Kas yra š altnešiai? Tai specialūs skysčiai. Jie naudojami oro kondicionieriuose ir šaldytuvuose. Š altnešio fazė keičiasi iš skysčio į dujas, kai sugeria šilumą, ir grįžta į skystį, kai kompresorius suspaudžia dujas. Idealus š altnešis pasirenkamas atsižvelgiant į termodinamines savybes. Jis turi būti neėsdantis, saugus, netoksiškas ir nedegus.
Trumpa š altnešių istorija
Belgų mokslininkas Fredericas Sworthsas XX amžiaus dešimtojo dešimtmečio pabaigoje pradėjo CFC sintezę. Jo atradimas įvyko po to, kai chloridas anglies tetrachloride buvo pakeistas futuridu CFC-11 ir CFC-12 sintezei. Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje Thomas Midgley jaunesnysis patobulino sintezės procesą ir metė iššūkį CFC naudojimui kaip š altnešiui, siekiant pakeisti tuo metu dažniausiai naudojamą amoniaką, chlormetaną ir sieros dioksidą.
Jie buvo kenksmingi, degūs, o kai kurie net toksiški. Dažniausiaiš altnešis buvo CFC, vadinamas Freonu – „DuPont“prekės ženklu „R-12“šaldytuvui. Pagal praėjusio amžiaus 30-ųjų reikalavimus šie š altnešiai atrodė idealūs, moksliškai pagrįsti ir saugesni, nerūdijantys dujos ir pigūs gaminti.
Tik aštuntajame dešimtmetyje buvo nustatyta, kad chloro molekulės visiškai ardo ozono sluoksnį ir buvo uždraustos. Aštuntajame dešimtmetyje mokslininkai išsiaiškino, kad š altnešis amoniakas trukdo į juos prasiskverbti infraraudoniesiems spinduliams, nes jie kaupiasi atmosferoje ir sukelia šilumos perdavimą, o tai lemia klimato kaitą, todėl šis junginys buvo uždraustas.
1990-aisiais ir 2000-aisiais CFC buvo pakeisti HCFC (hidrochlorfluorangliavandeniliais), o labiausiai paplitęs HCFC yra „R-22“, kuris turėjo daug mažiau niokojančio poveikio ozonui, tačiau vis tiek buvo pavojingas. Norėdami išspręsti ozono sluoksnio ardymo problemą, mokslininkai sugalvojo HFC, kuriuose nėra chloro. Tačiau vėliau jie suprato, kad HFC vis dar kenkia aplinkai dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
Šiuolaikiniai šaldymo terpių tipai
Europos Komisija įpareigojo nenaudoti š altnešio R134A Europos Sąjungoje parduodamuose sertifikuotuose lengvuosiuose automobiliuose. Iš pradžių šie įgaliojimai buvo numatyti 2011 m. sausio 1 d. Tačiau kadangi naujasis š altnešis dar nebuvo prieinamas bendrajai rinkai, šis terminas buvo pratęstas iki 2013 m. sausio 1 d.
Nuo 2017 m. sausio mėn. visi naujai užregistruotitransporto priemonių buvo reikalaujama naudoti alternatyvų š altnešį. 2018 metais tik 60% naujų Europoje pagamintų lengvųjų automobilių naudoja saugų š altnešį. Už Europos Sąjungos ribų parduodamose transporto priemonėse ir toliau naudojamas R134A arba dar pavojingesnis š altnešis.
Pagrindiniai š altnešių tipai:
- CFC – chlorfluorangliavandeniliai.
- HCFC – hidrochlorofluorangliavandeniai.
- HFC – hidrofluoroanglys.
Tačiau visi jie buvo arba artimiausiu metu bus pakeisti dėl poveikio aplinkai. HFO š altnešis dabar pradeda pakeisti CFC, nes jie turi daug mažesnį visuotinio atšilimo potencialą ir neardo ozono, nors kai kurie yra labai degūs. Šiuo metu į rinką patenka 4-osios kartos š altnešiai, kurie pasižymi puikiomis termodinaminėmis savybėmis ir yra draugiški aplinkai.
R12 alternatyvos pasirinkimas
R12 š altnešis vis dar plačiai naudojamas šaldymo įrenginiuose. Iš tiesų, buvo labai sunku rasti tokį, kuris galėtų pakeisti šį universalų š altnešį darbo sąlygomis. R134A yra tinkamiausias šiems tikslams.
R134A ir R12 palyginimas:
- Esant -7 °C garintuvo temperatūrai abiejų š altnešių talpa yra vienoda, o žemesnėje nei -7 °C temperatūroje, jei R12 pakeičiama š altnešiu r134A, aušinimo efektas labai sumažės. Tokiais atvejais vietoj R134A rekomenduojama naudoti š altnešių mišinius. Freonas 134 taip pat gali būti naudojamas esant žemai temperatūraisituacijos.
- R134A šilumos perdavimo koeficientai yra didesni nei R12. Jei jie egzistuoja toje pačioje skystoje fazėje, R134A š altnešio šilumos perdavimo koeficientas yra 27–37%, o dujinėje – 37–45%. Jei jie yra dviejų fazių, skystos ir dujinės, R134A šilumos perdavimo koeficientas yra 28–34 % didesnis garintuve ir 35–41 % didesnis kondensatoriuje.
- R134A vėsinimo efektas yra maždaug 22 % didesnis nei R12. Taigi, R134A masės srautas, reikalingas vienai tonai šaldymo, yra maždaug 18% mažesnis nei R12. Tai reiškia, kad tam tikram šaldymo sistemos pajėgumui reikalingas jo kiekis yra 18% mažesnis nei naudojant R12. Tai reiškia, kad visuose įrenginiuose, kuriuose R12 pakeičiamas freonu 134, š altnešio kiekis, kurį reikia įpilti, yra mažesnis nei R12. Tačiau specifinis R134A tūris yra šiek tiek didesnis nei R12, todėl esant tokiam pat kiekiui aušalo, R134A užimamas tūris yra didesnis nei R12.
- R134A aušinimo efekto padidėjimą kompensuoja padidėjęs jo specifinis tūris. Taigi modifikuotose sistemose įkrautas R134a turėtų būti 5–10 % mažesnis nei R12.
Konvertuoti R12 į R134A
Kai kurie ankstyvieji įrenginiai naudojo amoniaką kaip š altnešį. Tačiau dauguma šiuolaikinių automobilių, pagamintų iki 1995 m., naudojo R12. R12 buvo technologiškai pažangus ir efektyvus ic2 š altnešis, tačiau vėliau buvo nustatyta, kad tai ozono sluoksnį ardančios dujos, todėl jo gamyba ir naudojimas buvo apribotas.
Po 1995 m. jis buvo pakeistas R134A ir vis dar yranaudojamas daugelyje automobilių. Jei namų ūkyje yra senas automobilis su R12 oro kondicionavimo sistema, tuomet vairuotojai patiria didelių problemų papildydami tokią sistemą, atsiradus nuotėkiams ar prižiūrėjus. Pramonė pradėjo gaminti specialius adapterius, po kurių sistemos konvertavimas į R134A tapo paprastas.
Aušinimo sistemos pakeitimai
Norint konvertuoti R12 į R134A, reikia atlikti tik keletą nedidelių sistemos pakeitimų. Laimei, senoje R12 sistemoje naudojamas kompresorius vis tiek veiks su R134A š altnešiu ir bus toks pat efektyvus. Kondensatorius ir garintuvas yra tik šilumokaičiai, todėl jų taip pat nereikia keisti, kad būtų galima naudoti kitą š altnešį.
Vienas iš komponentų, kurį reikia pakeisti, yra džiovintuvas. Paskutinis sistemos elementas, kurį reikės pakeisti, yra slėgio angos. R134A sistemos įkrovimui ir slėgio matavimui naudoja skirtingus prievadus, todėl senus R12 prievadus reikia išimti ir pakeisti arba papildyti adapteriais. Įsigiję reikiamą įrangą, pašalinkite seną š altnešį ir alyvą. Įrengiant naują ic2 š altnešį, taip pat reikia įpilti su R134A suderinamos PAG alyvos, kad kompresorius būtų suteptas.
Pakeitus sistemą iš R12 į R134A, svarbu kelias dienas patikrinti sistemos slėgį, kad įsitikintumėte, jog viskas veikia tinkamai. Jei sistemoje pastebėjote nedidelius nuotėkius, sandariklį užtepkite „Red Angel A/C Stop Leak“.sistema.
Šaldytuvai yra saugesni už freoną
Paprastas HCFC R-22, kuris buvo naudojamas dešimtmečius, nėra toks geras aplinkai, kaip kadaise manė ekspertai. Aplinkos apsaugos agentūra stengėsi palaipsniui atsisakyti š altnešio ir galiausiai jį visiškai uždraudė. R-22 pašalinimas prasidėjo 2010 m. Iki 2020 m. š altnešio naudojimas bus griežtai apribotas ir iki 2030 m. visiškai uždraustas.
Patys aplinkai nekenksmingiausi šiuo metu rinkoje esantys š altnešiai yra „R-290“ir „R-600A“. Jie yra HC arba angliavandeniliai, o jų cheminiai pavadinimai yra „propanas“(R-290), o „izobutanas“– R-600A. Juose 100% nėra halogenų, jie neturi ozono sluoksnio ardymo potencialo ir yra mažiausiai pavojingi galimo visuotinio atšilimo požiūriu. Jie taip pat yra labai efektyvūs energiją, tačiau labai degūs, nes yra angliavandeniliai. Šiuo metu „žaliausi“š altnešių tipai yra R134A, R-407C, R-410A. Šiuos š altnešius gaminantys gamintojai teigia, kad medžiagos yra visiškai saugios.
Cilindras su freonu R134A
Atskleidus žalingą CFC ir HCFC š altnešių poveikį ozono sluoksniui, ši grupė buvo plačiai naudojama kaip pakaitalas. R134A šaldytuve esantis š altnešis yra hidrofluorangliavandenilis (HFC), kurio ozono sluoksnio ardymo potencialas nėra nulinis, o šiltnamio efektas yra nedidelis arba jo nėra.
Šaldytuvas R134Ayra cheminis junginys tetrafluoretanas, susidedantis iš dviejų anglies atomų, dviejų vandenilio atomų ir keturių fluoro atomų. Jo cheminė formulė yra CF3CH2F. R134A š altnešio molekulinė masė yra 133,4, o virimo temperatūra yra 26,1 °C. R134A yra nedegus ir nesprogis, turi normalų toksiškumą ir gerą cheminį stabilumą, šiek tiek didelis afinitetas drėgmei.
R134A yra labai panašus į R12 bendromis fizinėmis ir termodinaminėmis savybėmis. Todėl jis laikomas puikiu pakaitalu. R134 š altnešių savybės yra šios:
- Savaitinio užsidegimo temperatūra – 770 °C.
- Ozono sluoksnio ardymo rodiklis – 04.
- Tirpumas vandenyje 0,11 masės % 25 C.
- Kritinė temperatūra – 122 °C.
- Spalvos kodas: šviesiai mėlyna.
- Visuotinio atšilimo potencialas (GWP)1200.
- Šaldytuvo temperatūra, virimo temperatūra -26,1 °C.
R-407C termodinaminės savybės
Pagal savo savybes jis atitinka R-22 charakteristikas. R-407C yra įprastas š altnešio pakaitalas tiems, kurie nori atnaujinti R-22 įrangą. Hidrofluorangliavandenilių mišinį sudaro pentafluoretanas, difluormetanas ir 1, 1, 1, 2-tetrafluoretanas. Plačiai naudojamas alternatyvus š altnešis, populiarus supakuotuose oro kondicionieriuose ir bešepetėse atskyrimo sistemose, taip pat lengvose oro kondicionavimo ir tiesioginio išsiplėtimo sistemose, naudojamose gyvenamuosiuose, komerciniuose ir pramoniniuose įrenginiuose. R-407C taip pat veikia vidutinės temperatūros šaldymo sistemose ir daugelyjenauji prietaisai.
Nauja įranga, naudojanti azotą kaip sulaikymo įkrovą, geriausiai veikia su R-407C, nes naudojamas poliolio eterinis aliejus. Nors dažniausiai naudojami nauji prietaisai ir šaldymo sistemos, R-407C galima atnaujinti kai kuriose R-22 sistemose, jei į procedūrą įtraukiamas alyvos keitimas. Ši freono alternatyva laikoma nekenksminga aplinkai, nes ji nesuardo ozono.
Ozono sluoksnio ardymo potencialas R-404A
Šiame š altnešyje jis yra 0, kaip ir R-407C ir R-134A. Jis dažnai naudojamas šaldymo sistemoms, kurioms reikalinga nuo -45°C iki 15°C. Jis labiausiai naudingas komerciniam ir pramoniniam transportavimui dėl plataus darbinės temperatūros diapazono. Jis labai panašus į R-22 ir siūlo geresnį našumą. Kadangi R-404A greitai nereaguoja į orą ar vandenį, jis laikomas saugiu daugeliu atvejų. Jis taip pat nedegus, bespalvis ir bekvapis.
Tačiau, kaip ir bet kokio š altnešio atveju, naudotojai visada turėtų imtis atitinkamų atsargumo priemonių, kad apsisaugotų. Tiesioginis kontaktas su R-404A vis tiek gali nuš alti, o dėl per didelio ugnies ar karščio rezervuaras gali plyšti. R-404A yra gana įprastas ir jo galima įsigyti parduotuvėse, kurios specializuojasi tiekiant šildymo ir vėsinimo produktus.
Dviejų hidrofluorangliavandenilių š altnešių, difluormetano ir pentafluoretano, mišinys yraneozono sluoksnį ardantis š altnešis, kuris užtikrina geresnį energijos vartojimo efektyvumą nei R-22 ir R-407C ir kurio sudėtyje nenaudojamas chloras. Manoma, kad jis labiau tinka kaip R-22 pakaitalas dėl didesnio slėgio ir aušinimo pajėgumo.
Funkcija R-410A
Jei vartotojai nusprendžia įsigyti įrenginius, kuriuose naudojamas R-410A, procesas paprastai yra gana paprastas. Tiesą sakant, daugelis oro kondicionierių ir šaldymo įmonių gamina įrenginius, skirtus naudoti su R-410A. Nors jis populiariausias komerciniuose šaldymo įrenginiuose, oro kondicionieriuose ir šaldytuvuose, svarbu pažymėti, kad ši freono alternatyva neveiks A/CR-22 įrenginiuose.
R-410A š altnešių slėgis yra didesnis, todėl reikalingas kitoks kolektoriaus matuoklis, nei įprastai naudojamas su R-22. Š altnešis turi būti pilamas skystu pavidalu ir tik trumpais trūkiais. R-410A parduodamas su keliais prekių pavadinimais: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 ir Puron. Gana lengva nusipirkti internetu ir specializuotose parduotuvėse.
Automobilių oro kondicionierius
A 2006 m. ES direktyva reikalauja, kad visose naujose ES parduodamose transporto priemonėse būtų sumontuoti žemo pasaulinio atšilimo potencialo (GWP) š altnešiai. Riba nustatyta iki 150 GWP, kurią YF šiuo metu gali suteikti. Jo pranašumas yra savaiminio šalinimo savybė - jis visiškai suyra atmosferoje maždaug pervienuolika dienų.
Nepaisant to, kad HFO1234yf buvo priimtas kaip naujas š altnešis, Vokietijai kilo abejonių. Daimler ir kai kurie kiti Vokietijos gamintojai bei reguliavimo institucijos mano, kad YF yra pavojingas dėl didelio degumo. Reaguodama į tai, Vokietija patvirtino kai kurias „Daimler“transporto priemones ir toliau naudoti R134A, o tai prieštarauja ES direktyvai.
Europos Komisija netgi pagrasino teisiniais veiksmais prieš Vokietiją, kuri visiškai neįgyvendino naujų š altnešių išmetimo taisyklių. GM ir Toyota viešai išreiškė savo paramą YF ir pareiškė, kad, jų nuomone, ši medžiaga yra saugi.
Naujų sistemų kaina
Papildoma naujojo YF š altnešio kaina yra 30–50 EUR. YF sistemos yra mažiau efektyvios ir jai reikia papildomai naudoti vidinį šilumokaitį.
Kadangi YF gamybos proceso sąnaudos yra didesnės nei R134A, šiam gaminiui numatomas tiekimo tarifas daugelį metų, ypač nuo 2018 m., kai visose Europos Sąjungoje naujai registruotose transporto priemonėse reikės naudoti š altnešį. išskyrus R134A. nuo R134A.
Kaina padidinta nuo 2018 m. vasario 1 d.:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
R-22 sistemos modernizavimas
R22 pakeitimas R134A yra gana paprastas procesas. Visų pirma, iš sistemos reikia pašalinti visą R22. Tada iš sistemos būtina pašalinti visą tepalinę alyvą(maksimalus sistemoje likusios alyvos kiekis yra 5% viso joje esančio kiekio). Mineralinę alyvą reikia pakeisti sintetiniu esterio aliejumi. Taip pat reikia pakeisti džiovintuvą ir alyvos filtrą.
Reikalingas R134A kiekis sistemoje yra 90–95 % R22. Ant sistemų, kurios buvo atnaujintos naudojant R134A, reikia klijuoti etiketes, kuriose aprašomas naujas š altnešis ir tepalinė alyva. Nors procesas yra lengvas, svarbu jį atlikti atsargiai. R-22 likučiai sistemoje gali sukelti kryžminį užteršimą. Jis skirtas R-22 ir R-134A gali sumažinti automobilio aušinimo sistemos patikimumą ir padidinti kompresoriaus galvutės slėgį iki pavojingo lygio, o tai gali sukelti visišką sistemos gedimą. Be to, R-134A reikalingas specialus alyvos mišinys – poliarilenas.
1987 m. buvo paskelbtas Monrealio protokolas, kuris yra tarptautinė sutartis daugelyje šalių, padedanti kovoti su pažeistu O zonos sluoksniu. Viena iš jo iniciatyvų buvo laipsniškai atsisakyti CFC visame pasaulyje. 1994 m. JAV nutraukė R-12 naudojimą automobilių pramonėje. R-12 buvo pakeistas HFC alternatyva R-134a. 2010 m., pagal Monrealio protokolą, JAV paskelbė, kad palaipsniui atsisakys R-22 naudojimo ateityje. Visi nauji įrenginiai bus skirti HFC R-410A, kuriame nėra chloro.
