Vad är köldmedier? Dessa är speciella vätskor. De används i luftkonditioneringsapparater och kylskåp. Köldmediet genomgår fasförändringar från vätska till gas när det absorberar värme och tillbaka till vätska när kompressorn komprimerar gasen. Valet av det ideala köldmediet baseras på termodynamiska egenskaper. Den måste vara icke-frätande, säker, giftfri och icke brandfarlig.
A Brief History of Refrigerants
Den belgiske vetenskapsmannen Frederic Sworths var banbrytande för syntesen av CFC i slutet av 1890-talet. Hans upptäckt inträffade efter ersättningen av klorid i koltetraklorid med futurid för syntesen av CFC-11 och CFC-12. I slutet av 1920-talet förbättrade Thomas Midgley Jr. syntesprocessen och utmanade användningen av CFC som köldmedium för att ersätta ammoniak, klormetan och svaveldioxid som var vanligt förekommande vid den tiden.
De var skadliga, brandfarliga och vissa till och med giftiga. Den vanligastekylmediet var en CFC som heter Freon - DuPonts varumärke för "R-12"-kylskåpet. Enligt kraven från 30-talet av förra seklet verkade dessa köldmedier vara idealiska, vetenskapligt baserade och säkrare, icke-korrosiva gaser och billiga att tillverka.
Det var inte förrän på 1970-talet som klormolekyler upptäcktes fullständigt förstöra ozonskiktet och förbjöds. På 1970-talet upptäckte forskare att köldmediet ammoniak stör penetreringen av infraröda strålar i dem, eftersom de ackumuleras i atmosfären och orsakar värmeöverföring, vilket leder till klimatförändringar, så denna förening förbjöds.
På 1990- och 2000-talen ersattes CFC med HCFC (klorfluorkolväten) och den vanligaste HCFC är "R-22" som hade mycket mindre förödande effekter på ozon, men det var fortfarande farligt. För att lösa problemet med ozonnedbrytning kom forskare på HFC som inte innehöll klor. Men de insåg senare att HFC fortfarande skadar miljön genom växthusgaser.
Moderne typer av kylmedier
Europeiska kommissionen har gett mandat att R134A-köldmedium inte ska användas för certifierade personbilar som säljs i EU. Detta mandat var ursprungligen avsett för den 1 januari 2011. Men eftersom det nya köldmediet ännu inte var tillgängligt för den allmänna marknaden förlängdes denna tidsfrist till den 1 januari 2013.
Från och med januari 2017, alla nyregistreradefordon var tvungna att använda ett alternativt köldmedium. Under 2018 använder endast 60 % av de nya Europatillverkade personbilarna ett säkert köldmedium. Fordon som säljs utanför Europeiska unionen fortsätter att använda R134A eller ett ännu farligare köldmedium.
Huvudtyper av köldmedier:
- CFCs - klorfluorkolväten.
- HCFC – HydroChloroFluoroCarbons.
- HFC – HydroFluoroCarbons.
De har dock alla bytts ut eller kommer att bytas ut inom en snar framtid på grund av miljöpåverkan. HFO-köldmedium börjar nu ersätta CFC eftersom de har mycket lägre global uppvärmningspotential och inte bryter ner ozon, även om vissa är mycket brandfarliga. För närvarande kommer den fjärde generationens köldmedier in på marknaden, som har fantastiska termodynamiska egenskaper och är miljövänliga.
Välja ett alternativ för R12
R12-köldmedium används fortfarande i stor utsträckning i kylapplikationer. Det var faktiskt mycket svårt att hitta en som kunde ersätta detta universella köldmedium under driftsförhållanden. R134A är den mest lämpliga för dessa ändamål.
Jämförelse av R134A och R12:
- Kapaciteten vid -7°C förångartemperatur är densamma för båda köldmedierna, och under -7°C, om R12 ersätts med r134A köldmedium, kommer det att bli en betydande förlust av kyleffekt. I sådana fall rekommenderas det att använda blandningar av köldmedier istället för att ersätta R134A. Freon 134 kan även användas för låg temperatursituationer.
- Värmeöverföringskoefficienterna för R134A är högre än R12. Om de finns i samma vätskefas är värmeöverföringskoefficienten för R134A-köldmediet 27–37 % högre och i gasfasen 37–45 % högre. Om de finns i två faser, flytande och gasformiga, är värmeöverföringskoefficienten för R134A 28 % till 34 % högre i förångaren och 35 till 41 % högre i kondensorn.
- Kylningseffekten för R134A är cirka 22 % större än den för R12. Sålunda är massflödeshastigheten för R134A som krävs per ton kylning cirka 18 % mindre än R12. Detta innebär att för en given kapacitet hos kylsystemet är den erforderliga mängden av den 18 % mindre än när R12 används. Det vill säga, i all utrustning där R12 ersätts med freon 134 är mängden köldmedium som ska fyllas på mindre än R12. Den specifika volymen för R134A är dock något större än R12, så för samma mängd köldmedium är volymen som upptas av R134A större än R12.
- Ökningen av kyleffekten för R134A kompenseras av en ökning av dess specifika volym. Således bör R134a laddat i modifierade system vara 5–10 % mindre än R12.
Konvertera R12 till R134A
Vissa tidiga installationer använde ammoniak som köldmedium. Men de flesta moderna bilar byggda före 1995 använde R12. R12 var ett tekniskt avancerat och effektivt ic2-köldmedium, men det upptäcktes senare att det var en ozonnedbrytande gas och dess produktion och användning begränsades.
Efter 1995 ersattes den av R134A, och den är fortfarandeanvänds i många bilar. Om hushållet har en gammal bil med ett R12 luftkonditioneringssystem, upplever bilister stora problem med att fylla på ett sådant system vid läckor eller underhåll. Industrin började tillverka speciella adaptrar, varefter processen att konvertera systemet till R134A blev enkel.
Ändringar av kylsystemet
För att konvertera R12 till R134A behöver bara några små ändringar i systemet göras. Som tur är kommer kompressorn som används i det gamla R12-systemet fortfarande att fungera med R134A-köldmedium och kommer att vara lika effektiv. Kondensorn och förångaren är bara värmeväxlare, så de behöver inte heller bytas för att köra ett annat köldmedium.
En av komponenterna som behöver bytas är torktumlaren. Det sista elementet i systemet som kommer att behöva ändras är tryckportarna. R134A använder olika portar för systemladdning och tryckmätning, så de gamla R12-portarna måste tas bort och bytas ut eller kompletteras med adaptrar. Efter att ha köpt den nödvändiga utrustningen, ta bort det gamla kylmediet och oljan. Vid installation av ett nytt ic2-köldmedium måste R134A-kompatibel PAG-olja även tillsättas för att hålla kompressorn smord.
Efter att ha konverterat ett system från R12 till R134A är det viktigt att kontrollera systemtrycket i några dagar för att se till att allt fungerar som det ska. Om några små läckor upptäcks i systemet, applicera Red Angel A/C Stop Leak för att tätasystem.
Köldmedier är säkrare än freon
Common HCFC R-22, som har använts i decennier, är inte så bra för miljön som experter en gång trodde. Naturvårdsverket arbetade med att fasa ut köldmediet och förbjöd det så småningom helt. Utfasningen av R-22 började 2010. Till 2020 kommer användningen av köldmediet att vara kraftigt begränsad och helt förbjuden 2030.
De mest miljövänliga köldmedierna som för närvarande finns på marknaden är "R-290" och "R-600A". De är HC, eller kolväten, och deras kemiska namn är "Propane" för R-290 och "Isobutane" för R-600A. De är 100 % halogenfria, har ingen ozonnedbrytningspotential och är de minst farliga när det gäller potentiell global uppvärmning. De är också mycket energieffektiva, men mycket brandfarliga eftersom de är kolväten. För närvarande är de mest "gröna" typerna av köldmedier R134A, R-407C, R-410A. Tillverkarna som tillverkar dessa köldmedier hävdar att ämnena är absolut säkra.
Cylinder med freon R134A
Med upptäckten av de skadliga effekterna av CFC- och HCFC-köldmedier på ozonskiktet har denna grupp använts i stor utsträckning som ersättning. Köldmediet i R134A-kylskåpet är hydrofluorocarbon (HFC), som har noll ozonnedbrytningspotential och liten eller ingen växthuseffekt.
Köldmedium R134Aär en kemisk förening tetrafluoretan, bestående av två kolatomer, två väteatomer och fyra fluoratomer. Dess kemiska formel är CF3CH2F. Molekylvikten för R134A-köldmediet är 133,4 och dess kokpunkt är 26,1°C. R134A är icke brandfarligt och icke-explosivt, har normal toxicitet och god kemisk stabilitet, något hög affinitet för fukt.
R134A är mycket lik R12 i allmänna fysikaliska och termodynamiska egenskaper. Därför anses det vara en utmärkt ersättare. Egenskaperna för R134 köldmedier är följande:
- Autoantändningstemperatur - 770 °C.
- Ozonnedbrytningstakt - 04.
- Löslighet i vatten 0,11 vikt% 25 C.
- Kritisk temperatur - 122 °C.
- Färgkod: ljusblå.
- Global Warming Potential (GWP)1200.
- Köldmedietemperatur, kokpunkt -26,1 °C.
R-407Cs termodynamiska egenskaper
När det gäller egenskaperna motsvarar den de egenskaper som finns tillgängliga i R-22. R-407C är en vanlig ersättning för köldmedium för dem som vill uppgradera R-22-utrustning. Blandningen av fluorkolväten inkluderar pentafluoretan, difluormetan och 1, 1, 1, 2-tetrafluoretan. Ett allmänt använt alternativt köldmedium som är populärt i förpackade luftkonditioneringsanläggningar och borstlösa separationssystem, såväl som lätta luftkonditionerings- och direktexpansionssystem som finns i bostäder, kommersiella och industriella applikationer. R-407C fungerar även i medeltemperaturkylsystem och i månganya vitvaror.
Ny utrustning som använder kväve som lagringsladdning fungerar bäst med R-407C på grund av användningen av eterisk polyololja. Medan nya apparater och kylsystem är vanligast, kan R-407C uppgraderas på vissa R-22-system om ett oljebyte ingår i proceduren. Detta alternativ till Freon anses vara miljövänligt på grund av dess ozonnedbrytande potential.
Ozonutarmningspotential R-404A
Det är 0 i detta köldmedium, precis som R-407C och R-134A. Den används ofta för kylsystem som kräver -45°C till 15°C. Den är mest användbar i kommersiella och industriella transportapplikationer på grund av dess breda driftstemperaturområde. Den är väldigt lik R-22 och erbjuder bättre prestanda. Eftersom R-404A inte reagerar snabbt på luft eller vatten anses den vara säker för många användningsområden. Det är också obrännbart, färglöst och luktfritt.
Men som med alla köldmedier bör användare alltid vidta lämpliga försiktighetsåtgärder för att skydda sig själva. Direktkontakt med R-404A kan fortfarande orsaka köldskador, och överdriven exponering för eld eller värme kan göra att behållaren spricker. R-404A är ganska vanligt och finns att köpa i butiker som är specialiserade på att tillhandahålla värme- och kylprodukter.
En blandning av två fluorkolvätenköldmedier, difluormetan och pentafluoretan, ärett neozonutarmande köldmedium som ger bättre energieffektivitet än R-22 och R-407C och som inte använder klor i sin formulering. Den anses vara mer lämplig som ersättning för R-22 på grund av dess högre tryck och kylkapacitet.
Funktion R-410A
Om användare väljer att köpa enheter som använder R-410A, är processen vanligtvis ganska enkel. Faktum är att många luftkonditionerings- och kylföretag tillverkar enheter specifikt för användning med R-410A. Även om det är mest populärt inom kommersiell kylning, luftkonditionering och kylskåp, är det viktigt att notera att detta Freon- alternativ inte fungerar i A/CR-22-enheter.
R-410A-köldmedier har ett högre tryckklassning, så en annan grenrörsmätare krävs än den som norm alt används med R-22. Köldmediet måste fyllas på i flytande form och endast i korta strömmar. R-410A säljs under flera varumärken: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 och Puron. Det är ganska enkelt att köpa online och i specialbutiker.
Fordonsluftkonditionering
Ett EU-direktiv från 2006 kräver att alla nya fordon som säljs i EU ska vara utrustade med kylmedel med låg global uppvärmningspotential (GWP). Gränsen är satt till GWP 150 som YF för närvarande kan tillhandahålla. Dess fördel är egendomen av självförfogande - det sönderdelas helt i atmosfären på caelva dagar.
Trots att HFO1234yf accepterades som ett nytt köldmedium hade Tyskland tvivel. Daimler och några andra tyska tillverkare och även tillsynsmyndigheter anser att YF är farligt på grund av dess höga brandfarlighet. Som svar godkände Tyskland några Daimler-fordon att fortsätta köra på R134A, i strid med EU-direktivet.
Europeiska kommissionen har till och med hotat med rättsliga åtgärder mot Tyskland för att de inte fullt ut har implementerat nya regler för utsläpp av köldmedier. GM och Toyota har offentligt uttryckt sitt stöd för YF och sagt att de anser att ämnet är säkert.
Kostnad för nya system
Tilläggskostnaden för nytt YF-köldmedium ligger i intervallet 30-50 EUR. YF-system är mindre effektiva och kräver ytterligare användning av en intern värmeväxlare.
Eftersom tillverkningsprocesskostnaden för YF är högre än R134A förväntas en inmatningstaxa för denna produkt i många år, särskilt från 2018 då alla nyregistrerade fordon i EU kommer att behöva använda ett köldmedium annat än R134A. från R134A.
Prishöjning från 1 februari 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernisering av R-22-systemet
Att ersätta R22 med R134A är en ganska enkel process. Först och främst bör hela R22 tas bort från systemet. Då är det nödvändigt att ta bort all smörjolja från systemet(den maximala mängden olja som finns kvar inuti systemet är 5 % av den totala mängden som finns i det). Mineralolja bör ersättas med syntetisk esterolja. Torken och oljefiltret bör också bytas ut.
Mängden R134A som krävs i systemet är 90 till 95 % R22. Etiketter bör placeras på system som har uppgraderats med R134A som beskriver det nya kylmediet och smörjoljan. Även om processen är enkel är det viktigt att göra det noggrant. Rester av R-22 i systemet kan leda till korskontaminering. Det för R-22 och R-134A kan göra bilens kylsystem mindre tillförlitligt och höja kompressorhuvudets tryck till farliga nivåer, vilket leder till ett fullständigt systemfel. Dessutom kräver R-134A en speciell oljeblandning - polyarylen.
1987 tillkännagavs Montrealprotokollet, som är ett internationellt fördrag i många länder för att hjälpa till att bekämpa det skadade lagret av O-zonen. Ett av hans initiativ var att fasa ut CFC över hela världen. 1994 avslutade USA användningen av R-12 i bilindustrin. R-12 har ersatts av HFC- alternativet R-134a. Under 2010, under Montrealprotokollet, meddelade USA att de skulle fasa ut användningen av R-22 i framtida applikationer. Alla nya maskiner kommer att inriktas på HFC R-410A, som inte innehåller klor.
