Co jsou to chladiva? Jedná se o speciální kapaliny. Používají se v klimatizacích a chladničkách. Chladivo prochází fázovými změnami z kapaliny na plyn, když absorbuje teplo, a zpět na kapalinu, když kompresor stlačuje plyn. Výběr ideálního chladiva je založen na termodynamických vlastnostech. Musí být nekorozivní, bezpečný, netoxický a nehořlavý.
Stručná historie chladiv
Belgický vědec Frederic Sworths byl průkopníkem syntézy CFC na konci 90. let 19. století. K jeho objevu došlo po nahrazení chloridu v tetrachlormethanu futuridem pro syntézu CFC-11 a CFC-12. Na konci 20. let 20. století Thomas Midgley Jr. zlepšil proces syntézy a zpochybnil použití freonů jako chladiva k nahrazení amoniaku, chlormethanu a oxidu siřičitého, které se v té době běžně používaly.
Byly škodlivé, hořlavé a některé dokonce toxické. Nejčastějšíchladivem byl freon s názvem Freon – obchodní značka společnosti DuPont pro lednici „R-12“. Podle požadavků 30. let minulého století se tato chladiva jevila jako ideální, vědecky podložená a bezpečnější, nekorozivní plyny a levná na výrobu.
Až v 70. letech se zjistilo, že molekuly chloru zcela ničí ozónovou vrstvu a byly zakázány. V 70. letech 20. století vědci zjistili, že chladivo čpavek brání pronikání infračervených paprsků do nich, protože se hromadí v atmosféře a způsobují přenos tepla, což vede ke změně klimatu, takže tato sloučenina byla zakázána.
V 90. a 20. století byly CFC nahrazeny HCFC (hydrochlorfluoruhlovodíky) a nejběžnějším HCFC je „R-22“, který měl mnohem méně devastující účinky na ozón, přesto byl stále nebezpečný. K vyřešení problému poškozování ozónové vrstvy přišli vědci s HFC, které neobsahovaly chlór. Později si však uvědomili, že HFC stále poškozuje životní prostředí prostřednictvím skleníkových plynů.
Moderní typy chladicích médií
Evropská komise nařídila, aby se chladivo R134A nepoužívalo pro certifikované osobní automobily prodávané v Evropské unii. Toto pověření bylo původně zamýšleno k 1. lednu 2011. Protože však nové chladivo ještě nebylo dostupné na běžném trhu, byla tato lhůta prodloužena do 1. ledna 2013.
Od ledna 2017 jsou všichni nově registrovanívozidla musela používat alternativní chladivo. V roce 2018 pouze 60 % nových osobních automobilů evropské výroby používá bezpečné chladivo. Vozidla prodávaná mimo Evropskou unii nadále používají R134A nebo ještě nebezpečnější chladivo.
Hlavní typy chladiv:
- CFC – chlorfluoruhlovodíky.
- HCFC – HydroChloroFluoroCarbons.
- HFC – HydroFluoroCarbons.
Všechny však byly nebo budou v blízké budoucnosti nahrazeny kvůli dopadům na životní prostředí. Chladivo HFO nyní začíná nahrazovat CFC, protože mají mnohem nižší potenciál globálního oteplování a nepoškozují ozón, ačkoli některé jsou vysoce hořlavé. V současné době přichází na trh 4. generace chladiv, která mají skvělé termodynamické vlastnosti a jsou šetrná k životnímu prostředí.
Výběr alternativy za R12
Chladivo R12 je stále široce používáno v chladicích aplikacích. Najít takové, které by toto univerzální chladivo v provozních podmínkách mohlo nahradit, bylo skutečně velmi obtížné. Pro tyto účely je nejvhodnější R134A.
Porovnání R134A a R12:
- Výkon při teplotě výparníku -7°C je stejný pro obě chladiva a pod -7°C, pokud je R12 nahrazeno chladivem r134A, dojde k výrazné ztrátě chladicího účinku. V takových případech se doporučuje použít směsi chladiv místo náhrady R134A. Freon 134 lze použít i pro nízké teplotysituace.
- Koeficienty prostupu tepla pro R134A jsou vyšší než R12. Pokud existují ve stejné kapalné fázi, je součinitel prostupu tepla chladiva R134A o 27–37 % vyšší a v plynné fázi o 37–45 % vyšší. Pokud existují ve dvou fázích, kapalné a plynné, je koeficient přestupu tepla pro R134A o 28 % až 34 % vyšší ve výparníku a o 35 až 41 % vyšší v kondenzátoru.
- Chladicí účinek R134A je asi o 22 % vyšší než u R12. Hmotnostní průtok R134A požadovaný na tunu chlazení je tedy asi o 18 % menší než R12. To znamená, že pro daný výkon chladicího systému je jeho potřebné množství o 18 % menší než při použití R12. To znamená, že ve všech zařízeních, kde je R12 nahrazen freonem 134, je množství chladiva, které by mělo být naplněno, menší než R12. Specifický objem R134A je však o něco větší než R12, takže pro stejné množství chladiva je objem obsazený R134A větší než R12.
- Zvýšení chladicího účinku R134A je kompenzováno zvýšením jeho specifického objemu. R134a nabitý v upravených systémech by tedy měl být o 5–10 % nižší než R12.
Převést R12 na R134A
Některé dřívější instalace používaly jako chladivo čpavek. Většina moderních vozů vyrobených před rokem 1995 však používala R12. R12 bylo technologicky vyspělé a účinné chladivo ic2, později se však zjistilo, že jde o plyn poškozující ozónovou vrstvu a jeho výroba a použití byly omezeny.
Po roce 1995 byl nahrazen R134A a je stálepoužívané v mnoha autech. Pokud má domácnost staré auto s klimatizací R12, pak mají motoristé velké problémy s doplňováním takového systému v případě netěsností nebo údržby. Průmysl začal vyrábět speciální adaptéry, po kterých se proces přeměny systému na R134A stal jednoduchým.
Změny chladicího systému
K převodu R12 na R134A je potřeba provést pouze několik malých změn v systému. Naštěstí kompresor používaný ve starém systému R12 bude stále pracovat s chladivem R134A a bude stejně účinný. Kondenzátor a výparník jsou pouze výměníky tepla, takže je také není třeba měnit, aby fungovaly s jiným chladivem.
Jednou ze součástí, kterou je třeba vyměnit, je sušička. Posledním prvkem systému, který bude potřeba změnit, jsou tlakové porty. R134A používá různé porty pro nabíjení systému a měření tlaku, takže staré porty R12 je potřeba odstranit a vyměnit nebo doplnit adaptéry. Po zakoupení potřebného vybavení odstraňte staré chladivo a olej. Při instalaci nového chladiva ic2 je nutné přidat také olej PAG kompatibilní s R134A, aby kompresor zůstal mazaný.
Po přeměně systému z R12 na R134A je důležité několik dní kontrolovat tlak v systému, abyste se ujistili, že vše funguje správně. Pokud byly v systému zaznamenány malé netěsnosti, použijte k utěsnění Red Angel A/C Stop Leaksystém.
Chladiva jsou bezpečnější než freon
Běžný HCFC R-22, který se používá po desetiletí, není tak dobrý pro životní prostředí, jak si odborníci kdysi mysleli. Agentura pro ochranu životního prostředí pracovala na postupném vyřazení chladiva a nakonec ho úplně zakázala. Vyřazení R-22 začalo v roce 2010. Do roku 2020 bude používání chladiva přísně omezeno a do roku 2030 zcela zakázáno.
Nejekologičtější chladiva, která jsou v současnosti na trhu k dispozici, jsou „R-290“a „R-600A“. Jsou to HC nebo uhlovodíky a jejich chemické názvy jsou "Propan" pro R-290 a "Isobutan" pro R-600A. Jsou 100% bez halogenů, nemají potenciál poškozovat ozonovou vrstvu a jsou nejméně nebezpečné z hlediska potenciálního globálního oteplování. Jsou také vysoce energeticky účinné, ale vysoce hořlavé, protože se jedná o uhlovodíky. V současnosti jsou nejvíce „zelenými“typy chladiv R134A, R-407C, R-410A. Výrobci, kteří tato chladiva vyrábějí, tvrdí, že tyto látky jsou absolutně bezpečné.
Válec s freonem R134A
S objevem škodlivých účinků chladiv CFC a HCFC na ozonovou vrstvu byla tato skupina široce používána jako náhrada. Chladivem v chladničce R134A je fluorovaný uhlovodík (HFC), který má nulový potenciál poškozování ozónové vrstvy a malý nebo žádný skleníkový efekt.
Chladivo R134Aje chemická sloučenina tetrafluorethan sestávající ze dvou atomů uhlíku, dvou atomů vodíku a čtyř atomů fluoru. Jeho chemický vzorec je CF3CH2F. Molekulová hmotnost chladiva R134A je 133,4 a jeho bod varu je 26,1 °C. R134A je nehořlavý a nevýbušný, má normální toxicitu a dobrou chemickou stabilitu, poněkud vysokou afinitu k vlhkosti.
R134A je velmi podobný R12 v obecných fyzikálních a termodynamických vlastnostech. Proto je považován za vynikající náhradu. Vlastnosti chladiv R134 jsou následující:
- Teplota automatického vznícení – 770 °C.
- Rychlost poškozování ozónové vrstvy – 04.
- Rozpustnost ve vodě 0,11 % hm. 25 C.
- Kritická teplota – 122 °C.
- Kód barvy: světle modrá.
- Potenciál globálního oteplování (GWP) 1200.
- Teplota chladiva, bod varu -26,1 °C.
Termodynamické vlastnosti R-407C
Z hlediska svých vlastností odpovídá charakteristikám dostupným v R-22. R-407C je běžná náhrada chladiva pro ty, kteří chtějí upgradovat zařízení R-22. Směs fluorovaných uhlovodíků zahrnuje pentafluorethan, difluormethan a 1,1,1,2-tetrafluorethan. Široce používané alternativní chladivo oblíbené v balených klimatizacích a bezkomutátorových separačních systémech, stejně jako v lehkých klimatizacích a systémech přímé expanze, které se nacházejí v obytných, komerčních a průmyslových aplikacích. R-407C také funguje ve středněteplotních chladicích systémech a v mnohanové spotřebiče.
Nové zařízení využívající dusík jako zásobní náplň funguje nejlépe s R-407C díky použití polyolového esenciálního oleje. Zatímco nová zařízení a chladicí systémy jsou nejběžnější, R-407C lze upgradovat na některé systémy R-22, pokud je součástí postupu výměna oleje. Tato alternativa k freonu je považována za šetrnou k životnímu prostředí díky svému nulovému potenciálu poškozování ozónové vrstvy.
Potenciál poškozování ozónové vrstvy R-404A
V tomto chladivu je 0, stejně jako R-407C a R-134A. Často se používá pro chladicí systémy, které vyžadují -45 °C až 15 °C. Díky širokému rozsahu provozních teplot je nejužitečnější v komerčních a průmyslových dopravních aplikacích. Je velmi podobný R-22 a nabízí lepší výkon. Protože R-404A nereaguje rychle na vzduch nebo vodu, je považován za bezpečný pro mnoho použití. Je také nehořlavý, bezbarvý a bez zápachu.
Avšak jako u každého chladiva by uživatelé měli vždy přijmout vhodná opatření, aby se ochránili. Přímý kontakt s R-404A může stále způsobit omrzliny a nadměrné vystavení ohni nebo teplu může způsobit prasknutí zásobníku. R-404A je poměrně běžný a lze jej zakoupit v obchodech, které se specializují na poskytování produktů pro vytápění a chlazení.
Směs dvou hydrofluoruhlovodíkových chladiv, difluormethanu a pentafluorethanu, jechladivo poškozující neozonovou vrstvu, které poskytuje lepší energetickou účinnost než R-22 a R-407C a ve svém složení nepoužívá chlór. Je považován za vhodnější jako náhrada za R-22 kvůli vyššímu tlaku a chladicí kapacitě.
Funkce R-410A
Pokud se uživatelé rozhodnou zakoupit zařízení, která používají R-410A, je proces obvykle poměrně jednoduchý. Ve skutečnosti mnoho společností zabývajících se klimatizací a chlazením vyrábí jednotky speciálně pro použití s R-410A. Ačkoli je nejoblíbenější v komerčním chlazení, klimatizacích a ledničkách, je důležité si uvědomit, že tato alternativa Freonu nebude fungovat v jednotkách A/CR-22.
Chladiva R-410A mají vyšší jmenovitý tlak, takže je vyžadován jiný manometr na potrubí než normálně používaný s R-22. Chladivo se musí plnit v kapalné formě a pouze v krátkých dávkách. R-410A se prodává pod několika značkami: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 a Puron. Je docela snadné nakupovat online a ve specializovaných obchodech.
Klimatizace vozidla
Směrnice EU z roku 2006 vyžaduje, aby všechna nová vozidla prodávaná v EU byla vybavena chladivy s nízkým potenciálem globálního oteplování (GWP). Limit je nastaven na 150 GWP, které může společnost YF aktuálně poskytnout. Jeho výhodou je vlastnost svépomoci - v atmosféře se zcela rozloží asi zajedenáct dní.
Navzdory skutečnosti, že HFO1234yf bylo přijato jako nové chladivo, mělo Německo pochybnosti. Daimler a někteří další němečtí výrobci a také regulační orgány se domnívají, že YF je nebezpečný kvůli své vysoké hořlavosti. V reakci na to Německo schválilo, aby některá vozidla Daimler pokračovala v provozu na R134A, což je v rozporu se směrnicí EU.
Evropská komise dokonce pohrozila žalobou proti Německu za to, že plně neimplementovalo nové předpisy pro emise chladiv. GM a Toyota veřejně vyjádřily svou podporu YF a uvedly, že považují látku za bezpečnou.
Náklady na nové systémy
Dodatečné náklady na nové chladivo YF se pohybují v rozmezí 30–50 EUR. Systémy YF jsou méně účinné a vyžadují dodatečné použití vnitřního výměníku tepla.
Vzhledem k tomu, že náklady na výrobní proces u YF jsou vyšší než u R134A, očekává se u tohoto produktu po mnoho let výkupní cena, zejména od roku 2018, kdy budou všechna nově registrovaná vozidla v Evropské unii muset používat chladivo jiné než R134A. od R134A.
Zvýšení ceny od 1. února 2018:
- R452a + 20 %.
- R410a + 20 %.
- R448a + 15 %.
- R449a + 15 %.
Modernizace systému R-22
Výměna R22 za R134A je poměrně jednoduchý proces. Nejprve by měl být ze systému odstraněn celý R22. Poté je nutné ze systému odstranit veškerý mazací olej(maximální množství oleje zbývajícího v systému je 5 % z celkového množství v něm přítomného). Minerální olej by měl být nahrazen syntetickým esterovým olejem. Vyměňte také sušič a olejový filtr.
Množství R134A požadované v systému je 90 až 95 % R22. Štítky by měly být umístěny na systémech, které byly modernizovány pomocí R134A s popisem nového chladiva a mazacího oleje. Přestože je tento proces snadný, je důležité jej provádět opatrně. Zbytky R-22 v systému mohou vést ke křížové kontaminaci. U R-22 a R-134A může snížit spolehlivost chladicího systému automobilu a zvýšit tlak v hlavě kompresoru na nebezpečnou úroveň, což vede k úplnému selhání systému. Navíc R-134A vyžaduje speciální olejovou směs - polyarylen.
V roce 1987 byl vyhlášen Montrealský protokol, což je mezinárodní smlouva v mnoha zemích na pomoc v boji proti poškozené vrstvě O-zóny. Jednou z jeho iniciativ bylo postupné vyřazení freonů po celém světě. V roce 1994 USA ukončily používání R-12 v automobilovém průmyslu. R-12 byl nahrazen HFC alternativou R-134a. V roce 2010 v rámci Montrealského protokolu USA oznámily, že postupně ukončí používání R-22 v budoucích aplikacích. Všechny nové stroje se zaměří na HFC R-410A, který neobsahuje chlór.
