Hvad er kølemidler? Disse er specielle væsker. De bruges i klimaanlæg og køleskabe. Kølemidlet gennemgår faseskift fra væske til gas, når det absorberer varme og tilbage til væske, når kompressoren komprimerer gassen. Valget af det ideelle kølemiddel er baseret på termodynamiske egenskaber. Det skal være ikke-ætsende, sikkert, ikke-giftigt og ikke-brændbart.
A Brief History of Refrigerants
Den belgiske videnskabsmand Frederic Sworths var pioner inden for syntesen af CFC'er i slutningen af 1890'erne. Hans opdagelse fandt sted efter udskiftningen af chlorid i carbontetrachlorid med futurid til syntese af CFC-11 og CFC-12. I slutningen af 1920'erne forbedrede Thomas Midgley Jr. synteseprocessen og udfordrede brugen af CFC'er som kølemiddel til at erstatte ammoniak, chlormethan og svovldioxid, som var almindeligt anvendt på det tidspunkt.
De var skadelige, brandfarlige og nogle endda giftige. Den mest almindeligekølemidlet var en CFC kaldet Freon - DuPonts varemærke for "R-12" køleskabet. I henhold til kravene i 30'erne i det forrige århundrede så disse kølemidler ud til at være ideelle, videnskabeligt baserede og sikrere, ikke-ætsende gasser og billige at fremstille.
Det var først i 1970'erne, at klormolekyler blev fundet fuldstændigt at ødelægge ozonlaget og blev forbudt. I 1970'erne opdagede forskere, at kølemidlet ammoniak forstyrrede indtrængning af infrarøde stråler ind i dem, da de akkumuleres i atmosfæren og forårsager varmeoverførsel, hvilket fører til klimaændringer, så denne forbindelse blev forbudt.
I 1990'erne og 2000'erne blev CFC'er erstattet af HCFC'er (hydrochlorfluorcarboner), og den mest almindelige HCFC er "R-22", som havde meget mindre ødelæggende virkninger på ozon, men det var stadig farligt. For at løse problemet med ozonnedbrydning kom forskerne med HFC'er, der ikke indeholdt klor. Men de indså senere, at HFC stadig skader miljøet gennem drivhusgasser.
Moderne typer kølemedier
Europa-Kommissionen har givet mandat til, at R134A-kølemiddel ikke må bruges til certificerede personbiler, der sælges i EU. Dette mandat var oprindeligt beregnet til 1. januar 2011. Men da det nye kølemiddel endnu ikke var tilgængeligt for det generelle marked, blev denne frist forlænget til den 1. januar 2013.
Fra januar 2017, alle nyregistreredekøretøjer skulle bruge et alternativt kølemiddel. I 2018 bruger kun 60 % af nye europæisk fremstillede personbiler et sikkert kølemiddel. Køretøjer, der sælges uden for Den Europæiske Union, bruger fortsat R134A eller et endnu farligere kølemiddel.
Hovedtyper af kølemidler:
- CFC'er - chlorfluorcarboner.
- HCFC – HydroChloroFluoroCarbons.
- HFC – HydroFluoroCarbons.
De er dog alle blevet eller vil blive udskiftet i den nærmeste fremtid på grund af miljøpåvirkninger. HFO-kølemiddel begynder nu at erstatte CFC'er, da de har meget lavere potentiale for global opvarmning og ikke nedbryder ozon, selvom nogle er meget brandfarlige. I øjeblikket er 4. generation af kølemidler på vej ind på markedet, som har fantastiske termodynamiske egenskaber og er miljøvenlige.
Valg af et alternativ til R12
R12 kølemiddel er stadig meget brugt i køleapplikationer. Det var faktisk meget svært at finde en, der kunne erstatte dette universelle kølemiddel under driftsforhold. R134A er den bedst egnede til disse formål.
Sammenligning af R134A og R12:
- Kapaciteten ved -7°C fordampertemperatur er den samme for begge kølemidler, og under -7°C, hvis R12 udskiftes med r134A kølemiddel, vil der være et betydeligt tab af køleeffekt. I sådanne tilfælde anbefales det at bruge blandinger af kølemidler i stedet for at erstatte R134A. Freon 134 kan også bruges til lav temperatursituationer.
- Varmeoverførselskoefficienterne for R134A er højere end R12. Hvis de findes i samme væskefase, er varmeoverførselskoefficienten for R134A-kølemidlet 27–37 % højere, og i gasfasen er den 37–45 % højere. Hvis de findes i to faser, flydende og gasformige, er varmeoverførselskoefficienten for R134A 28 % til 34 % højere i fordamperen og 35 til 41 % højere i kondensatoren.
- Køleeffekten af R134A er omkring 22 % større end R12. Således er massestrømningshastigheden af R134A påkrævet pr. ton køling omkring 18 % mindre end R12. Det betyder, at for en given kapacitet af kølesystemet er den nødvendige mængde af det 18 % mindre end ved brug af R12. Det vil sige, at i alt udstyr, hvor R12 er erstattet af freon 134, er mængden af kølemiddel, der skal påfyldes, mindre end R12. Det specifikke volumen af R134A er dog lidt større end R12, så for den samme mængde kølemiddel er volumen optaget af R134A større end R12.
- Stigningen i køleeffekten af R134A opvejes af en stigning i dens specifikke volumen. Således bør R134a opladet i modificerede systemer være 5-10 % mindre end R12.
Konverter R12 til R134A
Nogle tidlige installationer brugte ammoniak som kølemiddel. De fleste moderne biler bygget før 1995 brugte dog R12. R12 var et teknologisk avanceret og effektivt ic2-kølemiddel, men det blev senere opdaget at være en ozonnedbrydende gas, og dets produktion og brug blev begrænset.
Efter 1995 blev den erstattet af R134A, og den er stadigbruges i mange biler. Hvis husstanden har en gammel bil med et R12 klimaanlæg, så oplever bilister store problemer med at genopfylde et sådant system i tilfælde af utætheder eller vedligeholdelse. Industrien begyndte at producere specielle adaptere, hvorefter processen med at konvertere systemet til R134A blev enkel.
Ændringer af kølesystemet
For at konvertere R12 til R134A skal der kun foretages et par små ændringer i systemet. Heldigvis vil den kompressor, der blev brugt i det gamle R12-system, stadig fungere med R134A-kølemiddel og vil være lige så effektiv. Kondensator og fordamper er kun varmevekslere, så de skal heller ikke skiftes for at køre et andet kølemiddel.
En af de komponenter, der skal skiftes, er tørretumbleren. Det sidste element i systemet, der skal ændres, er trykportene. R134A bruger forskellige porte til systemopladning og trykmåling, så de gamle R12-porte skal fjernes og udskiftes eller suppleres med adaptere. Efter køb af det nødvendige udstyr skal du fjerne det gamle kølemiddel og olie. Når du installerer et nyt ic2-kølemiddel, skal der også tilsættes R134A-kompatibel PAG-olie for at holde kompressoren smurt.
Efter konvertering af et system fra R12 til R134A, er det vigtigt at kontrollere systemtrykket i et par dage for at sikre, at alt fungerer korrekt. Hvis der blev bemærket små utætheder i systemet, påfør Red Angel A/C Stop Leak for at forseglesystem.
Kølemidler er sikrere end freon
Almindelig HCFC R-22, som har været i brug i årtier, er ikke så godt for miljøet, som eksperter engang troede. Miljøstyrelsen arbejdede på at udfase kølemidlet og forbød det til sidst helt. Udfasningen af R-22 begyndte i 2010. Inden 2020 vil brugen af kølemidlet være stærkt begrænset og fuldstændig forbudt i 2030.
De mest miljøvenlige kølemidler, der i øjeblikket er tilgængelige på markedet, er "R-290" og "R-600A". De er HC'er eller kulbrinter, og deres kemiske navne er "Propane" for R-290 og "Isobutane" for R-600A. De er 100 % halogenfri, har ingen ozonnedbrydningspotentiale og er de mindst farlige med hensyn til potentiel global opvarmning. De er også meget energieffektive, men meget brandfarlige, da de er kulbrinter. I øjeblikket er de mest "grønne" typer kølemidler R134A, R-407C, R-410A. De producenter, der producerer disse kølemidler hævder, at stofferne er absolut sikre.
Cylinder med freon R134A
Med opdagelsen af de skadelige virkninger af CFC- og HCFC-kølemidler på ozonlaget er denne gruppe blevet meget brugt som erstatning. Kølemidlet i R134A-køleskabet er hydrofluorcarbon (HFC), som har nul ozonnedbrydningspotentiale og ringe eller ingen drivhuseffekt.
Kølemiddel R134Aer en kemisk forbindelse tetrafluorethan, bestående af to carbonatomer, to hydrogenatomer og fire fluoratomer. Dens kemiske formel er CF3CH2F. Molekylvægten af R134A kølemiddel er 133,4 og dets kogepunkt er 26,1°C. R134A er ikke-brændbar og ikke-eksplosiv, har normal toksicitet og god kemisk stabilitet, noget høj affinitet for fugt.
R134A minder meget om R12 i generelle fysiske og termodynamiske egenskaber. Derfor betragtes det som en fremragende erstatning. Egenskaberne for R134 kølemidler er som følger:
- Autoantændelsestemperatur - 770 °C.
- Ozonnedbrydningshastighed - 04.
- Opløselighed i vand 0,11 vægt% 25 C.
- Kritisk temperatur - 122 °C.
- Farvekode: lyseblå.
- Global Warming Potential (GWP)1200.
- Kølemiddeltemperatur, kogepunkt -26,1 °C.
R-407Cs termodynamiske egenskaber
Med hensyn til dets egenskaber svarer det til de egenskaber, der er tilgængelige i R-22. R-407C er en almindelig erstatning for kølemiddel for dem, der ønsker at opgradere R-22-udstyr. Blandingen af hydrofluorcarboner omfatter pentafluorethan, difluormethan og 1, 1, 1, 2-tetrafluorethan. Et meget brugt alternativt kølemiddel, der er populært i emballerede klimaanlæg og børsteløse separationssystemer, såvel som lette aircondition- og direkte ekspansionssystemer, der findes i boliger, kommercielle og industrielle applikationer. R-407C fungerer også i mellemtemperaturkøleanlæg og i mangenye hvidevarer.
Nyt udstyr, der bruger nitrogen som en holdeladning, fungerer bedst med R-407C på grund af brugen af polyol æterisk olie. Mens nye apparater og kølesystemer er mest almindelige, kan R-407C opgraderes på nogle R-22-systemer, hvis et olieskift er inkluderet i proceduren. Dette alternativ til Freon anses for at være miljøvenligt på grund af dets nul-ozonnedbrydningspotentiale.
Ozonnedbrydningspotentiale R-404A
Det er 0 i dette kølemiddel, ligesom R-407C og R-134A. Det bruges ofte til køleanlæg, der kræver -45°C til 15°C. Det er mest anvendeligt i kommercielle og industrielle transportapplikationer på grund af dets brede driftstemperaturområde. Den minder meget om R-22 og giver bedre ydeevne. Fordi R-404A ikke reagerer hurtigt på luft eller vand, anses den for at være sikker til mange anvendelser. Den er også ikke-brændbar, farveløs og lugtfri.
Men som med ethvert kølemiddel bør brugere altid tage passende forholdsregler for at beskytte sig selv. Direkte kontakt med R-404A kan stadig forårsage forfrysninger, og overdreven udsættelse for ild eller varme kan få reservoiret til at briste. R-404A er ret almindelig og kan købes i butikker, der specialiserer sig i at levere varme- og køleprodukter.
En blanding af to hydrofluorcarbon-kølemidler, difluormethan og pentafluorethan, eret neozonnedbrydende kølemiddel, der giver bedre energieffektivitet end R-22 og R-407C og ikke bruger klor i sin formulering. Den anses for at være mere egnet som erstatning for R-22 på grund af dens højere tryk og kølekapacitet.
Funktion R-410A
Hvis brugere beslutter sig for at købe enheder, der bruger R-410A, er processen norm alt ret enkel. Faktisk laver mange klimaanlæg og kølefirmaer enheder specielt til brug med R-410A. Selvom det er mest populært i kommerciel køling, klimaanlæg og køleskabe, er det vigtigt at bemærke, at dette Freon- alternativ ikke vil fungere i A/CR-22-enheder.
R-410A kølemidler har et højere tryk, så der kræves en anden manifoldmåler end den, der norm alt bruges med R-22. Kølemidlet skal påfyldes i flydende form og kun i korte skud. R-410A sælges under flere mærkenavne: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 og Puron. Det er ret nemt at købe online og i specialbutikker.
Køretøjsklimaanlæg
Et EU-direktiv fra 2006 kræver, at alle nye køretøjer, der sælges i EU, skal være udstyret med kølemidler med lavt glob alt opvarmningspotentiale (GWP). Grænsen er sat til GWP 150, som YF i øjeblikket kan levere. Dens fordel er egenskaben ved selvbortskaffelse - den nedbrydes fuldstændigt i atmosfæren på caelleve dage.
På trods af at HFO1234yf blev accepteret som et nyt kølemiddel, var Tyskland i tvivl. Daimler og nogle andre tyske producenter og også regulerende myndigheder mener, at YF er farlig på grund af dets høje brændbarhed. Som svar godkendte Tyskland nogle Daimler-køretøjer til at fortsætte med at køre på R134A, i modstrid med EU-direktivet.
Europa-Kommissionen har endda truet med sagsanlæg mod Tyskland, fordi de ikke fuldt ud har implementeret nye regler for emission af kølemiddel. GM og Toyota har offentligt udtrykt deres støtte til YF og erklæret, at de anser stoffet for at være sikkert.
Omkostninger ved nye systemer
Yderligere omkostninger for nyt YF-kølemiddel er i intervallet 30-50 EUR. YF-systemer er mindre effektive og kræver yderligere brug af en intern varmeveksler.
Fordi produktionsprocesomkostningerne for YF er højere end R134A, forventes der en feed-in tarif på dette produkt i mange år, især fra 2018, hvor alle nyregistrerede køretøjer i EU skal bruge et kølemiddel andet end R134A. fra R134A.
Prisstigning fra 1. februar 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernisering af R-22-systemet
At erstatte R22 med R134A er en ret simpel proces. Først og fremmest skal hele R22 fjernes fra systemet. Så er det nødvendigt at fjerne al smøreolie fra systemet(den maksimale mængde olie, der er tilbage inde i systemet, er 5 % af den samlede mængde, der er til stede i det). Mineralolie bør erstattes med syntetisk esterolie. Tørretumbleren og oliefilteret bør også udskiftes.
Mængden af R134A, der kræves i systemet, er 90 til 95 % R22. Mærkater skal placeres på systemer, der er blevet opgraderet med R134A, der beskriver det nye kølemiddel og smøreolie. Selvom processen er let, er det vigtigt at gøre det omhyggeligt. Rester af R-22 i systemet kan føre til krydskontaminering. Det til R-22 og R-134A kan gøre bilens kølesystem mindre pålideligt og hæve kompressorhovedtrykket til farlige niveauer, hvilket fører til en komplet systemfejl. Derudover kræver R-134A en speciel olieblanding - polyarylen.
I 1987 blev Montreal-protokollen annonceret, som er en international traktat i mange lande for at hjælpe med at bekæmpe det beskadigede lag af O-zonen. Et af hans initiativer var at udfase CFC'er på verdensplan. I 1994 stoppede USA brugen af R-12 i bilindustrien. R-12 er blevet erstattet af HFC- alternativet R-134a. I 2010 meddelte USA under Montreal-protokollen, at de ville udfase brugen af R-22 i fremtidige applikationer. Alle nye maskiner vil målrette mod HFC R-410A, som ikke indeholder klor.
