Масло для фреона R-12 и чем заменить его на аналог

Свойства

Физические свойства

Фреоны — бесцветные газы или жидкости без запаха. Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях, очень плохо — в воде и полярных растворителях.

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.

Характеристики фреона R32 (таблицы)

Общие технические характеристики r32

Динамическая (абсолютная) вязкость

Чем выше значение параметра вязкость, тем более тягучая (вязкая) жидкость; чем меньше вязкость, тем он более жидкий (текучий).

Теплопроводность

Зависимость давления и температуры

Особые характеристики r32

Приведенная здесь информация будет полезна специалистам. Она вряд ли пригодится людям, работающим с обычными кондиционерами, чиллерами или тепловыми насосами. Приводим характеристики фреона R32:

• Диэлектрическая проницаемость – 26,11 Ф/м при -49,2 °C;
• Стандартная энтальпия образования – -425,3 кДж/моль при +25 °C;
• Стандартная энтропия вещества – 246,7 кДж/(моль*К);
• Стандартная мольная теплоемкость – 42,9 кДж/(моль*К);
• Отношение объемов равных количеств газа и жидкости при 1 атм. и +21 °C – 352;
• Удельная теплота испарения (конденсации) – 360-390 кДж;
• Теплоемкость жидкости на линии насыщения при +25 °C – 2,35 кДж/(кг*°C);
• Молярная теплоемкость газа при постоянном давлении при 1 атм. и +21 °C – 0,043 кДж/(моль*к);
• Молярная теплоемкость газа при постоянном объеме при 1 атм. и +21 °C – 0,034 кДж/(моль*к).

Почему появляются утечки?

Многие владельцы климатической техники интересуются: «как проверить утечку фреона в кондиционере и почему это происходит». Основной причиной утечки хладагента является неправильный монтаж фреоновой магистрали. Все дело в том, что все соединения в трубопроводе производятся методом вальцевания. При отсутствии достаточного опыта у многих монтажников или нарушении технологии вальцевания появляются неплотности в соединениях из которых и происходит утечка, которую сразу заметить практически невозможно.

Определить нехватку газа можно только через несколько месяцев, первым признаком которой является снижение производительности климатической техники. Если после включения кондиционера, на протяжении 5-7 минут из внутреннего блока не стал поступать в квартиру прохладный воздух – это является признаком недостаточного количества газа в системе. Следует немедленно выключить аппарат и пригласить специалиста для диагностики и дозаправки устройства.

История происхождения

В 1989 году был подписан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Под него попадали такие хладагенты как R22 и R13B, как озоноразрушающие (из-за присутствия в их составе хлора). Для их замены был разработан новый фреон R-410A.

Изначально его использовали для замены устаревших хладагентов (если позволяли характеристики систем). Впоследствии было разработано оборудование, которое могло работать на хладагенте r410a, но не на r22 или r13b. Оно отличалось компактностью и низким энергопотреблением.

За счет этого новые модели стали пользоваться популярностью, хоть и были несколько дороже. Когда производители хладагентов снизили стоимость нового вида фреона, на него перешли изготовители бытовой и коммерческой холодильной и кондиционерной техники. Сейчас хладагент в некоторых сферах используется чаще аналогов, таких как r134a, r404a, r600a, r407c и r507.

После разработки хладагента, многие производители начали патентовать собственные торговые марки. Сейчас полноценными аналогами R410a являются:

• SUVA 9100;
• AZ 20;
• Forane 410a;
• Solkane 410.

Торговая марка Genetron AZ 20 — полный аналог R410a

Область I — подача жидкого фреона.

Область I условно лежит на 2 бара выше линии конденсации фреона. Именно эти условия на всасывании зачастую требуют производители насосов высокого давления.

В этой области могут работать как жидкостные насосы, так и дожимные компрессоры и насос-компрессоры Haskel.

Наиболее эффективна работа жидкостых насосов, так как фреон в процессе перекачки насосом не претерпевает фазовых переходов а находится строго в жидкой фазе — в противном случае насос качать не будет.

Дожимные компрессоры и насос-компрессоры на цикле всасывания стремятся перевести жидкость в газовую фазу, на цикле нагнетания — переводят обратно в жидкую фазу. В результате компрессоры подают мультифазную среду, что значительно снижает эффективность.

Особенности хладагента R600a

Фреон R600a (изобутан, HC 600a) – изомер бутана. Имеет такую же химическую формулу, но другое расположение атомов в молекуле. Его стали использовать в бытовых холодильниках и морозильных камерах позже R134a. он также является заменителем R12.

Хладагент R600a горюч, как обычный природный газ. Не оказывает токсичного и отравляющего действия на здоровье человека. Имеет нулевой потенциал глобального потепления, озоноразрушающая способность хладагента равна нулю. Подробнее про этот газ мы написали в статье: Характеристики и свойства фреона R600a (изобутана), особенности.

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.

Связь рабочего давления и температурных условий

Неисправности кондиционера автомобиля. 7 основных неисправностей автомобильного кондиционера

Таким образом, если внешние температурные условия будут несколько повышены, то пропорционально будет увеличено и рабочее давление. Так, к примеру, если рассматривать хладагент 410, то в данном случае в условиях увеличение температурного показателя в пределах помещения либо за его границами на пять градусов, повысится и рабочее давление фреона в системе кондиционирования. Значение будет увеличено на 0,5 бар. Другая же зависимость наблюдается для такой разновидности фреона, как R22, но здесь она различается в зависимости от уличной температуры, или данного показателя в пределах помещения. Для того чтобы получить уточнённые цифры, следует обратиться к специализированным таблицам, там всё должно быть указано.

R744 (углекислый газ)

Этот хладагент использовался до конца первой половины ХХ века. Но потом был вытеснен более удобными в обращении газами с высоким потенциалом разрушения озонового слоя. Сейчас он возвращается благодаря своей натуральности.

R744 – обычный углекислый газ, который мы выдыхаем. Чтобы он работал как хладагент, нужно создавать давление до 100 бар. Но холодопроизводительность у него больше, чем у R134a. В отличие от многих других аналогов, он не воспламеняется.

Фреон R744 применяется в системах охлаждения большого объема. Но Volkswagen, Porsche, Audi и BMW планируют его применять в автокондиционерах. Это удорожит стоимость оборудования, но позволит экономить на топливе.

Так что из себя представляют фреоны?

 Фрео́н —это газ или жидкость (в зависимости от параметров окружающей среды) без цвета и явного запаха. Фреон химически инертен, не горит на воздухе, в обычной бытовой обстановке взрывобезопасен и совершенно безвреден для человека. Кроме холодильных машин и установок (холодильников), фреон используют как выталкивающую основу в газовых баллончиках, для изготовления аэрозолей в парфюмерии, при тушении пожаров и в качестве вспенивающего вещества (агента) в производстве полиуретана (теплоизоляции, поролона и т.п.).

Химически – фреоны это галогеноалканы, фторсодержащие производные насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана), используемые как хладагенты в холодильных машинах (например, в кондиционерах). В химическом отношении фреоны очень инертны. Фреон не только не способен воспламениться на воздухе, он даже при контакте с открытым пламенем не взрывается. Однако, если нагреть фреон выше 250°С, образуются очень ядовитые продукты.

Известно более 40 различных фреонов; большинство из них выпускается промышленностью.

Виды фреонов (хладонов)

В соответствии со степенью воздействия на озоновый слой фреоны (хладоны) делят на следующие группы:

Наиболее распространены следующие соединения:

• трихлорфторметан (t_кип 23,8 °C) — Фреон R-11
• дифтордихлорметан (t_кип −29,8 °C) — Фреон R-12
• трифторхлорметан (t_кип −81,5 °C) — Фреон R-13
• тетрафторметан (t_кип −128 °C) — Фреон R-14
• тетрафторэтан (t_кип −26,3 °C) — Фреон R-134A
• хлордифторметан (t_кип −40,8 °C) — Фреон R-22

R600a (изобутан)

Этот хладагент широко применяется для заправки бытовых холодильников. По своим показателям он не хуже R134a, но более дешевый. Для заправки обычного холодильника его требуется меньше. Хотя холодопроизводительность при этом понижается.

Изобутан совместим с минеральными (MO), алкилбензольными (AB) и полиолэфирными (POE) маслами. В идеале, для замены r-134a необходимо менять компрессор. Но при этом затраты не окупаются. В некоторых странах запрещено использование R600a в качестве хладагента из-за его горючести. Подробнее про этот хладагент читайте в статье «Характеристики и свойства фреона R600a (изобутана), рабочее давление, особенности».

R600a не разрушает озоновый слой (OPD=0), оказывает низкое влияние на парниковый эффект (GWP=3). Используется в чистом виде и в составе многокомпонентных хладагентов. Для замены R134a на изобутан не требуется сложный ретрофит системы. Обычно хватает замены уплотнителей и фильтра-осушителя. Более подробное сравнение этих газов вы найдете в публикации «R134a или R600a: какой хладагент лучше, выгоднее, эффективнее».

Особенности хладагента 410

Фреон R410a не является азеотропным газом. Это смесь двух хладагентов в следующих пропорциях:

1. R125, C2F5H (пентафторэтан) – 50%;
2. R32, СF2H2 (дифторметан) – 50%.

Но свойства хладагента очень близки к азеотропной смеси. Поэтому при его утечке не всегда нужно менять фреон полностью. В зависимости от системы, пи утечках до 20-60% можно дозаправлять оборудование.

По сравнению с R22, хладагент R410A имеет на 50% большую холодопроизводительность. Для полноценной работы системы его нужно на 33% меньше. при этом его рабочее давление выше. разница между давлением пара R22 и R410a зависит от температуры.

При высоких температурах (более 25 °С) она может составлять 60% и более. За счет этого в системе должны быть более прочные стенки трубок испарителя и конденсатора. Это достигается либо большим диаметром, или большей толщиной стенок. За счет большего количества используемой меди, оборудование дороже.

В отличие от R22, хладагент R410a не растворяется полностью в минеральных маслах. В оборудование заправляют полиэфирные синтетические холодильные масла, такие как:

• Bitzer BSE;
• Suniso SL;
• Mobil EAL Arctic;
• Planetelf.

Синтетическое холодильное масло Mobil EAL Arctic 68

Вред фреона и его влияние на озоновый слой

Хладагенты, которые используются в бытовой технике, являются негорючими и безвредными для людей.

Фреоны R-12, R-22 чаще всего используется в промышленности. Хладон-22 относится к веществам 4-го класса опасности, по шкале «вредности». При значительной концентрации эти фреоны  вызывают у человека сонливость, спутанность сознания, слабость переходящую в возбуждение. Может вызвать обморожение при попадании на кожу в жидкой фазе.

Новые фреоны (R134A, R-404, R407C, R507C,  R410A и др.) безопасны для человека и окружающей среды, поэтому все ведущие производители климатической техники используют именно эти марки фреона.

Причиной уменьшения озона в стратосфере и образование озоновых дыр является производство и применение хлор- и бромсодержащих фреонов. Попадая после использования в атмосферу, они разлагаются под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. Высвободившиеся компоненты активно взаимодействуют с озоном в так называемом галогеновом цикле распада атмосферного озона.

В связи с пагубным влиянием озоноразрушающего фреона R22, его использование в США и в Европе  год от года сокращается, где с 2010 года официально запрещено применять этот фреон. В России также запрещен импорт холодильного оборудования, в том числе кондиционеров промышленного и полу-промышленного класса. На замену фреону R22 должен прийти фреон R410A, а также R407C.

Подписание и ратификация странами ООН Монреальского протокола привело к уменьшению производства озоноразрушающих фреонов и способствует восстановлению озонового слоя Земли.

Для измерения «вредности» фреонов была введена шкала, в которой за единицу был принят озоноразрушающий потенциал фреона R-13, на котором работает большинство старых холодильников. Потенциал фреона R-22 равен 0.05, а новых озонобезопасных фреонов R-407C и R-410A — нулю. Поэтому к настоящему времени большинство производителей, ориентированных на европейский рынок были вынуждены перейти на выпуск кондиционеров, использующих озонобезопасные фреоны 407C и R-410A.  Для потребителей такой переход означал повышение как стоимости оборудования, так и расценок на монтажные и сервисные работы. Это было вызвано тем, что новые фреоны по своим свойствам отличаются от привычного R-22.  Новые фреоны имеют более высокое давление конденсации — до 26 атмосфер, вместо 16 атмосфер у фреона R-22. Таким образом, все элементы холодильного контура кондиционера должны быть более прочными, а значит и более дорогими.

Озонобезопасные фреоны не являются однородными, то есть они состоят из смеси нескольких простых фреонов.  Например, R-407C состоит из трех компонентов — R-32, R-134a и R-125. Это приводит к тому, что даже при незначительной утечке из фреона сначала испаряются более легкие компоненты, изменяя его состав и физических свойства. После этого приходится сливать весь ставший некондиционным фреон и заново заправлять кондиционер. В этом отношении фреон R-410A является более предпочтительным, поскольку он является условно изотропным, то есть все его компоненты испаряются примерно с одинаковой скоростью и при незначительной утечке кондиционер можно просто дозаправить.

Чем отличается фреон 134 от 600

Холодильники на r134a работают на синтетическом полиэфирном масле из-за его агрессивности. Установки на r600a используют минеральное масло. Как в случае с автомобильными маслами, синтетика всегда дороже минералки. При этом 600 фреон также может работать на синтетическом.

В системах на 134 фреоне требуется больше газа для нормальной работы. Холодопроизводительность тетрафторэтана на 30% ниже, чем изобутана. Энергопотребление бытовых холодильников и морозильных камер на r134a на 20-40% выше, чем на r600a.

Из-за горючести, компрессоры для работы на фреоне r600a имеют конструктивные особенности. Они дороже двигателей для 134 хладона. Из-за низкой нагрузки при работе у них ниже уровень шума и больше срок работы.

Интересный факт

Хладагент R600a воспламеняется, но быстро сгорает. В системе холодильника его мало, поэтому вероятность пожара низкая. К тому же, техника на 600 фреоне сделана так, чтобы при утечке он скапливался в тех местах, где не сможет загореться. Поэтому и фреон R-290 (пропан) рекомендован для применения в бытовой холодильной технике.

Фреон r134a агрессивен и требователен к качеству масла. Для его работы необходимо высокое давление, поэтому диаметр капиллярных трубок небольшой. Из-за этого они чувствительны к засорам. Благодаря этому вместо него заправляют R600a, который менее прихотливый чем другие аналоги R134a хладагента.

При разложении масла или его низком качестве, 134 хладагент вступает в реакцию с примесями и результатами реакций. Образуются примеси, которые осаждаются на стенках системы. Они уменьшают пропускную способность, образуют засоры. Это может вызвать:

1. Снижение производительности холодильника или морозильной камеры;
2. Повышенному износу компрессора;
3. Более шумной работе техники;
4. Обрыву фреоновой магистрали
5. Выходу из строя компрессора холодильника.

По информации сервисных центров, со временем фреон R134a реагирует с маслами и приводит к их парафинизации. При этом процессе выделяются вещества, осаждающиеся на стенках фреоновой магистрали и рабочих поверхностях ее узлов.

По опыту мастеров и сервисных центров, через 5-6 лет в капиллярных медных трубках холодильников на r134a хладагенте возникает засор. Он начинает образовываться через 2-3 года после начала эксплуатации, но скапливается постепенно.

У хладагента r600a низкая температура кипения. Рабочие температуры систем ниже, чем у аналогичных на r134a. Они более чувствительны к наличию влаги. Поэтому при заправке, ремонте или обслуживании, их необходимо продувать сухим сжатым азотом.

Вязкость масла

В соответствии с ISO 3488 промышленные масла подразделяются на 18 классов вязкости от 2 до 1500 мм2/с при 40ºС. Каждый класс вязкости обозначается целым числом, а пределы каждого класса составляют ±10% от этого значения. Иногда класс вязкости промышленных масел обозначают без указания ISO, например, VG 10, где VG (Viscosity Grade — марка вязкости) показывает, что это классификация по ISO, а цифра — значение класса вязкости. Следует помнить, что эта классификация не дает оценку качества промышленного масла, а позволяет получить информацию только о кинематической вязкости и только при температуре 40ºС. Вязкость при других температурах зависит от температурно-вязкостных характеристик масел и определяется дополнительно.

Если масло имеет вязкость ниже рекомендованной, то уменьшается толщина базового смазочного слоя. Это приводит к трению поршня о зеркало цилиндра и преждевременному износу. Если масло слишком вязкое, оно не может проникнуть в зазор между поршнем и цилиндром.

Основные производители

Дифтордихлорметан запрещен к производству во всех странах, подписавших Монреальский протокол.

В России для лакокрасочной промышленности и некоторых других технических нужд ВОАО «Химпром» (город Волгоград) выпускает хладон 22.

Хладагенты-заменители дифтордихлорметана (фреон R-134a, смесь R-406а, состоящую из хладонов R 22, R-142b и R 600a) на отечественный рынок поставляют зарубежные производители:

• Guangzhou Haifei Auto Products Co., Ltd.(Китай);
• CLIMALAIFE (Бельгия).

Астму и рак легких (о чем так любят пугать со страниц СМИ) хладон не вызывает. В бытовом плане о нем можно вообще не вспоминать, пока не выйдут из строя морозильные агрегаты. Заправлять сжиженным хладагентом приборы, не имея специальных навыков, не стоит: прямой контакт может закончиться плачевно.

https://youtube.com/watch?v=7pYDTejherQ