Почему в качестве хладагента в компрессионных холодильниках применяется фреон 12 кратко

Обновлено: 01.07.2024

Хладон 12 (Фреон 12, r12) принадлежит к группе хлорфторуглеродов. Химическое название - дифтордихлорметан или дихлоридфлюорметан, обозначение R12, CFC12, специализированнное торговое название - хладон 12, фреон 12.

В обычных условиях это - газ без цвета, с узнаваемым запахом, тяжелее воздуха в 4,18 раза. Относится у числу самых безопасных при эксплуатации и распространенных хладонов. R12 хорошо растворяется в масле, не проводит электрический ток и плохо растворим в воде. Хладон 12 не взаимодествует с металлами в обезвоженном состоянии. Характеризуется высоким потенциалом разрушения озона (ODP=1) и большим потенциалом глобального потепления (GWP=8500). Химическая формула фреона 12 CF₂Cl₂

Область применения хладона 12.

Хладон 12 используется в холодильных установках для обеспечения средних температур (в системах промышленного и бытового назначения, кондиционерах), как пропеллент в аэрозольных упаковках, порообразователь при получении пенопластов, растворитель.

Хладон 12 в виде аэрозоля также находит применение в медицине. Его используют также в фармацефтике, производстве чистящих средств, производстве краски, косметики и инсектицидов. Хладон 12 применяют в производстве стеклотары, очистке воды, восстановлении нефти. Кроме того его используют в оборудовании для контроля утечек.

Требования безопасности.

Хладон 12 является негорючим, невзрывоопасным сжиженным под давлением газом. По степени воздействия на организм относится к веществам 4-го класса опасности. Однако при температуре больше 330 градусов по Цельсию распадается с выделением хлорида водорода, фтористого водорода и фосгена (отравляющий газ). При нормальных условиях хладон 12 является стабильным веществом.

Упаковка.

Хладон 12 обладает очень большой текучестью, и по этому имеет свойство проникать сковзь малейшие неплотности, в том числе и через поры чугуна. Благодаря этому же свойству хладон 12 и холодильные масла усеньшают износ всех деталей, которые взаимодействуют с ним. При производстве прокладок для агрегатов работющих с R12 используют определенные разновидности резины (севанит и паронит), т.к. этот хладагент быстро растворяет обычную резину.

Для хранения Хладона 12 используют баллоны объемом 50 дм³, давление в которых составляет 15 МПа, а также в баллоны вместимостью 32, 40 и 50 дм³, в импортные контейнеры емкостью 800 дм³, массой не более 1420 кг и в контейнеры вместимостью 950 дм³ и массой не более 1775 кг, рассчитанные на рабочее давление не менее 1.27 МПа. Для перевозки больших объемов используют железнодорожные цистерны.

Поверхность баллонов изнутри должна быть тщательно просушена, освобождена от грязи и ржавчины. При этом допускают наличие тонкго прочного слоя окислов и отдельные пятна бурго оттенка.

Перед наполнением баллоны и контейнеры вакуумируют до давления не более 1,33 кПа. Избыточное давление не менее 50 кПа в возвратных баллонах и контейнерах создают только хладоном 12.

Проверка на герметичность также должна проводится у баллонов и контейнеров после заполнения хладоном 12 Вентили должны быть оснащены предохранительными колпаками, которые должны быть опломбированы.

Емкости должны иметь вентилями, испытанными на герметичность избыточным давлением.

Транспортировка, хранение:

Хладон 12 можно перевозить всеми видами транспорта, в случае перевозки по железной дороге виды отправок - мелкие и повагонные.

Фреон 12 хранят в прохладных, сухих, хорошо вентилируемых помещениях. Емкости, в которых находиться хладон 12 должны быть защищены от физических водействий, от источников огня. Должно быть исключено взаимодесйтвие с натрием, калием, кальцием, порошковым алюминием, магнием и цинком. Более подробно условия хранеия R12 описаны в правилах Госпроматомнадзора.

Гарантийный срок хранения продукта 1 год со дня изготовления.

Физико-химические показатели.

Объемная доля примесей, определяемых хроматографическим методом, %, в сумме не более

в том числе объемная доля неконденсирующихся примесей (воздуха или азота), %, не более

При нормальных условиях дифтордихлорметан является стабильным веществом, которое под действием температур выше 400°С может разлагаться с образованием высокотоксичных продуктов: хлористого водорода (2-й класс опасности), фтористого водорода (1-й класс опасности).

Вероятные путти поступления в организм - органы дыхания, поверхность кожи, глаза.

Не опасен на открытом воздухе. В больших концентрациях опасен при вдыхании . Хладон 12 вызвает головокружение, головную боль, слабость, тошноту, ощущение удушья, учащенное сердцебиение. Соприкосновение с жидкостью вызывает обморожение (потеря чувствительности, покраснение кожи, появление пузырей). При пожаре и взрывах возможны ожоги и травмы.

Предельно допустимая концентрация хладона 12, при длительности воздействия 2 ч, соответствует объемной доле его 38,5. 30,4 %.

В аварийной ситуации - противогаз 4П-4М, ПДУ-3 в течение 20 минут, фильтрующий противогаз ФУ-13 с коробкой марки БКФ.

При попадании газа в легкие - рекомендуется свежий воздух, вдыхание кислорода, покой, тепло. При остановке дыхания необходимо провести искусственное дыхание. При попадании на кожу, в глаза - обильно промыть струей воды, в глаза закапать 1-2 капли 30% раствора альбуцида, кожу растереть до появления чувствительности.

Одежда загрязненная хладоном 12 должна быть немедленно снята. Эту одежду не следует одевать без очистки.

Персонал не должен пить, есть, курить, пользоваться косметикой в помещениях, где присутствуют пары хладона 12.

В этой публикации пойдет речь о фреоне R12, характеристиках, свойствах и особенностях хладагента. Для удобства мы собрали их в 2 таблицы. В конце статьи вы найдете диаграммы хладагента R12.

История и применение

Хладагент R12 разработали и начали использовать после 1935 года. Он приме5нялся в кондиционерах, автокондиционерах, холодильниках, морозильных камерах и т.д. Характеристики R12 фреона позволили обеспечить максимальную холодопроизводительность. Он известен под названиями и торговыми марками:

Freon 12;
R-12;
CFC-12;
ХФУ-12;
Хладон 12
Halon 122;
Arcton 12;
Forane-12;
E940;
Genetron 12.

16 сентября 1987 года был принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Согласно ему, в мире начали сокращать производство климатического оборудования на R-12. С 1994 года его не выпускают вообще.

При этом производство хладагента R12 не прекращается. Он необходим для работы старого оборудования. Но его со временем модернизируют, меняют на новое, переводят на другие хладоны. По прогнозам, к 2035 году потребность в R12 отпадет.

Сейчас как никогда актуальны качественные заменители CFC-12. Предлагаем прочитать обзор аналогов хладагента R-12. В нем мы рассмотрели самые популярные и эффективные его замены.

Масло для ХФУ-12

Для систем, работающих на R12 фреоне используются минеральные масла. Хотя хладагент также совместим с алкилбензольными. Приводим список минеральных масел, совместимых с R12:

ХФ 12-16;
Mobil Gargoyle Arctic Oil 155, 300;
TOTAL LUNARIA FR 68;
Suniso 3GS, 4GS;
MOTOROL 3GS;
MOGUL ONF

Аналоги хладагента R-12

Замена R12 фреона на другие хладагенты обусловлена его ценой. Некоторое оборудование лучше модернизировать, что не переплачивать в дальнейшем. Универсальной замены 12 хладону нет. Для каждой системы нужно подбирать свой в зависимости от ее характеристик. Вот наиболее распространенные аналоги фреона R-12:

R124; ;
R142b;
R152a;
R227ea;
R401a, R401b, R401c;
R406a;
R409a, R409b;
R414a;
R415a, R415b; .

Некоторые производители продают под видом R12 смесь фреонов R134а и R600а. Их соотношение в этом газе 50/50. В основном ее используют в автомобильных кондиционерах. При замене необходима доработка системы, а именно:

Полная очистка и продувка сжатым азотом;
Замена уплотнителей;
Замена масла на полусинтетическое или синтетическое;
Иногда – замена фильтра-осушителя;
Иногда – замена компрессора.

Популярность пользуется также пропан-бутановая смесь (ПБС). У нее хорошие показатели холодопроизводительности. в зависимости от соотношения пропана и бутана можно подобрать характеристики. Но большинство климатических систем также требует доработки.

Чем можно заменить фреон R-12 в холодильнике

Есть два варианта замены R12 хладона в холодильнике: с доработкой системы и без нее. Второй вариант более дешевый, но производительность холодильника снизится. Для замены R12 можно использовать следующие фреоны:

R406a;
R401a, R401b, R401c;
R409a, R409b.

Для перехода на R406a, R409a и R409b не требуется замена компрессорного масла. Они совместимы с минеральными и алкилбензольными (AB). Хладагенты R401a, R401b, R401c работают только с алкилбензольным и синтетическим маслом.

Как вариант, можно перевести холодильник на хладагент R134a или R600a. В первом случае потребуется замена масла на синтетическое. R600a фреон (изобутан) работает с минералкой. Но при ретрофите системы может потребоваться замена компрессора. Специалист должен определять это в каждом конкретном случае.

Характеристики фреона R12, таблица

Характеристики R12	Значение
Формула	CCl2F2
Молярная масса	120,91 г/моль
Плотность жидкости при -29,8 °C	1,486 г/см3
Плотность газа при -29,8 °C	6,25 кг/м3
Температура замерзания	−157,7 °C
Температура кипения	−29,8 °C
Критическая температура	+113 °C
Критическое давление	4,17 МПа
Критическая плотность	4,789 моль/л
Теплота испарения	166,95 кДж/кг
Растворимость в воде при +20 °C	0,286 г/л
Растворимость в спирте, бензине	Растворим
Коэффициент распределения	2,16
Давление пара при +20 °C	568 кПа
Магнитная восприимчивость	−52,2·10−6 см3/моль
Теплопроводность при +27 °C	0,0097 W/(m·K)
Внешний вид	Бесцветный
Запах	Эфир
Озоноразрушающий потенциал ODP	1
Потнциал глобального потепления GWP	8100

Зависимость температуры и давления R-12

В таблице указано относительное (избыточное) давление в бар (атм). Оно является разницей между давлением газа и атмосферным. Например, если значение P,bar = 1,007, то газ находится под давлением 1+1,007=2,007 бар.

t, °C	P, psig	P, bar	t, °C	P, psig	P, bar
-40	11	-0,759	15.6	57,7	3,979
-37.2	8,4	-0,579	18.3	63,8	4,400
-34.4	5,5	-0,379	21.1	70,2	4,841
-31.7	2,3	-0,159	23.9	77	5,310
-28.9	0,6	0,041	26.7	84,2	5,807
-26.1	2,4	0,166	29.4	91,8	6,331
-23.3	4,5	0,310	32.2	99,8	6,883
-20.6	6,7	0,462	35	108	7,448
-17.8	9,2	0,634	37.8	117	8,069
-15	11,8	0,814	40.6	127	8,759
-12.2	14,6	1,007	43.3	136	9,379
-9.4	17,7	1,221	46.1	147	10,138
-6.7	21	1,448	48.9	158	10,897
-3.9	24,6	1,697	51.7	169	11,655
-1.1	28,5	1,966	54.4	181	12,483
1.7	32,6	2,248	57.2	194	13,379
4.4	37	2,552	60	207	14,276
7.2	41,7	2,876	62.8	220	15,172
10	46,7	3,221	65.6	234	16,138
12.8	52	3,586

Техника безопасности

R12 хладагент находится в баллонах под давлением. При нагревании может взорваться. Для человека опасен тем, что в закрытых помещениях вытесняет кислород. Предельно допустимая концентрация при вдыхании на протяжении более 8 часов:

4950 мг в куб. м.;
1000 частей на миллион.

При вдыхании на протяжении долгого времени или в большой концентрации хладон R12 опасен для здоровья. Может привести к:

Нарушениям дыхания;
Кислородной недостаточности;
Сердечной недостаточности;
Потере сознания;
Смерти.

При попадании в глаза, их необходимо промывать большим количеством воды 15 минут. Если человек носит контактные линзы – их необходимо снять. Вода должна быть теплой, с минимум примесей.

При попадании ХФУ R-12 на кожу возможно обморожение. Действуйте как при любом переохлаждении. Согрейте обмороженный участок кожи, обмывая ее теплой водой.

При вдыхании нужно поместить пострадавшего на свежий воздух. Если есть нарушения дыхания, используйте реанимационную технику рот-в-рот. Если дыхание не нормализуется в течении 3-5 минут, вызывайте скорую помощь.

Диаграмма R12 хладагента

В этой статье мы привели особенности и характеристики R12 фреона. Свои вопросы вы можете задать в комментариях. Не забудьте поделиться информацией с друзьями и коллегами!

Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин– в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.

Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента – компрессор и дросселирующее устройство.

Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.

Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.

Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.

Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.

Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.

Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.

Из холода в жар

Однако здесь есть некоторые тонкости — эффективность холодильной машины уменьшается при падении температуры на испарителе и ее росте на конденсаторе. Это связано с тем, что теплообмен между двумя веществами происходит тем быстрее, чем больше разница их температур. А поскольку температура кипения хладагента постоянна, то, чем ниже температура в испарителе, тем медленнее идет теплообмен и тем меньше тепла он вырабатывает при той же потребляемой мощности. И при температуре окружающей среды до -5…-10°С эффективность кондиционера как отопительного прибора становится невысока.

Поэтому использовать кондиционер для отопления дома или квартиры можно, только если температура зимой не падает ниже -5°С.

В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.

Виды компрессоров

Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.

Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.

Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:

Несбалансированность однопоршневого компрессора является причиной высокого уровня шума и вибраций при работе.
Большое количество движущихся деталей приводит к ускоренному износу и снижению ресурса.
Опасность поломки при быстром повторном пуске. Сразу после остановки в цилиндре компрессора наличествует высокое давление. Если в этот момент включить компрессор, создается критическая нагрузка на двигатель, могущая привести к его повреждению.

Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.

Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.

Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.

Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.

Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.

Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.

Типы хладагентов

В качестве хладагента в холодильных машинах используются различные жидкости и газы — аммиак, пропан, фреоны (смеси углеводородов). Используемый в холодильной машине хладагент сильно влияет как на ее характеристики, так и на условия эксплуатации. Например, кондиционер, заправленный фреоном R-134a (температура кипения -26,5 °С) при -30 на улице работать в режиме обогрева не будет вообще — фреон просто не вскипит в наружном блоке. Более того, попытка включения кондиционера в таких условиях с большой вероятностью приведет к его поломке — попадание жидкости (а не газа) в компрессор обычно выводит его из строя.

В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:

Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.

R410A и R407С (хлорофторокарбонат, температура кипения -51,4°С) используются взамен R22. Они не вредят экологии, но требуют большего давления для конденсации, поэтому техника, заправляемая R410 или R407, стоит дороже. Кроме того, при возникновении утечек в системе, заполненной этими фреонами, могут возникнуть проблемы. Эти фреоны состоят из нескольких компонентов, которые улетучиваются неравномерно, поэтому при утечке более чем 40 % R410A дозаправка уже невозможна. Еще хуже обстоит дело с R407C – при возникновении утечки систему следует перезаправлять полностью.

R134 (тетрафторэтан) используется в кондиционерах взамен вышедшего из употребления R12. Температура кипения R134 составляет -26,3°С, поэтому в низкотемпературной технике он не используется. Однако, хоть R134 и не вреден для озонового слоя, он относится к газам, усиливающим парниковый эффект, поэтому безвредным его назвать нельзя.

R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.

Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.

Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.

Фреоны – углеродистые соединения. В состав различных модификаций входят хлор, бром, метан, этан.

Свойства и применение фреонов

Основное применение этих веществ – холодильная техника различного назначения.

Принцип работы холодильной установки следующий: хладагент поэтапно проходит через несколько узлов герметичного контура. Система состоит из компрессора, конденсатора, регулятора потока и испарителя:

Пары фреона вбирает компрессор. В этом узле повышается давление (15-20 атмосфер) температура (до 90º).
В конденсаторе вещество переходит в жидкое состояние.
В узле регулятора потока давление снижается, часть фреона переходит в газообразное состояние.
В испарителе процесс перехода завершается.
Цикл возобновляется сначала.

При испарении происходит большое поглощение тепла, это и создает холодильный эффект.

Виды хладагентов

Классификация фреонов происходит по химическому составу, он же определяет эксплуатационные свойства.

Хлорсодержащие (в их числе распространенный фреон r12).
Бромсодержащие.
Фторуглеводородные (например, заменитель r12 – r134a).
Фторуглеродные.
Хлорфторуглеродные.

Главное эксплуатационное свойство фреонов – степень воздействия на озоновый слой. Наиболее вредными для атмосферы считаются первые две группы веществ. Хлорфторуглероды оказывают меньшее разрушительное воздействие на озон, остальные (с содержанием метана, этана) озонобезопасны.

Характеристики и сферы применения хладагента R12

Фреон r 12 – бесцветный газ, обладающий следующими свойствами:

Невзрывоопасен.
При температуре свыше 330º разлагается на несколько компонентов, в числе которых токсичный газ фосген.
Нейтрален к металлам.
Сильный растворитель органики (при изготовлении синтетических прокладок используются специальные виды резины – паронит и т.д.).
Растворим в маслах, слаборастворим в воде.
Не является проводником тока.
Высокая текучесть.

Т.к. r12 относится к числу хлорсодержащих фреонов, его использование постепенно сокращается по соображениям экологической безопасности. Современные модели холодильного оборудования адаптированы под новые модификации хладагентов. Но поскольку большая часть оборудования, работающего на этом фреоне, пока находится в процессе эксплуатации, спрос на него существует.

Основные производители

Поскольку западные и японские компании активно переходят на производство экологически безопасного фреона r134a, а в России разработаны собственные аналоги, на рынке наиболее распространен хладагент r12 китайского производства.

Стоимость R12

Фреон реализуется в фасовках 1 кг, 13,6 кг и далее: до 900 килограммов в спецконтейнерах, до 22 тонн – в ISO танках. Средняя цена китайского баллона 1 кг около 800 рублей, 13,6 – около 7 тысяч.

Читайте также: