

Чистота системы

Фреоны, являясь хорошими растворителями, легко смывают с внутренних поверхностей холодильного оборудования и трубопроводов различные загрязнения, окалину.

Для предотвращения загрязнений системы компрессоры, аппараты и холодильные агрегаты подвергают тщательной очистке на заводах-изготовителях, стальные трубы пассивируют. Машины, аппараты и трубопроводы промывают хорошим растворителем, например авиационным бензином, закрывают заглушками, которые снимают непосредственно перед присоединением аппаратов к другим элементам холодильной установки.

Все фреоновые установки имеют фильтры для тонкой очистки хладагента в процессе эксплуатации от случайных загрязнений, продуктов распада масла и др. Обычно фильтры устанавливают на жидкостной линии после конденсатора, перед приборами автоматики, а в некоторых случаях и на всасывающих трубопроводах, например перед винтовыми компрессорами.

Свойства одного из самых распространённых фреонов прошлых лет, R22, и чем его заменяют — в статье по ссылке в тексте, а состав современной замены R22 — в статье хладагент R407C.

Из чего делают фреон

Фреон делают из простых углеводородов — метана, этана, пропана, — замещая в их молекулах атомы водорода на фтор, а в старых фреонах ещё и на хлор. Например, R22 получают из хлороформа и фтористого водорода, R134a — из трихлорэтилена фторированием в несколько стадий. Современные хладагенты серии R400 — смеси двух-четырёх таких веществ, гидрофторолефины R1234yf и R1234ze — производные пропилена.

Где используется фреон

Свойства отдельных хладагентов — в статье хладагенты холодильных машин.

Частые вопросы

Что такое фреон?

Общее название фторсодержащих хладагентов — производных метана и этана, где атомы водорода частично или полностью замещены фтором и хлором. Например, R22 — хлордифторметан, R134a — тетрафторэтан.

Как расшифровывается обозначение фреона?

R — refrigerant, цифры кодируют состав молекулы: для R134a это 2 атома углерода, 2 водорода и 4 фтора. Серия 400 — зеотропные смеси (R404A, R407C), серия 500 — азеотропные (R507), 600 — углеводороды, 700 — неорганические вещества (R717 — аммиак).

Из чего делают фреон?

Из метана, этана и других простых углеводородов, в молекулах которых водород частично или полностью замещают фтором (а в старых фреонах — и хлором); многие современные фреоны — смеси таких веществ.

Читайте также

• Применение хладагентов
• Свойства рабочих веществ холодильных машин
• Области применения холодильных агентов
• R134a