Що таке фреон і навіщо він потрібний у кондиціонері?

Основне завдання кондиціонера — забирати тепло в приміщенні та відводити його назовні. Але як це зробити, якщо температура всередині і так нижча? Досліджуючи відкритий у 1730-му році діетиловий ефір, фізики помітили, що він здатний віддавати багато тепла при стиску та, навпаки, ефективно відбирає його з навколишнього середовища при випаровуванні. На цьому принципі було збудовано перші холодильні установки. На ньому ж вони працюють і зараз, з тією різницею, що замість вибухонебезпечного ефіру, що легко запалюється, застосовується більш стабільний і безпечний фреон для кондиціонера.

Система працює в такий спосіб. Робоче середовище розширюється у внутрішньому блоці. Активно випаровуючись, вона відбирає тепло у повітря. Далі фреон прямує у зовнішній блок. Там він примусово стискається і перетворюється на рідкий стан. У процесі цього отримане тепло віддається у довкілля. У рідкій фазі фреон повертається у внутрішній модуль. Замкнута система забезпечує збереження речовини.

Таким чином фреон у кондиціонері працює агентом з перенесення тепла, або холодоагентом.

Чому сучасні фреони в кондиціонері замінив інші типи холодоагентів?

Історія кліматичного кондиціювання в промислових масштабах почалася в 1902 році, коли американський інженер Уолтер Шулер створив перший робочий кондиціонер повітря, а його співвітчизник Вільям Каррієр придумав, як рушійною силою використовувати електрику.

Для транспортування тепла переважно використовувався аміак. Це не менш небезпечна, ніж ефір, дуже летюча речовина з високою токсичністю для людини часто викликала нещасні випадки. Покупці з настороженістю поставилися до нового винаходу та не поспішали до магазинів. Треба було щось робити

У лабораторії «Kinetic Chemical Company» вирішили протестувати з цією метою нещодавно синтезовану речовину — дифтордихлорметан (CCl₂F₂) під назвою FREON® від виробника DuPont. Результат виявився чудовим. Компанія назвала речовину «Refrigerant», скоротивши ім'я в кодуванні формули до букви «R», що увійшло в загальну практику. Тепер повна назва фреонів складається з торгової марки та загальноприйнятого позначення — R-22, R-410A та інші. Слово «фреон» ж стало загальним і використовується інженерами для всього класу холодоагентів.

Основні фізичні та хімічні характеристики фреону для кондиціонера

На відміну від своїх попередників, речовина показала високу безпеку для застосування у холодильних установках. Фреон:

• не горить на відкритому повітрі;
• не вибухає навіть при контакті з відкритим полум'ям;
• інертний по відношенню до кислот і лугів — не реагує з ними;
• має високу теплоємність і теплопровідність;
• не має кольору, запаху;
• добре розчинний у неполярних органічних розчинниках (вуглеводнях);
• при температурах 250°С і вище може вступати в реакцію з лужними металами, чистим алюмінієм та магнієм, що призводить до утворення токсичних газів.

Першим промисловим фреоном для кондиціонерів та холодильників став дифтордихлорметан R-12. Однак виявили, що він сильно впливає на екологію. А саме — активно руйнує озоновий шар, що захищає нашу планету від радіоактивного випромінювання із космосу. Також ця речовина здатна викликати отруєння людини із серйозними наслідками.

Все це стало причиною розробки нового холодоагенту — R-22. Згодом і він був замінений на гідрофторвуглеводні (HFC) та гідрокарбони (HC) в рамках дії «Монреальського протоколу щодо речовин, що руйнують озоновий шар» від 1987-го.

Починаючи з 2010-го, все нові спліт-системи та інше обладнання були переведені на безпечні фреони. Вчені після багаторазових досліджень дійшли переконання, що вони не завдають шкоди навколишньому середовищу та озоновому шару зокрема, а також безпечні для здоров'я людей.

Сучасні види фреону для кондиціонера

Зараз промисловість пропонує купити фреон близько сорока модифікацій. Для заправки кондиціонерів зазвичай використовуються:

• R-410А;
• R-407С;
• R-32;
• R-22 на моделях приблизно до 2010-го.

Далі ми розглянемо їх властивості.

Особливості фреону R-407С

Цей холодоагент — комбінація із трьох простих фреонів R-32, R-125, R-134. Він був розроблений компанією MackDown і швидко набув широкого поширення завдяки своїм відмінним властивостям:

• При нормальній температурі та тиску це безбарвний газ.
• Його енергоефективність дуже близька до R-22 — дуже хороша альтернатива йому.
• Це озонобезпечні типи фреону для кондиціонера.
• Мають високу температурну стабільність.
• Не горять і не вибухають на відкритому повітрі.
• У них мінімальний рівень токсичності.

Технічна особливість — дуже висока швидкість випаровування, якщо відбувається витік. Щоб кондиціонер знову запрацював нормально, залишки фреону зливаються, а на їхнє місце закачується новий холодоагент.

Особливості фреону R-410A

Це композиція з дифторметану R-32 та пентафторетану R-125. Обидва компоненти відносяться до озонобезпечних холодоагентів з нульовим потенціалом виснаження озонового шару. Крім цього:

• Суміш абсолютно нетоксичний для людського організму.
• Фреон R-410A дуже довго зберігає експлуатаційні властивості.
• Холодопродуктивність навіть більша, ніж у 22-го фреону.
• Не спалахує і не вибухає на повітрі.

Якщо відбувається витік робочого середовища, активні речовини йдуть рівномірно. Тому для відновлення потрібно просто дозаправити кондиціонер фреоном потрібного типу.

На даний момент це найкраще рішення з точки зору безпеки навколишнього середовища.

Особливості фреону R-32

У хімічній номенклатурі ця речовина називається дифторметан. Спочатку воно використовувалося як складова комплексних холодоагентів. При цьому R-32 показав чудову ефективність у кліматичних системах за такої ж безпрецедентної безпеки для навколишнього середовища. Цей фреон у кондиціонер має величезний потенціал. Його переваги:

• Дуже низький коефіцієнт GWP (Global warming potential), що показує, наскільки він впливає на глобальне потепління. Завдяки цьому він відповідає екологічним стандартам ЄС.
• Менша щільність і в'язкість порівняно з R-410A, R-407C.
• Не впливає на озоновий шар земної атмосфери.
• Дозволяє знизити енергоспоживання холодильної техніки до 10%.
• Забезпечує більш високу холодопродуктивність (вона майже на 4% вище) у побутових спліт-системах.
• Може бути перероблений.

Матеріал вимагає дотримання техніки безпеки під час роботи. Власне, як і інші види фреону. Слід закрити всі заглиблення у підлозі, щоб речовина не скупчилася в них, та забезпечити провітрювання. Перед початком паяння в приміщенні не повинно залишитись його великих концентрацій.

R-32 став революцією у виробництві кондиціонерів. Нові моделі дедалі частіше розробляються на його основі.

Особливості фреону R-22

Цей вид фреону для кондиціонера також є інертним, вибухобезпечним та негорючим. Однак він відноситься до групи холодоагентів, що викликають слабке виснаження озонового шару та має загальнотоксичну дію на людину. Отруєння R-22 проявляється у вигляді:

• запаморочення;
• виродження;
• перезбудження;
• і навіть непритомність.

З цієї причини в країнах ЄС та Північної Америки його заборонено використовувати.

Як вплинуло впровадження нового покоління фреонів на виробництво кондиціонерів?

Багато покупців свого часу помітили різкі стрибки ціни на спліт-системи від сезону до сезону. Навіть зросла кількість майстрів, які вивчають, як самому встановити кондиціонер. Це було очікувано і пояснюється такими факторами:

• У старого R-22 тиск конденсації становив 16 атмосфер.
• Для нових фреонів воно зросло до 26 атмосфер.

Система повинна забезпечити і витримати суттєвий тиск. Для цього вона потребує матеріалів і компонентів, здатних працювати під збільшеним навантаженням. Виробництво стало набагато дорожчим. Що і вплинуло на вартість кондиціонерів, які використовують нові типи фреону.

З цієї ж причини продовжується продаж R-22. Він необхідний для обслуговування попередніх поколінь холодильників та кліматичної техніки, які залишаються у робочому стані. Просто так перейти на новий холодоагент стара техніка не здатна. Або заміна всього обладнання, або залишаємось на тому ж фреоні.

Чи варті витрати, щоб перейти на нові технології? Результатом впровадження протоколів Монреаля (1987) та Кіото (1997) стало те, що озонова діра перестала зростати. Озоновий шар відіграє вирішальну роль у захисті життя на Землі від ультрафіолетового випромінювання Сонця, яке є дуже небезпечним для людини та екосистем. Невелика переплата за кондиціонер — зовсім невелика ціна, якщо ми говоримо про збереження екологічного життєвого простору на нашій планеті.