Ի՞նչ են սառնագենտները: Սրանք հատուկ հեղուկներ են: Դրանք օգտագործվում են օդորակիչների և սառնարանների մեջ։ Սառնագենտը ենթարկվում է փուլային փոփոխությունների հեղուկից գազ, երբ այն կլանում է ջերմությունը և վերադառնում հեղուկ, երբ կոմպրեսորը սեղմում է գազը: Իդեալական սառնագենտի ընտրությունը հիմնված է թերմոդինամիկական հատկությունների վրա: Այն պետք է լինի ոչ կոռոզիոն, անվտանգ, ոչ թունավոր և ոչ դյուրավառ:
Սառնագենտների համառոտ պատմություն
Բելգիացի գիտնական Ֆրեդերիկ Սվորթսը 1890-ականների վերջին CFC-ների սինթեզի առաջնահերթն էր: Նրա հայտնագործությունը տեղի է ունեցել ածխածնի տետրաքլորիդում քլորիդը ֆուտուրիդով փոխարինելուց հետո՝ CFC-11-ի և CFC-12-ի սինթեզի համար: 1920-ականների վերջին Թոմաս Միդգլի կրտսերը բարելավեց սինթեզի գործընթացը և վիճարկեց CFC-ների օգտագործումը որպես սառնագենտ՝ փոխարինելու ամոնիակը, քլորոմեթանը և ծծմբի երկօքսիդը, որոնք սովորաբար օգտագործվում էին այն ժամանակ:
:
Դրանք վնասակար էին, դյուրավառ և ոմանք նույնիսկ թունավոր: Առավել տարածվածՍառնագենտը եղել է CFC, որը կոչվում է Freon - DuPont-ի ֆիրմային անվանումը «R-12» սառնարանի համար: Անցյալ դարի 30-ականների պահանջներին համապատասխան՝ այս սառնագենտները թվում էին իդեալական, գիտականորեն հիմնավորված և ավելի անվտանգ, չկոռոզիոն գազեր և արտադրության համար էժան։
Միայն 1970-ականներին հայտնաբերվեց, որ քլորի մոլեկուլները լիովին ոչնչացնում են օզոնային շերտը և արգելվեցին: 1970-ականներին գիտնականները պարզեցին, որ սառնագենտի ամոնիակը խանգարում է ինֆրակարմիր ճառագայթների ներթափանցմանը դրանց մեջ, քանի որ դրանք կուտակվում են մթնոլորտում և ջերմության փոխանցում են առաջացնում, ինչը հանգեցնում է կլիմայի փոփոխության, ուստի այս միացությունն արգելվել է։
1990-ականներին և 2000-ականներին CFC-ները փոխարինվեցին HCFC-ներով (հիդրոքլորֆտորածխաջրածիններ) և ամենատարածված HCFC-ն «R-22»-ն է, որը շատ ավելի քիչ կործանարար ազդեցություն ունեցավ օզոնի վրա, սակայն այն դեռևս վտանգավոր էր: Օզոնային շերտի քայքայման խնդիրը լուծելու համար գիտնականները գտել են HFC-ներ, որոնք չեն պարունակում քլոր: Այնուամենայնիվ, նրանք ավելի ուշ հասկացան, որ HFC-ն դեռևս վնասում է շրջակա միջավայրը ջերմոցային գազերի միջոցով:
Սառնարանային կրիչների ժամանակակից տեսակներ
Եվրահանձնաժողովը հանձնարարել է, որ R134A սառնագենտը չօգտագործվի Եվրոպական Միությունում վաճառվող սերտիֆիկացված մարդատար ավտոմեքենաների համար: Այս մանդատը ի սկզբանե նախատեսված էր 2011 թվականի հունվարի 1-ի համար: Այնուամենայնիվ, քանի որ նոր սառնագենտը դեռ հասանելի չէր ընդհանուր շուկայում, այս վերջնաժամկետը երկարաձգվեց մինչև 2013 թվականի հունվարի 1-ը:
Սկսած 2017 թվականի հունվարից՝ բոլորը նոր գրանցվածտրանսպորտային միջոցներից պահանջվում էր օգտագործել այլընտրանքային սառնագենտ: 2018 թվականին եվրոպական արտադրության նոր մարդատար ավտոմեքենաների միայն 60%-ն է օգտագործում անվտանգ սառնագենտ։ Եվրոպական միության սահմաններից դուրս վաճառվող մեքենաները շարունակում են օգտագործել R134A կամ էլ ավելի վտանգավոր սառնագենտ:
Սառնագենտների հիմնական տեսակները՝
- CFCs - քլորֆտորածխածիններ.
- HCFC – HydrochloroFluorocarbons.
- HFC – HydroFluorocarbons.
Սակայն դրանք բոլորը փոխարինվել են կամ մոտ ապագայում կփոխարինվեն շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության պատճառով: HFO սառնագենտը այժմ սկսում է փոխարինել CFC-ներին, քանի որ դրանք ունեն շատ ավելի ցածր գլոբալ տաքացման պոտենցիալ և չեն քայքայում օզոնը, թեև որոշները շատ դյուրավառ են: Ներկայումս շուկա է մտնում սառնագենտների 4-րդ սերունդը, որոնք ունեն հիանալի թերմոդինամիկական հատկություններ և շրջակա միջավայրի համար մաքուր են։
Ընտրելով այլընտրանք R12-ի համար
R12 սառնագենտը դեռ լայնորեն օգտագործվում է սառնարանային ծրագրերում: Իրոք, շատ դժվար էր գտնել մեկը, որը կարող էր փոխարինել այս ունիվերսալ սառնագենտին աշխատանքային պայմաններում: R134A-ն ամենահարմարն է այս նպատակների համար:
R134A-ի և R12-ի համեմատություն:
- Գոլորշիչի հզորությունը -7°C ջերմաստիճանում նույնն է երկու սառնագենտի համար, և -7°C-ից ցածր, եթե R12-ը փոխարինվի r134A սառնագենտի հետ, սառեցման էֆեկտի զգալի կորուստ կլինի: Նման դեպքերում R134A-ին փոխարինելու փոխարեն խորհուրդ է տրվում օգտագործել սառնագենտների խառնուրդներ: Freon 134-ը կարող է օգտագործվել նաև ցածր ջերմաստիճանի դեպքումիրավիճակներ.
- R134A-ի ջերմային փոխանցման գործակիցները R12-ից բարձր են: Եթե դրանք գոյություն ունեն նույն հեղուկ փուլում, ապա R134A սառնագենտի ջերմային փոխանցման գործակիցը 27–37%-ով բարձր է, իսկ գազային փուլում՝ 37–45%-ով։ Եթե դրանք գոյություն ունեն երկու փուլով՝ հեղուկ և գազային, ապա R134A-ի համար ջերմափոխանակման գործակիցը գոլորշիչում 28%-ից 34%-ով բարձր է, իսկ կոնդենսատորում՝ 35-41%-ով:
- R134A-ի սառեցման ազդեցությունը մոտ 22%-ով ավելի մեծ է, քան R12-ի: Այսպիսով, R134A-ի զանգվածային հոսքի արագությունը, որը պահանջվում է մեկ տոննա սառեցման համար, մոտ 18%-ով պակաս է R12-ից: Սա նշանակում է, որ սառնարանային համակարգի տվյալ հզորության համար դրա պահանջվող քանակությունը 18%-ով պակաս է, քան R12-ի օգտագործման դեպքում: Այսինքն, բոլոր սարքավորումներում, որտեղ R12-ը փոխարինվում է ֆրեոն 134-ով, սառնագենտի քանակը, որը պետք է լիցքավորվի, R12-ից պակաս է: Այնուամենայնիվ, R134A-ի հատուկ ծավալը մի փոքր ավելի մեծ է, քան R12-ը, ուստի նույն քանակությամբ սառնագենտի դեպքում R134A-ի զբաղեցրած ծավալն ավելի մեծ է, քան R12-ը:
- R134A-ի սառեցման էֆեկտի աճը փոխհատուցվում է դրա հատուկ ծավալի մեծացմամբ: Այսպիսով, փոփոխված համակարգերում լիցքավորված R134a-ն պետք է 5–10%-ով պակաս լինի R12-ից։
:
Փոխակերպել R12-ը R134A
Որոշ վաղ տեղադրություններ օգտագործում էին ամոնիակ որպես սառնագենտ: Այնուամենայնիվ, մինչև 1995 թվականը կառուցված ժամանակակից մեքենաների մեծ մասը օգտագործում էր R12: R12-ը տեխնոլոգիապես առաջադեմ և արդյունավետ ic2 սառնագենտ էր, սակայն հետագայում պարզվեց, որ այն օզոնը քայքայող գազ է, և դրա արտադրությունն ու օգտագործումը սահմանափակվեց:
1995 թվականից հետո այն փոխարինվեց R134A-ով, և այն դեռևսօգտագործվում է բազմաթիվ մեքենաներում: Եթե տնային տնտեսությունն ունի R12 օդորակման համակարգով հին մեքենա, ապա ավտովարորդները մեծ խնդիրներ են ունենում արտահոսքի կամ պահպանման դեպքում նման համակարգը համալրելու հետ կապված: Արդյունաբերությունը սկսեց արտադրել հատուկ ադապտերներ, որից հետո համակարգը R134A-ի փոխակերպելու գործընթացը պարզ դարձավ։
Փոփոխություններ հովացման համակարգում
R12-ը R134A-ի փոխարկելու համար համակարգում ընդամենը մի քանի փոքր փոփոխություններ պետք է կատարվեն: Բարեբախտաբար, հին R12 համակարգում օգտագործվող կոմպրեսորը դեռ կաշխատի R134A սառնագենտի հետ և նույնքան արդյունավետ կլինի: Կոնդենսատորը և գոլորշիացնողը պարզապես ջերմափոխանակիչներ են, ուստի դրանք նույնպես պետք չէ փոխել այլ սառնագենտի գործարկման համար:
Բաղադրիչներից մեկը, որը պետք է փոխվի, չորանոցն է։ Համակարգի վերջին տարրը, որը պետք է փոխվի, ճնշման պորտերն են: R134A-ն օգտագործում է տարբեր պորտեր համակարգի լիցքավորման և ճնշման չափման համար, ուստի հին R12 պորտերը պետք է հեռացվեն և փոխարինվեն կամ լրացվեն ադապտերներով: Անհրաժեշտ սարքավորումները գնելուց հետո հեռացրեք հին սառնագենտը և յուղը: Նոր ic2 սառնագենտի տեղադրման ժամանակ պետք է ավելացվի նաև R134A համատեղելի PAG յուղ՝ կոմպրեսորը յուղած պահելու համար:
Համակարգը R12-ից R134A-ի փոխակերպելուց հետո կարևոր է մի քանի օր ստուգել համակարգի ճնշումը՝ համոզվելու համար, որ ամեն ինչ ճիշտ է աշխատում: Եթե համակարգում որևէ փոքր արտահոսք է նկատվել, կիրառեք Red Angel A/C Stop Leak-ը կնքելու համարհամակարգ.
Սառնագենտներն ավելի անվտանգ են, քան ֆրեոնը
Սովորական HCFC R-22-ը, որը օգտագործվել է տասնամյակներ շարունակ, այնքան էլ լավ չէ շրջակա միջավայրի համար, որքան ժամանակին կարծում էին փորձագետները: Շրջակա միջավայրի պահպանության գործակալությունը աշխատանքներ է տարել սառնագենտի օգտագործումը աստիճանաբար վերացնելու ուղղությամբ և ի վերջո այն ամբողջությամբ արգելել է: R-22-ից դուրս գալու փուլը սկսվել է 2010թ. Մինչև 2020 թվականը սառնագենտի օգտագործումը խստորեն կսահմանափակվի և ամբողջությամբ կարգելվի մինչև 2030 թվականը։
Շուկայում ներկայումս առկա էկոլոգիապես մաքուր սառնագենտներն են «R-290» և «R-600A»: Դրանք HC-ներ կամ ածխաջրածիններ են, և դրանց քիմիական անվանումներն են՝ «Պրոպան» R-290-ի համար և «Isobutane»՝ R-600A-ի համար: Նրանք 100% հալոգենից զուրկ են, չունեն օզոնային շերտը քայքայելու պոտենցիալ և ամենաքիչ վտանգավորն են պոտենցիալ գլոբալ տաքացման տեսանկյունից: Դրանք նաև էներգաարդյունավետ են, բայց շատ դյուրավառ, քանի որ դրանք ածխաջրածիններ են: Ներկայումս սառնագենտների առավել «կանաչ» տեսակներն են՝ R134A, R-407C, R-410A։ Արտադրողները, որոնք արտադրում են այս սառնագենտները, պնդում են, որ նյութերը բացարձակապես անվտանգ են։
Բալոն ֆրեոնով R134A
Օզոնային շերտի վրա CFC և HCFC սառնագենտների վնասակար ազդեցության հայտնաբերմամբ այս խումբը լայնորեն օգտագործվում է որպես փոխարինող: R134A սառնարանի սառնագենտը հիդրոֆտորածխածնային է (HFC), որն օզոնային շերտը քայքայելու զրոյական պոտենցիալ ունի և ջերմոցային էֆեկտ քիչ է կամ բացակայում է:
Սառնագենտ R134Aտետրաֆտորէթան քիմիական միացություն է, որը բաղկացած է երկու ածխածնի ատոմներից, երկու ջրածնի ատոմներից և չորս ֆտորի ատոմներից։ Դրա քիմիական բանաձևը CF3CH2F է: R134A սառնագենտի մոլեկուլային զանգվածը 133.4 է, իսկ եռման կետը՝ 26.1°C։ R134A-ն դյուրավառ և ոչ պայթուցիկ է, ունի նորմալ թունավորություն և լավ քիմիական կայունություն, խոնավության նկատմամբ որոշակիորեն բարձր մերձեցում:
R134A-ն ընդհանուր ֆիզիկական և թերմոդինամիկական հատկություններով շատ նման է R12-ին: Հետեւաբար, այն համարվում է գերազանց փոխարինող: R134 սառնագենտների հատկությունները հետևյալն են՝
- Ավտոբռնկման ջերմաստիճան - 770 °C.
- Օզոնի քայքայման մակարդակ - 04.
- Ջրում լուծելիություն 0.11 wt% 25 C.
- Կրիտիկական ջերմաստիճան - 122 °C.
- Գույնի կոդը՝ բաց կապույտ։
- Գլոբալ տաքացման ներուժ (GWP)1200։
- Սառնագենտի ջերմաստիճան, եռման կետ -26,1 °C.
R-407C-ի թերմոդինամիկական հատկություններ
Իր հատկությունների առումով այն համապատասխանում է R-22-ում առկա բնութագրերին: R-407C-ը սովորական սառնագենտի փոխարինող է նրանց համար, ովքեր ցանկանում են արդիականացնել R-22 սարքավորումները: Հիդրոածխաջրածինների խառնուրդը ներառում է պենտաֆտորեթան, դիֆտորմեթան և 1, 1, 1, 2-տետրաֆտորէթան: Լայնորեն օգտագործվող այլընտրանքային սառնագենտ, որը տարածված է փաթեթավորված օդորակիչների և առանց խոզանակների բաժանման համակարգերում, ինչպես նաև թեթև օդորակման և ուղղակի ընդլայնման համակարգերում, որոնք հայտնաբերված են բնակելի, առևտրային և արդյունաբերական կիրառություններում: R-407C-ն աշխատում է նաև միջին ջերմաստիճանի սառնարանային համակարգերում և շատերումնոր տեխնիկա։
Ազոտը որպես պահող լիցք օգտագործող նոր սարքավորումը լավագույնս աշխատում է R-407C-ի հետ՝ շնորհիվ պոլիոլ եթերայուղի օգտագործման: Թեև նոր սարքերը և սառնարանային համակարգերը ամենատարածվածն են, R-407C-ը կարող է արդիականացվել որոշ R-22 համակարգերում, եթե ընթացակարգում ներառված է նավթի փոփոխությունը: Ֆրեոնի այս այլընտրանքը համարվում է էկոլոգիապես մաքուր՝ օզոնը քայքայելու զրոյական ներուժի պատճառով:
Օզոնի քայքայման պոտենցիալ R-404A
Այս սառնագենտի մեջ 0 է, ինչպես R-407C-ն և R-134A-ն: Այն հաճախ օգտագործվում է սառնարանային համակարգերի համար, որոնք պահանջում են -45°C-ից մինչև 15°C: Այն առավել օգտակար է առևտրային և արդյունաբերական փոխադրումների մեջ՝ շնորհիվ իր աշխատանքային ջերմաստիճանի լայն տիրույթի: Այն շատ նման է R-22-ին և ավելի լավ կատարում է առաջարկում: Քանի որ R-404A-ն արագ չի արձագանքում օդին կամ ջրին, այն համարվում է անվտանգ բազմաթիվ օգտագործման համար: Այն նաև դյուրավառ է, անգույն և առանց հոտի։
Սակայն, ինչպես ցանկացած սառնագենտի դեպքում, օգտվողները միշտ պետք է համապատասխան նախազգուշական միջոցներ ձեռնարկեն իրենց պաշտպանելու համար: R-404A-ի հետ անմիջական շփումը դեռ կարող է առաջացնել ցրտահարություն, իսկ կրակի կամ ջերմության չափազանց մեծ ազդեցությունը կարող է հանգեցնել ջրամբարի պատռման: R-404A-ն բավականին տարածված է և հասանելի է այն խանութներից, որոնք մասնագիտացած են ջեռուցման և հովացման արտադրանքի տրամադրման մեջ:
Երկու հիդրոֆտորածխածնային սառնագենտների՝ դիֆտորմեթանի և պենտաֆտորէթանի խառնուրդը.նեոզոնը քայքայող սառնագենտ, որն ապահովում է ավելի լավ էներգիայի արդյունավետություն, քան R-22-ը և R-407C-ը և չի օգտագործում քլոր իր ձևավորման մեջ: Այն ավելի հարմար է համարվում որպես R-22-ի փոխարինում՝ շնորհիվ իր բարձր ճնշման և հովացման հզորության:
Հատկանիշ R-410A
Եթե օգտվողները որոշեն գնել R-410A օգտագործող սարքեր, գործընթացը սովորաբար բավականին պարզ է: Փաստորեն, շատ օդորակիչներ և սառնարանային ընկերություններ սարքավորում են հատուկ R-410A-ով օգտագործելու համար: Թեև այն առավել տարածված է առևտրային սառնարաններում, օդորակիչներում և սառնարաններում, կարևոր է նշել, որ ֆրեոնի այս այլընտրանքը չի աշխատի A/CR-22 միավորներում:
R-410A սառնագենտներն ունեն ավելի բարձր ճնշման մակարդակ, ուստի պահանջվում է այլ բազմաչափ, քան սովորաբար օգտագործվում է R-22-ի դեպքում: Սառնագենտը պետք է լիցքավորվի հեղուկ վիճակում և միայն կարճ պոռթկումներով: R-410A-ն վաճառվում է մի քանի ֆիրմային անվանումներով՝ AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 և Puron: Այն բավականին հեշտ է գնել առցանց և մասնագիտացված խանութներում։
Տրանսպորտային օդորակիչ
2006 թվականի ԵՄ հրահանգը պահանջում է, որ ԵՄ-ում վաճառվող բոլոր նոր մեքենաները հագեցած լինեն գլոբալ տաքացման ցածր ներուժով (GWP) սառնագենտներով: Սահմանաչափը սահմանված է GWP 150, որը YF-ն ներկայումս կարող է տրամադրել: Դրա առավելությունը ինքնաբացարկի հատկությունն է. այն ամբողջությամբ քայքայվում է մթնոլորտում մոտավորապեստասնմեկ օր։
Չնայած այն հանգամանքին, որ HFO1234yf-ն ընդունվել է որպես նոր սառնագենտ, Գերմանիան կասկածներ ուներ։ Daimler-ը և որոշ այլ գերմանական արտադրողներ և նաև կարգավորող մարմիններ կարծում են, որ YF-ն վտանգավոր է բարձր դյուրավառության պատճառով: Ի պատասխան՝ Գերմանիան հավանություն տվեց որոշ Daimler մեքենաների շարունակելու աշխատել R134A-ով, հակառակ ԵՄ հրահանգին:
Եվրահանձնաժողովը նույնիսկ սպառնացել է իրավական միջոցներ կիրառել Գերմանիայի դեմ՝ սառնագենտի արտանետումների նոր կանոնակարգերը ամբողջությամբ չկիրառելու համար: GM-ը և Toyota-ն հրապարակայնորեն իրենց աջակցությունն են հայտնել YF-ին և հայտարարել, որ իրենք այդ նյութը համարում են անվտանգ:
Նոր համակարգերի արժեքը
Նոր YF սառնագենտի լրացուցիչ արժեքը 30-50 եվրոյի սահմաններում է: YF համակարգերն ավելի քիչ արդյունավետ են և պահանջում են ներքին ջերմափոխանակիչի լրացուցիչ օգտագործում:
Քանի որ YF-ի արտադրության գործընթացի արժեքը R134A-ից բարձր է, այս ապրանքի համար սպասվում է սնուցման սակագին երկար տարիներ, հատկապես 2018 թվականից, երբ Եվրոպական միությունում բոլոր նոր գրանցված մեքենաները կպահանջվեն օգտագործել սառնագենտ: բացի R134A-ից R134A-ից։
Գների աճ 2018 թվականի փետրվարի 1-ից.
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
R-22 համակարգի արդիականացում
R22-ը R134A-ով փոխարինելը բավականին պարզ գործընթաց է: Նախևառաջ, ամբողջական R22-ը պետք է հեռացվի համակարգից: Այնուհետև անհրաժեշտ է համակարգից հեռացնել ամբողջ քսայուղը(համակարգի ներսում մնացած յուղի առավելագույն քանակը կազմում է դրանում առկա ընդհանուր քանակի 5%-ը): Հանքային յուղը պետք է փոխարինվի սինթետիկ եթերային յուղով։ Չորանոցը և յուղի ֆիլտրը նույնպես պետք է փոխարինվեն։
Համակարգում պահանջվող R134A գումարը կազմում է 90-ից 95% R22: Պիտակներ պետք է տեղադրվեն R134A-ով արդիականացված համակարգերի վրա, որոնք նկարագրում են նոր սառնագենտը և քսայուղը: Չնայած գործընթացը հեշտ է, կարևոր է դա անել ուշադիր: Համակարգում R-22-ի մնացորդները կարող են հանգեցնել խաչաձեւ աղտոտման: Այն R-22-ի և R-134A-ի համար կարող է մեքենայի հովացման համակարգը դարձնել ավելի քիչ հուսալի և բարձրացնել կոմպրեսորի գլխի ճնշումը վտանգավոր մակարդակների՝ հանգեցնելով համակարգի ամբողջական խափանման: Բացի այդ, R-134A-ն պահանջում է յուղի հատուկ խառնուրդ՝ պոլիարիլեն:
1987 թվականին հայտարարվեց Մոնրեալի արձանագրությունը, որը միջազգային պայմանագիր է բազմաթիվ երկրներում՝ օգնելու պայքարել Օ-զոնի վնասված շերտի դեմ: Նրա նախաձեռնություններից մեկը CFC-ների աստիճանական ոչնչացումն էր ամբողջ աշխարհում: 1994 թվականին ԱՄՆ-ը դադարեցրեց R-12-ի օգտագործումը ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ: R-12-ը փոխարինվել է HFC այլընտրանքային R-134a-ով: 2010 թվականին, Մոնրեալի արձանագրության համաձայն, ԱՄՆ-ը հայտարարեց, որ աստիճանաբար կդադարեցնի R-22-ի օգտագործումը ապագա կիրառություններում: Բոլոր նոր մեքենաները թիրախավորելու են HFC R-410A, որը քլոր չի պարունակում:
