Hva er kjølemidler? Dette er spesielle væsker. De brukes i klimaanlegg og kjøleskap. Kuldemediet gjennomgår faseendringer fra væske til gass når det absorberer varme og tilbake til væske når kompressoren komprimerer gassen. Valget av det ideelle kjølemediet er basert på termodynamiske egenskaper. Det må være ikke-etsende, trygt, ikke-giftig og ikke-brennbart.
A Brief History of Refrigerants
Den belgiske vitenskapsmannen Frederic Sworths var banebrytende i syntesen av CFC på slutten av 1890-tallet. Oppdagelsen hans skjedde etter erstatning av klorid i karbontetraklorid med futurid for syntese av CFC-11 og CFC-12. På slutten av 1920-tallet forbedret Thomas Midgley Jr. synteseprosessen og utfordret bruken av KFK som kjølemiddel for å erstatte ammoniakk, klormetan og svoveldioksid som var vanlig på den tiden.
De var skadelige, brannfarlige og noen til og med giftige. Den vanligstekjølemediet var en CFC k alt Freon - DuPonts merkenavn for "R-12"-kjøleskapet. I henhold til kravene fra 30-tallet av forrige århundre så disse kjølemediene ut til å være ideelle, vitenskapelig baserte og tryggere, ikke-korrosive gasser og billige å produsere.
Det var ikke før på 1970-tallet at klormolekyler ble funnet å fullstendig ødelegge ozonlaget og ble forbudt. På 1970-tallet oppdaget forskere at kjølemediet ammoniakk forstyrret penetrasjonen av infrarøde stråler inn i dem, da de akkumuleres i atmosfæren og forårsaker varmeoverføring, noe som fører til klimaendringer, så denne forbindelsen ble forbudt.
På 1990- og 2000-tallet ble KFK erstattet av HCFC (hydroklorfluorkarboner) og den vanligste HCFC er "R-22" som hadde mye mindre ødeleggende effekter på ozon, men det var fortsatt farlig. For å løse problemet med ozonnedbrytning, kom forskerne med HFK som ikke inneholdt klor. Imidlertid innså de senere at HFC fortsatt skader miljøet gjennom klimagasser.
Moderne typer kjølemedier
Europakommisjonen har gitt mandat at R134A-kjølemiddel ikke skal brukes for sertifiserte personbiler som selges i EU. Dette mandatet var opprinnelig ment for 1. januar 2011. Men siden det nye kjølemediet ennå ikke var tilgjengelig for det generelle markedet, ble denne fristen forlenget til 1. januar 2013.
Fra og med januar 2017, alle nyregistrertekjøretøy ble pålagt å bruke et alternativt kjølemedium. I 2018 bruker bare 60 % av nye europeiskproduserte personbiler et trygt kjølemedium. Kjøretøy som selges utenfor EU fortsetter å bruke R134A eller et enda farligere kjølemiddel.
Hovedtyper kjølemedier:
- CFCs - chlorofluorocarbons.
- HCFC – HydroChloroFluoroCarbons.
- HFC – HydroFluoroCarbons.
De har imidlertid alle blitt eller vil bli erstattet i nær fremtid på grunn av miljøpåvirkninger. HFO-kjølemediet begynner nå å erstatte KFK siden de har mye lavere global oppvarmingspotensial og ikke bryter ned ozon, selv om noen er svært brannfarlige. For tiden kommer fjerde generasjon kjølemedier inn på markedet, som har gode termodynamiske egenskaper og er miljøvennlige.
Velge et alternativ for R12
R12 kjølemiddel er fortsatt mye brukt i kjøleapplikasjoner. Det var faktisk veldig vanskelig å finne en som kunne erstatte dette universelle kjølemediet under driftsforhold. R134A er best egnet for disse formålene.
Sammenligning av R134A og R12:
- Kapasiteten ved -7°C fordampertemperatur er den samme for begge kjølemediene, og under -7°C, hvis R12 erstattes med r134A kjølemiddel, vil det være et betydelig tap av kjøleeffekt. I slike tilfeller anbefales det å bruke blandinger av kjølemedier i stedet for å erstatte R134A. Freon 134 kan også brukes til lav temperatursituasjoner.
- Varmeoverføringskoeffisienten for R134A er høyere enn R12. Hvis de eksisterer i samme væskefase, er varmeoverføringskoeffisienten til R134A-kjølemediet 27–37 % høyere, og i gassfasen er den 37–45 % høyere. Hvis de finnes i to faser, flytende og gassformig, er varmeoverføringskoeffisienten for R134A 28 % til 34 % høyere i fordamperen og 35 til 41 % høyere i kondensatoren.
- Kjølingseffekten til R134A er omtrent 22 % større enn R12. Dermed er massestrømningshastigheten på R134A nødvendig per tonn kjøling omtrent 18 % mindre enn R12. Dette betyr at for en gitt kapasitet til kjølesystemet er den nødvendige mengden av det 18 % mindre enn ved bruk av R12. Det vil si at i alt utstyr hvor R12 er erstattet av freon 134, er mengden kjølemedium som skal fylles mindre enn R12. Det spesifikke volumet til R134A er imidlertid litt større enn R12, så for samme mengde kjølemedium er volumet som opptas av R134A større enn R12.
- Økningen i kjøleeffekten til R134A oppveies av en økning i dets spesifikke volum. Derfor bør R134a ladet i modifiserte systemer være 5–10 % mindre enn R12.
Konverter R12 til R134A
Noen tidlige installasjoner brukte ammoniakk som kjølemiddel. Imidlertid brukte de fleste moderne biler bygget før 1995 R12. R12 var et teknologisk avansert og effektivt ic2-kjølemiddel, men det ble senere oppdaget å være en ozonreduserende gass, og produksjonen og bruken av den ble begrenset.
Etter 1995 ble den erstattet av R134A, og den er fortsattbrukes i mange biler. Hvis husstanden har en gammel bil med R12-klimaanlegg, opplever bilistene store problemer med å etterfylle et slikt system ved lekkasjer eller vedlikehold. Industrien begynte å produsere spesielle adaptere, hvoretter prosessen med å konvertere systemet til R134A ble enkel.
Endringer i kjølesystemet
For å konvertere R12 til R134A er det bare noen få små endringer i systemet som må gjøres. Heldigvis vil kompressoren som brukes i det gamle R12-systemet fortsatt fungere med R134A kjølemiddel og vil være like effektiv. Kondensatoren og fordamperen er bare varmevekslere, så de trenger heller ikke byttes for å kjøre et annet kjølemedium.
En av komponentene som må skiftes er tørketrommelen. Det siste elementet i systemet som må endres er trykkportene. R134A bruker forskjellige porter for systemlading og trykkmåling, så de gamle R12-portene må fjernes og erstattes eller suppleres med adaptere. Etter å ha kjøpt nødvendig utstyr, fjern det gamle kjølemediet og oljen. Når du installerer et nytt ic2-kjølemiddel, må R134A-kompatibel PAG-olje også tilsettes for å holde kompressoren smurt.
Etter å ha konvertert et system fra R12 til R134A, er det viktig å sjekke systemtrykket i noen dager for å sikre at alt fungerer som det skal. Hvis det ble oppdaget små lekkasjer i systemet, påfør Red Angel A/C Stop Leak for å forseglesystem.
Kjølemedier er tryggere enn freon
Common HCFC R-22, som har vært i bruk i flere tiår, er ikke så bra for miljøet som eksperter en gang trodde. Environmental Protection Agency jobbet med å fase ut kuldemediet og forbød det til slutt fullstendig. Utfasingen av R-22 begynte i 2010. Innen 2020 vil bruken av kjølemediet være sterkt begrenset, og fullstendig forbudt innen 2030.
De mest miljøvennlige kjølemidlene som for tiden er tilgjengelige på markedet er "R-290" og "R-600A". De er HC-er, eller hydrokarboner, og deres kjemiske navn er "Propane" for R-290 og "Isobutane" for R-600A. De er 100 % halogenfrie, har ingen ozonnedbrytningspotensial og er minst farlige når det gjelder potensiell global oppvarming. De er også svært energieffektive, men svært brannfarlige siden de er hydrokarboner. For øyeblikket er de mest "grønne" typene kjølemedier R134A, R-407C, R-410A. Produsentene som produserer disse kjølemidlene hevder at stoffene er helt trygge.
Sylinder med freon R134A
Med oppdagelsen av de skadelige effektene av KFK- og HCFC-kjølemedier på ozonlaget, har denne gruppen blitt mye brukt som erstatning. Kjølemediet i R134A-kjøleskapet er hydrofluorkarbon (HFC), som har null ozonnedbrytningspotensial og liten eller ingen drivhuseffekt.
Kjølemiddel R134Aer en kjemisk forbindelse tetrafluoretan, bestående av to karbonatomer, to hydrogenatomer og fire fluoratomer. Dens kjemiske formel er CF3CH2F. Molekylvekten til R134A-kjølemediet er 133,4 og kokepunktet er 26,1°C. R134A er ikke-brennbar og ikke-eksplosiv, har normal toksisitet og god kjemisk stabilitet, noe høy affinitet for fuktighet.
R134A er veldig lik R12 i generelle fysiske og termodynamiske egenskaper. Derfor regnes det som en utmerket erstatning. Egenskapene til R134 kjølemedier er som følger:
- Autoantennelsestemperatur - 770 °C.
- Ozonnedbrytningsrate - 04.
- Løselighet i vann 0,11 vekt% 25 C.
- Kritisk temperatur - 122 °C.
- Fargekode: lyseblå.
- Global Warming Potential (GWP)1200.
- Kjølemiddeltemperatur, kokepunkt -26,1 °C.
Termodynamiske egenskaper til R-407C
Når det gjelder egenskapene, tilsvarer den egenskapene som er tilgjengelige i R-22. R-407C er en vanlig erstatning for kjølemiddel for de som ønsker å oppgradere R-22-utstyr. Blandingen av hydrofluorkarboner inkluderer pentafluoretan, difluormetan og 1, 1, 1, 2-tetrafluoretan. Et mye brukt alternativt kjølemiddel som er populært i pakkede klimaanlegg og børsteløse separasjonssystemer, samt lette klimaanlegg og direkte ekspansjonssystemer som finnes i boliger, kommersielle og industrielle applikasjoner. R-407C fungerer også i middels temperatur kjølesystemer og i mangenye hvitevarer.
Nytt utstyr som bruker nitrogen som holdeladning fungerer best med R-407C på grunn av bruken av polyol eterisk olje. Mens nye apparater og kjølesystemer er mest vanlige, kan R-407C oppgraderes på enkelte R-22-systemer hvis et oljeskift er inkludert i prosedyren. Dette alternativet til Freon anses som miljøvennlig på grunn av dets null potensial for ozonnedbrytning.
Ozondeplesjonspotensial R-404A
Det er 0 i dette kjølemediet, akkurat som R-407C og R-134A. Den brukes ofte til kjølesystemer som krever -45°C til 15°C. Det er mest nyttig i kommersielle og industrielle transportapplikasjoner på grunn av det brede driftstemperaturområdet. Den er veldig lik R-22 og gir bedre ytelse. Fordi R-404A ikke reagerer raskt på luft eller vann, anses den som trygg for mange bruksområder. Den er også ikke-brennbar, fargeløs og luktfri.
Men som med alle kjølemedier, bør brukere alltid ta passende forholdsregler for å beskytte seg selv. Direkte kontakt med R-404A kan fortsatt forårsake frostskader, og overdreven eksponering for brann eller varme kan føre til at reservoaret sprekker. R-404A er ganske vanlig og tilgjengelig for kjøp i butikker som spesialiserer seg på å tilby varme- og kjøleprodukter.
En blanding av to hydrofluorkarbonkjølemidler, difluormetan og pentafluoretan, eret neozondepleterende kjølemiddel som gir bedre energieffektivitet enn R-22 og R-407C og som ikke bruker klor i sin formulering. Den anses som mer egnet som erstatning for R-22 på grunn av dens høyere trykk og kjølekapasitet.
Funksjon R-410A
Hvis brukere bestemmer seg for å kjøpe enheter som bruker R-410A, er prosessen vanligvis ganske enkel. Faktisk lager mange klimaanlegg og kjøleselskaper enheter spesielt for bruk med R-410A. Selv om det er mest populært i kommersiell kjøling, klimaanlegg og kjøleskap, er det viktig å merke seg at dette Freon- alternativet ikke vil fungere i A/CR-22-enheter.
R-410A kjølemedier har høyere trykkklassifisering, så det kreves en annen manifoldmåler enn den som vanligvis brukes med R-22. Kjølemediet må fylles i flytende form og kun i korte støt. R-410A selges under flere merkenavn: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 og Puron. Det er ganske enkelt å kjøpe på nett og i spesialbutikker.
Kjøretøyklimaanlegg
Et EU-direktiv fra 2006 krever at alle nye kjøretøyer som selges i EU skal være utstyrt med kjølemedier med lavt glob alt oppvarmingspotensial (GWP). Grensen er satt til GWP 150 som YF for øyeblikket kan tilby. Dens fordel er egenskapen til selvdisponering - den brytes fullstendig ned i atmosfæren på caelleve dager.
Til tross for at HFO1234yf ble akseptert som nytt kuldemedium, var Tyskland i tvil. Daimler og noen andre tyske produsenter og også regulatoriske myndigheter mener at YF er farlig på grunn av dens høye brennbarhet. Som svar godkjente Tyskland noen Daimler-kjøretøyer til å fortsette å kjøre på R134A, i strid med EU-direktivet.
EU-kommisjonen har til og med truet med rettslige skritt mot Tyskland for ikke å fullt ut implementere nye forskrifter for utslipp av kuldemedier. GM og Toyota har offentlig uttrykt sin støtte til YF og utt alt at de anser stoffet som trygt.
Kostnad for nye systemer
Tilleggskostnaden for nytt YF-kjølemiddel er i området 30–50 EUR. YF-systemer er mindre effektive og krever ekstra bruk av en intern varmeveksler.
Fordi produksjonsprosesskostnadene for YF er høyere enn R134A, forventes det en innmatingstariff på dette produktet i mange år, spesielt fra 2018 når alle nyregistrerte kjøretøy i EU vil bli pålagt å bruke et kjølemiddel annet enn R134A. fra R134A.
Prisøkning fra 1. februar 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernisering av R-22-systemet
Å erstatte R22 med R134A er en ganske enkel prosess. Først av alt bør hele R22 fjernes fra systemet. Da er det nødvendig å fjerne all smøreolje fra systemet(den maksimale mengden olje som er igjen inne i systemet er 5 % av den totale mengden som finnes i det). Mineralolje bør erstattes med syntetisk esterolje. Tørketrommelen og oljefilteret bør også skiftes.
Mengden av R134A som kreves i systemet er 90 til 95 % R22. Etiketter bør settes på systemer som er oppgradert med R134A som beskriver det nye kjølemediet og smøreoljen. Selv om prosessen er enkel, er det viktig å gjøre den nøye. Rester av R-22 i systemet kan føre til krysskontaminering. Den for R-22 og R-134A kan gjøre bilens kjølesystem mindre pålitelig og heve kompressorhodetrykket til farlige nivåer, noe som fører til en fullstendig systemfeil. I tillegg krever R-134A en spesiell oljeblanding - polyarylen.
I 1987 ble Montreal-protokollen kunngjort, som er en internasjonal traktat i mange land for å bidra til å bekjempe det skadede laget av O-sonen. Et av initiativene hans var å fase ut CFC over hele verden. I 1994 avsluttet USA bruken av R-12 i bilindustrien. R-12 er erstattet av HFC- alternativet R-134a. I 2010, under Montreal-protokollen, kunngjorde USA at de ville fase ut bruken av R-22 i fremtidige applikasjoner. Alle nye maskiner vil målrette mot HFC R-410A, som ikke inneholder klor.
