Фреон, хладогенты свойства, виды, применение
Фреон, хладогенты характеристики
Название «фреон» — это технический термин, которым обозначают все хладагенты. На территории России эти вещества еще называются «хладонами». Разработчиком и первым производителем веществ этой группы является компания «DuPont» — одна из крупнейших химических компании в мире. По своему происхождению и составу это фторсодержащие производные углеводородов, органические соединения или галогеноалканы (алкилгалогениды). В настоящее время мировая промышленность выпускает более 40 наименований фреонов. Вещества этой группы применяются как хладагенты, а также пропелленты, вспениватели, растворители, пламегасители.
Маркировка хладагентов
Согласно утвержденному стандарту ИСО 817-74, который используется во всем мире, хладоны маркируются следующим образом:
● Следует помнить, что отсчет ведется справа. Первое число указывает на содержание атомов фтора (F) в соединении.
● Следующим числом обозначается содержание водорода (Н). Эта цифра должна быть на единицу больше данного параметра.
● Третье число — это содержание углерода (С) минус единица.
● Индексом С обозначают циклические производные.
● Если место хлора (Cl) в составе занимает бром (Br) или йод (I), то в конце маркировки проставляется индекс В или I соответственно и цифра, указывающая на количество атомов данного вещества в молекуле.
Стандартизация маркировки позволяет избежать путаницы при обозначении разных видов хладонов, входящих в одну группу.
Характеристики фреона для холодильного оборудования и кондиционеров
Хладагент представляет собой газ или жидкость без цвета и запаха. Вещества, относящиеся к этой группе, хорошо растворяются в органических растворителях и при этом практически нерастворимы в обычной воде. Некоторые виды фреонов обладают устойчивостью к действию кислот и щелочей. Хладагенты в чистом виде относительно инертны по отношению к другим веществам — они не горят на воздухе, не воспламеняются даже при воздействии открытого огня. Среди веществ, контактирующих с фреонами, можно выделить щелочные и щелочноземельные металлы, технический алюминий, магний и его сплавы.
Нельзя допускать смешивание хладонов с воздухом или кислородом под давлением, как и их контактирование с металлическими поверхностями, нагретыми выше +200С. Дело в том, что при повышении температуры, хладагента выше +250С происходит образование ядовитых продуктов — хлоро- или фтороводородной кислоты, фосгена. Последний применялся в качестве боевого химического оружия в военных действиях в начале XX века. Хладагенты в смеси с маслами и в зависимости от состава могут быть пожароопасны.
Таблица 1. Виды хладагентов.
| Обозначение | Молекулярн.масса | t кипения |
| метановый ряд | ||
| R-11 | 137,43 | +24С |
| R-12 | 120,92 | -30С |
| R-12В1 | 165,41 | -4С |
| R-13 | 104,52 | -81С |
| R-13В1 | 148,95 | -58С |
| R-14 | 88,08 | -128С |
| R-21 | 102,99 | +9С |
| R-22 | 86,57 | -41С |
| R-23 | 70,06 | -82С |
| R-30 | 84,94 | +40С |
| R-31 | 68,53 | -9С |
| R-32 | 52,30 | -52С |
| R-40 | 50,15 | -24С |
| R-41 | 34,10 | -78С |
| R-50 | 16,20 | -161С |
| этановый | ||
| R-113 | 187,43 | +48С |
| R-114 | 170,94 | +4С |
| R-115 | 154,55 | -39С |
| R-116 | 138,07 | -78С |
| R-123 | 153,09 | +27С |
| R-124 | 136,50 | -12С |
| R-125 | 120,20 | -49С |
| R-134а | 102,10 | -26С |
| R-141b | 117,20 | +32С |
| R-142b | 100,35 | -10С |
| R-143а | 84,40 | -47С |
| R-152а | 66,30 | -25С |
| R-170 | 30,20 | -89С |
| пропановый | ||
| R-218 | 188,30 | -37С |
| R-225 еа | 202,49 | - |
| R-227еа | 170,50 | -16С |
| R-236fa | 152,10 | -1С |
| R-245fa | 134,20 | +15С |
| R-290 | 44,50 | -42С |
| циклич-ие органич-ие соед. | ||
| R-C318 | 200,10 | -6С |
| различн.органические соединения | ||
| R-600 | 58,21 | 0С |
| R-600a | 58,31 | -12С |
| соед-ия кислорода | ||
| R-610 | 74,31 | +35С |
| R-611 | 60,20 | +32С |
| соед-ия серы | ||
| R-620 | нет обозначения | нет обозначения |
| соединения азота | ||
| R-630 | 31,41 | -7С |
| R-631 | 45,21 | +17С |
| неорганич.соед-ия | ||
| R-702 | 2,10 | -253С |
| R-704 | 4,30 | -269С |
| R-717 | 17,40 | -33С |
| R-718 | 18,20 | +100С |
| R-720 | 20,32 | -246С |
| R-728 | 28,51 | -196С |
| R-732 | 32,40 | -183С |
| R-740 | 39,19 | -186С |
| R-744 | 44,20 | -78С |
| R-744A | 44,10 | -90С |
| R-764 | 64,71 | -10С |
| ненасыщ.органич.соед-ия | ||
| R-1132a | 64,10 | -82С |
| R-1150 | 28,01 | -104С |
| R-1270 | 42,31 | -48С |
Таблица 2 - Обозначения смесей хладагентов серии R400.
| Обозначение | t кипения/t конденсации по Цельсию |
| R-401A | -33,3С-26,4C |
| R-401B | -34,9С-28,8C |
| R-401C | -30,5С-23,8C |
| R-402A | -49,0С-46,9C |
| R-402B | -47,0С-44,7C |
| R-403A | -47,8С-44,3C |
| R-403B | -49,2С-46,8C |
| R-404A | -46,2С-45,5C |
| R-405A | -35,9С-24,5C |
| R-406A | -32,7С-23,5C |
| R-407A | -45,3С-38,9C |
| R-407B | -46,8С-42,5C |
| R-407C | -43,6С-36,6C |
| R-407D | -39,5С-32,9C |
| R-407E | -42,9С-35,8C |
| R-408A | -44,6С-44,1C |
| R-409A | -34,7С-26,4C |
| R-409B | -35,6С-27,9C |
| R-410A | -51,4С-51,4C |
| R-410B | -51,3С-51,6C |
| R-411A | -39,5С-36,6C |
| R-411B | -41,6С-40,0C |
| R-412A | -38,0С-28,7C |
| R-413A | -30,6С-27,9C |
| R-414A | -34,0С-25,8C |
| R-414B | -32,9С-24,3C |
| R-415A | -37,5С-34,7C |
| R-416A | -23,4С-21,8C |
| R-417A | -38,0С-32,9C |
| R-418A | -41,2С-40,1C |
Таблица 3 - Обозначения смесей хладагентов серии R500
| Обозначение | t кипения/t конденсации по Цельсию |
| R-500 | -33,6С-33,6С |
| R-501 | -40,5С-40,3С |
| R-502 | -45,2С-45,0С |
| R-503 | -87,8С-87,8С |
| R-504 | -57,1С-56,2С |
| R-507A | -46,7С-46,7С |
| R-508A | -87,4С-87,4С |
| R-508B | -87,0С-87,0С |
| R-509A | -49,8С-48,1С |
Применение хладонов в промышленности
Первые фреоны на основе аммиака, разработанные специалистами компании «Дюпон», были небезопасны для человека, что послужило серьезным препятствием для развития тех отраслей промышленности, где так или иначе была задействована холодильная техника. Синтез химически нейтральных и относительно безвредных хладагентов открыл широкие возможности для производства холодильных установок, климат-систем и кондиционеров, а также других направлений промышленности.
Основные области применения хладонов в промышленности:
● Холодильные установки. Рабочее вещество для функционирования охлаждающих камер может находиться в жидком, газообразном или твердом состоянии. Хладон в процессе кипения, испарения, плавления или сублимации «забирает» тепло у охлаждаемого объекта и передает ее охлаждающей среде. В отличии от систем открытого типа, когда охлаждающая жидкость испаряется в атмосферу, фреон в холодильных установках движется по замкнутому кругу — сжимается под действием компрессора, охлаждается в конденсаторе (теплообменнике), расширяется в дросселе и испаряется в испарителе, после чего цикл повторяется.
● Климат-системы. Установки для охлаждения и кондиционирования воздуха работают по тому же принципу, что и холодильное оборудование с некоторым отличием — хладон после конденсатора проходит через терморегулирующий вентиль, остывает, затем поступает в радиатор. Там он, обдуваемый потоком воздуха, переходит в газообразное состояние, забирая тепло, за счет чего температура воздуха в помещении снижается.
● Газовые баллончики и аэрозоли. Хладоны применяются в парфюмерии, медицине и производстве гражданского газового оружия самообороны в качестве выталкивающей основы.
● Полимерные материалы. При производстве изделий и конструкций из полиуретана фреоны применяются как вспенивающий реагент. Вещества, входящие в группу хладагентов, используются в качестве исходного сырья для получения фторопластов и синтетических каучуков.
● Тушение пожаров. Газовое пожаротушение — технология, применяемая для локализации возгораний на стратегических объектах, судах, летательных аппаратах, хранилищах данных и серверных, библиотеках, музеях, электростанциях, словом в тех местах, где применение пенных, порошковых и водяных систем тушения пожаров невозможно по объективным причинам. Установки газового тушения пожаров бывают встроенными, стационарными, или мобильными.
Перевозные системы также входят состав установок для подавления взрывов и флегматизации взрывоопасных смесей. Негорючий, невзрывоопасный, нетоксичный и стабильный в обычных условия газ входит в состав смесей, которыми заправляют баллоны или бочки под давлением 2,0 МПа (19 атмосфер). При контакте с огнем и поверхностями, нагретыми до температуры +600С, хладагент разлагается с выделением высокотоксичных соединений.
Воздействие на человека фреона и хладона
Некоторые виды хладагентов оказывают вредное воздействие на здоровье человека, поражают самые разные органы. Токсичные вещества способны накапливаться в организме, вызывать хронические отравления, нарушения обмена веществ и сбой в работе всех систем организма.
Существует спорное утверждение, что массовое и повсеместное использование фреонов является причиной парникового эффекта. Сейчас уже многие производители холодильного и климатического оборудования переходят на применение озонобезопасных хладагентов и практически отказались от R-22, которым еще недавно заправляли до 90% всех сплит-систем и кондиционеров. Прогнозируемое уменьшение производства озоноразрушающих фреонов должно способствовать восстановлению озонового слоя Земли.
