Фреон R-22: характеристики, особенности
Фреон R22 – наиболее распространенный в практическом использовани и хладагент до введения ограничений на трансграничные поставки и запрета на применение продуктов группы ГХФУ в соответствие с Монреальским протоколом и требованиями европейского законодательства. При этом, остается востребованным и в наши дни, так как в эксплуатации еще находится большое количество низко- и среднетемпературной холодоснабжающей и климатической техники бытового, коммерческого и производственного назначения, произведенной до ужесточения экологических требований и не модернизированной для применения новых, безопасных хладагентов. Фреон R22 также повсеместноиспользуется в производстве фторорганических продуктов, в качестве пропеллента и компонента других хладагентов, выполняет функцию порообразователя при изготовлении пенопластов.
Описание
Фреон R22 (имеет химическое название – дифторхлорметан, формула — CF2ClH) принадлежит к группе хлорфторуглеводородных органических соединений (ГХФУ). Представляет собой бесцветный однокомпонентный инертный газ, имеет не сильно выраженный запах хлора. Переходит в жидкую фазу при высоком давлении. Хладагент обладает химической нейтральностью при взаимодействии с металлами, химической стабильностью, хорошим и термодинамическими и теплофизическими характеристиками, высоким давлением в условиях высоких температур, слабой растворимостью в воде. R22не взрывоопасен и не токсичен, при этом способен разлагаться при температуре свыше 400°C с выделением продуктов, имеющих высокий уровень токсичности. По сравнению с R12 и R502, для замены которых он был разработан, имеет низкий озоноразрушающий потенциал, равный 0,055. В то же время, ПГП (GWP)хладагента достаточно велик – 1700. Другие его физические характеристики:
- Температура кипения:-40,85 °С.
- Критическая температура: +96 °С.
- Критическое давление: 4,98 МПа.
- Молекулярная масса: 86,47г/моль.
- Критическая плотность: 525 кг/м³
- Вязкость при 0 °С: 12,56мкПа⋅с.
- Водная растворимость при 25°C: 0,3%.
Особенности
- Широкая популярность и повсеместное применение фреона R22 на протяжении многих лет, обеспечивающие наличие большого количества полезной информации.
- Пожаробезопасность, благодаря отсутствию токсичности и взрывоопасности (класс безопасностипо стандарту ASHRAE -A1).
- Низкая температура нагнетания в процессе сжатия в компрессоре.
- Низкий по сравнению с R12озоноразрушающий потенциал.
- Сравнительно неплохие термодинамические и теплофизические свойства, позволяющие поддерживать стабильный температурный режим работающей установки.
- Химическая нейтральность по отношению к большинству используемых конструкционных материалов, продлевающая рабочий ресурс агрегатов.
- Химическая стабильность структуры и свойств при нормальной температуре.
- Невысокая энергозатратность.
- Эффективный заменитель фреонов R12 и R502 в низкотемпературных системах охлаждения.
- Взаимозаменяемость в отношении хладагентаR-410A, а также R-507, R-404A, R-407C при обязательной замене смазочного материала, фильтров-осушителей и промывке контура системы.
- Универсальность фреона R22, позволяющая эксплуатировать его в холодильной и климатической технике разных видов и мощностей.
- Низкая стоимость по сравнению с более экологичными продуктами.
Недостаток фреона R22 – способность разлагаться и выделять высокотоксичные вещества при контакте с открытым пламенем или сильно нагретой поверхностью. Среди отличительных особенностей хладагента также следует отметить его более слабую по сравнению с R12 растворимость в масле. При этом, он обладает свойством хорошо проникать через неплотности и микротрещины.
Для совместной эксплуатации с R22 применяются в основном минеральные, а в отдельных случаях и алкилбензольные масла.
Где купить фреон R22
Купить в Москве фреон R22 быстро и по низкой цене предлагаем в интернет-магазине холодильного оборудования «Дом Холода». На сайте магазина, воспользовавшись каталогом продукции, можно купить фреон R22 дешевои в любом количестве, заказать его доставку в любую точку России.
/ Климат |
Температура кипения в кондиционере : монтаж. Теплота парообразования. Энтальпия хладагента.15.06.2006 |
Температура кипения жидкости зависит от давления окружающей среды. Чем ниже это давление, тем ниже температура кипения. Например, общеизвестно, что вода закипает при температуре 100С. Но это происходит лишь при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.). При повышении давления температура кипения возрастет, а при его понижении (например, высоко в горах) вода закипит при температуре гораздо ниже 100С. В среднем, при изменении давления на 27 мм .рт. ст. температура кипения изменится на 1С. Различные жидкости кипят при разных температурах даже при одинаковом внешнем давлении. Например, жидкий азот кипит при температуре около -77;С, а фреон R-22, который применяется в холодильной технике — при температуре -40.8С (при нормальном атмосферном давлении). Например, энергия, нужная для испарения 1 г воды при температуре 100С (539 калорий/г), значительно больше энергии, необходимой для нагревания этой воды от 0;С до 100С (100 калорий/г)! Это явление и используется в холодильной машине. Только в ней фреон превращается в пар в специальном отделении — испарителе. Трубки испарителя обдуваются потоком воздуха. Кипящий фреон поглощает тепло из этого воздушного потока, охлаждая его. Но в холодильной машине невозможно только испарять фреон, поглощая тепло. Ведь тогда в ней образуется большое количество паров и потребуется подводить все новый и новый жидкий фреон постоянно. Поэтому в холодильной машине производится и обратный процесс конденсации — превращения из пара в жидкость. При конденсации любой жидкости выделяется теплота, которая поступает затем в окружающую среду. Температура конденсации, как и температура кипения, зависит от внешнего давления. При повышенном давлении конденсация может происходить при весьма высоких температурах. К примеру, фреон R-22 начинает конденсироваться при +55С, если находится под давлением 23 атмосферы (около 17,5 тыс. мм рт. ст.). Холодильная машина Поскольку холодильная машина должна работать непрерывно, то в испаритель должен постоянно поступать жидкий фреон, а в конденсатор — его пары. Этот процесс — циклический, ограниченное количество фреона циркулирует по холодильной машине, испаряясь и конденсируясь. Энтальпия хладагента Энтальпия — это функция состояния, приращение которой при процессе с постоянным давлением равно теплоте, полученной системой. Левая ветвь кривой соответствует насыщенной жидкости В компрессоре Конденсация Процесс в конденсаторе холодильной машины происходит в три этапа: снятие перегрева (D-Е), конденсация (Е-А) и переохлаждение жидкости (А-А1). Участок диаграммы D-А1 соответствует изменению энтальпии хладагента в конденсаторе и показывает, какое количество тепла выделяется в ходе данного процесса. Снятие перегрева. Регулятор потока В испарителе На выходе испарителя парообразный хладагент немного перегревается (отрезок С1-С2), чтобы капли жидкости испарились полностью. Для этого приходится увеличивать площадь теплообменной поверхности испарителя (на 4-6% на каждый градус перегрева). Обычно перегрев составляет 5-8 градусов, и увеличение площади теплообмена достигает 20%. В испарителе холодильной машины энтальпия хладагента изменяется на величину НВ-НС2, равную проекции кривой испарения на горизонтальную ось. Реальный цикл охлаждения имеет некоторые отличия от идеального. Это происходит за счет потерь давления, возникающих на линии всасывания и нагнетания холодильной машины, а также в клапанах компрессора. Поэтому отображение реального цикла на диаграмме связи давления и энтальпии несколько иное. Из-за потерь давления на входе в компрессор всасывание должно проходить при давлении, которое ниже давления испарения (отрезок C1-L). Кроме того, из-за потерь давления на выходе компрессору приходится сжимать пар хладагента до давления, которое выше давления конденсации (M-D1). Таким образом, работа сжатия увеличивается. Такая компенсация потерь давления в реальной холодильной машине снижает эффективность цикла. Кроме потерь давления в трубопроводе, есть и другие отклонения от идеального цикла. Во-первых, реальное сжатие хладагента в компрессоре не может быть строго адиабатическим (без подвода и отвода тепла). Поэтому работа сжатия оказывается выше теоретически рассчитанной. Во-вторых, в компрессоре холодильной машины имеются механические потери энергии, что приводит к увеличению необходимой мощности электродвигателя. Для выбора лучшего из циклов охлаждения необходимо оценивать их эффективность. Обычно показателем эффективности цикла холодильной машины служит КПД или коэффициент термической (термодинамической) эффективности. отношение изменения энтальпии хладагента в испарителе (НС-НВ) к изменению энтальпии в процессе сжатия (HD-HC). www.inrost.ru |
Хладагент R22
Искать:
Хладагент R22
Пока мы не забегаем вперед, R22 будет постепенно выведен из эксплуатации в Австралии к 2029 году. Пополнение оборудования R22 после 2029 года возможно только с использованием восстановленного R22. Его повышение цены будет существенно дороже. Текущая розничная цена R22 превысила $200/кг!
Продолжим. В холодильной промышленности используется множество жидкостей, называемых хладагентами, которые испаряются при низких температурах при атмосферном давлении.
Эти жидкости до сих пор иногда называют фреонами. Возможно, вы знаете, что слово «фреон» является торговой маркой, используемой компанией «Дюпон» для этих материалов. Группа Elf Atochem, например, использует для этих материалов название Forane. На практике каждый производитель дает своим хладагентам торговое наименование.
Рисунок 7.1Все эти хладагенты продаются в контейнерах разного размера, точно таких же, как баллоны с бутаном или пропаном, которые вы, возможно, использовали для приготовления пищи или отопления.
Чтобы не потеряться среди различных торговых марок, мы обозначаем хладагенты буквой R (R для хладагента).
Например, в прошлые годы R22 был одним из хладагентов, наиболее часто используемых в системах кондиционирования воздуха, и именно его мы будем далее использовать в качестве примера. R22 известен под такими названиями, как Freon 22, Forane 22, Suva 22 и т.д., по словам производителя.
Важно понимать, что R22 идентичен любому производителю. Эта ситуация аналогична покупке бензина у Caltex, BP, Shell и т. д.
Таким образом, мы можем смешивать фреон 22 с фораном 22. Например, эти два материала идентичны.
R22 особенно интересен, так как он испаряется при -42°C при атмосферном давлении (по сравнению с 100°C для воды, 35°C для эфира или 300°C для растительного масла).
Благодаря низкой температуре испарения R22 позволяет нам легко поддерживать температуру ниже 0°C в морозильной камере нашего холодильника. Это наша цель.
Зависимость давления от температуры для хладагента R22 подчиняется тем же общим правилам, что и для воды. Чем ниже давление над жидкостью, тем ниже температура испарения (и наоборот).
Чтобы дать вам представление об этом, на приведенной ниже диаграмме показано соотношение давления и температуры для R22 в диапазоне от -40°C до +20°C.
Рисунок 7.2Из диаграммы видно, что при манометрическом давлении 0 бар (то есть при атмосферном давлении) температура испарения R22 составляет -42°C. Однако при 8 барах температура его испарения повышается примерно до 20°C.
Из этой диаграммы видно, что по мере увеличения давления испарения соответственно увеличивается и температура испарения. Так что вы должны знать, почему. Помните объяснение, связанное с внутренним и внешним давлением?
Таким образом, давление испарения и температура R22 связаны и изменяются в одном направлении, точно так же, как и вода, но с соотношением давления и температуры, включающим очень разные значения.
Рассмотрим внутреннюю часть цилиндра R22 напротив. На дне сосуда находится жидкость, а над ним пар. Внутреннее давление жидкости находится в равновесии с внешним давлением пара. Если температура цилиндра увеличивается, давление хладагента также увеличивается в соответствии с соотношением давления и температуры. Результирующее внутреннее давление составляет 8 бар при 20°C, 11 бар при 30°C, 14 бар при 40°C и 19 бар.бар при 50°С.
Поэтому лучше избегать хранения баллонов с хладагентом под прямыми солнечными лучами или вблизи источников тепла, чтобы предотвратить опасное избыточное давление.
Рисунок 7.3 Рис. 7.4Из опыта мы знаем, что некоторым читателям будет трудно представить себе, что такой хладагент, как R22, представляет собой жидкость, которая может испаряться при температуре -42°C при атмосферном давлении!
Чтобы пролить свет на это явление, давайте представим себя в холодной комнате с температурой -50°C или даже на Северном полюсе посреди зимы. В этих условиях в кастрюлю можно будет влить R22, который останется полностью жидким.
Дело в том, что при температуре R22 минус 50°С внутренние силы слабее внешних сил, которые соответствуют атмосферному давлению. В результате поверхность жидкости, содержащейся в кастрюле, остается ровной и неподвижной.
Чтобы заставить R22 испариться, нам нужно только нагреть его на горелке, увеличив внутренние силы. Затем, когда температура достигнет -42°C, начнется испарение.
Не мешало бы вспомнить, что в тех же условиях вода испаряется при 100°C, так как внешние силы соответствуют атмосферному давлению.
Но где взять R22 и как сохранить его жидким, если он испаряется при -42°C?
Возьмем, к примеру, бутан. Вы знаете температуру испарения бутана? При атмосферном давлении испаряется при -0,5°С. Вы, несомненно, сталкивались с бутаном раньше.
Рисунок 7.5Рисунок 7.6 Рисунок 7.7Коммерческий бутан для отопления и приготовления пищи находится в баллонах. Каждый цилиндр содержит смесь жидкого и газообразного бутана. Если бы баллон содержал только бутан в парообразном состоянии, его пришлось бы менять слишком часто! Температура этой смеси не всегда составляет 0,5°C. Как правило, температура цилиндра такая же, как и окружающая его среда. Например, если снаружи цилиндра 25°C, бутан также имеет температуру 25°C внутри.
Имеется смесь жидкого бутана (внизу) и газообразного бутана (вверху). Но разве бутан не должен полностью испаряться при 25°C? Что вы думаете?
Осмотрим цилиндр R22 напротив. Он почти идентичен баллону с бутаном, который мы только что рассмотрели, но у него также есть погружная трубка.
Эта трубка позволяет нам набирать жидкий R22 со дна цилиндра. Напротив, мы используем бутан или пропан в газообразной форме. Нас больше интересует R22 в жидкой форме.
Но что именно происходит в этом цилиндре?
Имеется смесь жидкого R22 (внизу) и газообразного R22 (вверху). Но разве при 25°C весь R22 не должен испариться? Что вы думаете?
Рисунок 7.8R22 также находится в баллонах, подобных тем, которые используются для бутана или пропана.
Эти баллоны аналогичны скороваркам без предохранительных клапанов. Энергия окружающей температуры заставляет часть R22 в цилиндре испаряться. Испарение будет происходить до тех пор, пока снова не установится равновесие между внутренними и внешними силами.
Однако, в отличие от скороварки, здесь нет предохранительного клапана, ограничивающего давление, создаваемое внутри цилиндра.
В этом случае при повышении температуры окружающей среды что произойдет с давлением R22 внутри баллона? Будет ли он увеличиваться, уменьшаться или оставаться постоянным?
Это то же самое, что и вода, и отношение давления к температуре играет определенную роль, поскольку R22 подчиняется тем же законам природы, что и другие жидкости: его давление зависит от температуры.
Но нам еще нужно ответить на вопрос!
Нет необходимости запоминать все значения зависимости давления от температуры R22. Однако, если мы хотим обслуживать холодильную систему, мы должны понимать ее хотя бы в общих чертах!
Давайте еще раз посмотрим на соотношение давления и температуры R22.
Предположим, что температура окружающей среды вокруг цилиндра составляет 20°C. R22 также будет иметь температуру 20°C, поэтому его давление будет 8 бар, как показано на графике.
Вы можете использовать график, чтобы убедиться, что при атмосферном давлении температура испарения R22 составляет -42°C. Кроме того, вы можете видеть (так же, как с водой, бутаном и пропаном), что с увеличением температуры R22 увеличивается давление, и наоборот.
В таком случае, как мы будем измерять давление?
Мы используем манометр для измерения давления. Это один из основных инструментов инженера-холодильщика. Манометр облегчает эффективную проверку правильности работы системы. Холодильный манометр показывает рабочее давление и температуру холодильной системы.
Рисунок 7.9Минуточку! Манометр позволяет измерять давление, но как манометр измеряет температуру? Вы не пользуетесь термометром?
Вы можете использовать термометр для измерения температуры, а манометр — это устройство, позволяющее измерять давление. Однако манометры инженеров-холодильщиков особенные. У них есть шкала давления, а также шкала температуры.
Холодильные манометры – это устройства для измерения давления. Однако циферблаты этих датчиков немного сложнее, поскольку они также показывают одну или несколько температур.
Вы можете увидеть противоположный взгляд на один из основных инструментов инженера-холодильника: «набор манометров», часто называемый манометрическим коллектором».
Рисунок 7.10Назад к основам!
Родственные
Температура кипения хладагента при атмосферном давлении Температура кипения хладагента при атмосферном давлении
На этой диаграмме показаны четыре шкалы измерения давления, мы рассмотрели две для абсолютного давления и избыточного давления. Две шкалы датчика давления объединены в одну, потому что именно так они обычно и появляются на составном сервисном маршруте.Давление хладагента и температура насыщения настолько тесно связаны, что нам нужно знать только одно, чтобы знать другое. Температура насыщения – это действительно точка кипения хладагента. Температура кипения любой жидкости определяется характером жидкости и давлением на него. Например, температура кипения воды на уровне моря составляет 212F при атмосферном давлении (0 фунтов на квадратный дюйм или 14,7 фунтов на квадратный дюйм). Если мы поместим его в скороварку и давление воды поднимется до 15 фунтов на квадратный дюйм или 29.7 PSIA, его температура кипения повышается до 250F.
Для всех жидкостей чем выше давление, тем выше температура кипения, а меньшее давление вызывает более низкую температуру кипения.
Хладагент R-22 кипит при -41 F при нормальном атмосферном давлении (0 фунтов на кв. дюйм). В отличие от воды, для ее кипения не требуется огонь, потому что окружающий воздух с температурой 75F обеспечивает достаточно тепла, чтобы заставить хладагент бурно кипеть.Чтобы довести R-22 до кипения («испарения» в холодильной терминологии) при температуре, имеющей практическое значение для охлаждения воздуха в системе комфортного кондиционирования, его необходимо поместить под давление. Нормальная температура насыщения в испарителе около 40F, которая имеет место примерно в 68,5 фунтов на квадратный дюйм. Давление в системе определяют температуру насыщения хладагента.
Температуры насыщения, соответствующие различным типам давления, которые можно быстро найти для хладагента. Например, если вы измеряете давление в змеевике испарителя 68,5 фунтов на квадратный дюйм, вы можете найти соответствующую температуру насыщения в левом столбце карты Давление-Температура (P-T). Для систем с использованием R-22, 40F. Давление для других хладагентов также показано на карте. Поскольку П-Т-карты предназначены для использования обслуживающим персоналом, давление на них показывает датчик давления.
Помимо давления накипи, некоторые датчики задают температуру насыщения для наиболее распространенных хладагентов, напечатанную на них. Для набора датчиков, как показано здесь, показание давления (PSIG) соответствует температуре насыщения -41 F на R-22 -28F на R-500. Все, что вам нужно знать, это хладагент в системе содержится.
Хотя охлаждение и давление можно использовать для определения температуры насыщения, эти факты не гарантируют, что хладагент находится в состоянии насыщения. Температурно-энтальпийные схемы, использованные ранее в этом модуле, показали, что в любом отдельном хладагенте давление может существовать в виде переохлажденной жидкости, насыщенной жидкости, насыщенной парожидкостной смеси, пара или перегретого газа. Если жидкое и газообразное состояния хладагента оба присутствуют в одном месте, хладагент находится на температуре насыщения.
Если жидкость присутствует, она может быть при температуре насыщения (насыщенная жидкость) или ниже температуры насыщения (переохлажденная жидкость). Температура потребуется в дополнение к показаниям давления, чтобы определить его состояние.
То же самое относится и к газу. Например, если давление в системе R-22 составляет 68,5 фунтов на квадратный дюйм на выходе из змеевика испарителя, а температура газа измеряется трубой хладагента испарителя-55F, то температура выше температуры насыщения и газ перегрет. Это видно на приведенной здесь диаграмме температура-энтальпия.
На этой диаграмме показаны три баллона с хладагентом; каждый из них имеет свое жидкое и газообразное состояния хладагента. Обратите внимание, что давление одинаково для всех. Давление соответствует температуре хладагента, равной температуре воздуха в месте их хранения. Жидкости, насыщенная жидкость и газонасыщенный газ, потому что жидкость и газ присутствуют. Давление не меняется из-за количества жидкости и газа в каждом. Можно сказать, что и жидкость, и газ качают цилиндр.
Если температура в помещении, где хранятся данные, достигла 100°F и оставалась там в течение нескольких часов, то температура насыщения хладагента также поднимется до 100°F, так как тепло из помещения, пересекая стальную стенку цилиндр в хладагенте.
Давление в каждом цилиндре поднимется до 195,9 фунта на квадратный дюйм, то есть давление отбора, температура насыщения 100F на R-22. Практический способ применить свои знания о температуре насыщения и давлении, следует признать, что температура, при которой вы храните баллоны с хладагентом, будет влиять на давление, доступное из баллона для целей системы сбора.