Словарь автокондиционеров
Холодильный агент, хладагент, фреон
Рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде за счёт конденсации
Хладагент является частным случаем теплоносителя. Важным отличием является использование теплоносителей в одном и том же агрегатном состоянии, в то время, как хладагенты обычно используют фазовый переход (кипение и конденсацию).
Обозначение хладагентов в форме R-# было предложено фирмой DuPont. Числа и буквы, стоящие на месте идентификационного номера, определяют молекулярную структуру холодильного агента.
Предельные углеводороды и их галогенные производные обозначаются буквой R с тремя цифрами после неё, то есть в виде R-xyz, где:
- x (сотни) равно числу атомов углерода, уменьшенному на единицу;
- y (десятки) равно числу атомов водорода, увеличенному на единицу;
- z (единицы) равно числу атомов фтора.
Например:
- Хладагент R-134a имеет 2 атома углерода, 2 атома водорода, 4 атома фтора, а суффикс «a» показывает, что изомер — тетрафторэтан.
- Серии R-400, R-500 обозначают смеси хладагентов.
- Изобутан имеет обозначение — хладагент R-600a и имеет 0 атомов фтора, 10 атомов водорода, 4 атома углерода, а суффикс «a» показывает, что это изомер.
Согласно одной из гипотез, под действием жесткого ультрафиолетового излучения атомы хлора и брома могут отделяться от молекул хладагентов и, поглощая атомарный кислород, разрушать озоновый слой Земли. В марте 1985 года в Вене по инициативе ООН была принята Конвенция по охране озонового слоя, а в 1987 году в Монреале подписан «Протокол по веществам, разрушающим озоновый слой». В приложения к Монреальскому протоколу попали все хладагенты, в молекулах которых присутствовали атомы хлора и брома. Были определены потенциалы разрушения озонового слоя (ОРП) для хладагентов. Для обозначения хладагентов установлены международные стандарты, которые классифицируют хладагенты и обеспечивают их унифицированное наименование.
Хладагент R134a — это гидрофторуглеродное соединение (НГС) с термодинамическими свойствами, сравнимыми со свойствами хлорфторуглеродного (R134a имеет нулевой озоноразрушающий потенциал (ODP=0) и повсеместно считается лучшим заменителем хладагента R12. R134а является идеальным хладагентом для работы в условиях высоких температур кипения и конденсации. R134а — это беспримесный хладагент, который имеет нулевое температурное «скольжение».
Хладагент R134a нетоксичен и не воспламеняется во всем диапазоне температур эксплуатации. Однако при попадании воздуха в систему и сжатии могут образовываться горючие смеси. Не следует смешивать R134a с R12, так как образуется азеотропная смесь высокого давления с массовыми долями компонентов 50 и 50%.
В среднетемпературных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха холодильный коэффициент R134a равен коэффициенту для R12 или выше его. В высокотемпературных холодильных установках удельная объемная холодопроизводительность при работе на R134a также несколько выше (на 6% при t = 10 Сo), чем у R12.
Из-за значительного потенциала глобального потепления GWP рекомендуется применять R134a в герметичных холодильных системах. Влияние R134a на парниковый эффект в 1300 раз сильнее, чем у СО2. Так, выброс в атмосферу одной заправки R134a из бытового холодильника (около 140 г) соответствует выбросу 170 кг СО2. В Европе в среднем 448 г СО2 образуется при производстве 1 кВт*ч энергии, т. е. этот выброс соответствует производству 350 кВт*ч энергии.
Для работы с хладагентом R134a рекомендуются только полиэфирные холодильные масла, которые характеризуются повышенной гигроскопичностью. R134a широко используют во всем мире в качестве основной замены R12 для холодильного оборудования, работающего в среднетемпературном диапазоне. Его применяют в автомобильных кондиционерах, бытовых холодильниках, торговом холодильном среднетемпературном оборудовании, промышленных установках, системах кондиционирования воздуха в зданиях и промышленных помещениях, а также на холодильном транспорте. Хладагент можно использовать и для ретрофита оборудования, работающего при более низких температурах. Однако в этом случае, если не заменить компрессор, то холодильная система будет иметь пониженную холодопроизводительность. R134a совместим с рядом уплотняющих материалов, в частости с прокладками, сделанными из таких материалов, как «Буна-Н», «Хайпалон 48», «Неопрен», «Нордел», а также со шлангами, футурованными нейлоном. Вместе с тем в водоохладительных установках с винтовыми и центробежными компрессорами применение R134a имеет определенные перспективы.
Физические свойства R134a
- Марка: фреон 134, фреон r134a (134a)
- Потенциал разрушения озона (ODP) 0,000
- Потенциал глобального потепления (GWP) 1 300
- Плотность насыщенной жидкости при 25 ° С, кг/м3 1 160
- Давление паров насыщенной жидкости при 25 ° С, кПа (абс) 667
- Температура плавления, °С −101
- Нормальная температура кипения (Р=0,1 МПа), ° С −26.5
- Критическая температура, °С 101.5
- Критическое давление, МПа 4.06
- Критическая плотность, кг/м 538.5
Компрессор кондиционера (насос)
Компрессор автокондиционера является главным элементом системы и служит для сжатия газообразного хладагента низкого давления и обеспечения циркуляции хладагента в системе.
Компрессоры климатических установок бывают различного типа:
- поршневые нагнетатели;
- спиральные нагнетатели;
- лопастные нагнетатели;
- аксиально-поршневые нагнетатели с вращающимся наклонным диском.
Поршневые компрессоры автокондиционера имеют один и более поршней, объединенных по разным схемам: в ряд, соосно друг другу, горизонтально оппозитно или V-образно. Большинство используемых в настоящее время компрессоров автокондиционера имеют несколько поршней, которые приводятся в движение «качающей шайбой», которая насажена на вал компрессора. При вращении вала, качающаяся шайба перемещает поршни в осевом направлении, заставляя их сжимать хладагент
Компрессоры автокондиционера лопастного типа состоят из ротора, имеющего несколько лопастей и корпуса прецизионной формы. При вращении ротора лопасти образуют полости с переменным объемом. Хладагент через впускное отверстие попадает в очередную полость. Далее, при вращении ротора, объем этой полости уменьшается. Выпускное отверстие располагается там, где лопасти достигают наименьшего размера, хладагент, соответственно, наибольшего давления.
Привод компрессора автокондиционера осуществляется приводным ремнем от шкива коленчатого вала автомобиля через шкив электромагнитной муфты. Муфта с электромагнитным управлением рассоединяет сам компрессор и его приводной шкив, когда это необходимо, или когда работа компрессора не требуется. В старых конструкциях компрессоров муфта представляет собой соленоид, объединенный с ведущим шкивом компрессора и вращающийся вместе с ним. Во всех новых конструкциях компрессоров муфта неподвижна. В большинстве компрессоров соленоид расположен за ведущим шкивом компрессора, или сбоку от него, а нажимной диск муфты — перед шкивом. При включении системы кондиционирования на соленоид подается питание, возникает магнитное поле, прижимающее нажимной диск к ведущему шкиву. Так вращающий момент поступает к компрессору.
Аксиально-поршневой нагнетатель с вращающимся наклонным диском: вращение приводного вала посредством наклонного диска преобразуется в возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах.
В зависимости от конструктивного исполнения может быть от
Клапана открываются и закрываются автоматически в соответствии с тактом работы компрессора. Климатическая установка рассчитывается на максимальную частоту вращения компрессора. Производительность компрессора определяется скоростью двигателя. При этом диапазон частоты вращения компрессора составляет от 0 до 6000 об/мин. От частоты вращения компрессора зависит наполнение испарителя и, тем самым, холодопроизводительность климатической установки.
Чтобы было возможным согласовать работу компрессора со скоростью двигателя, температурой наружного воздуха и задаваемой водителем температурой воздуха в салоне — с потребностью в холодопроизводительности — были разработаны компрессоры регулируемой производительности с изменяющимся рабочим объемом. Это достигается изменением наклона вращающегося диска.
Посредством изменения угла наклона диска задаются ходы поршней и, тем самым, подача компрессора. Угол наклона зависит от давления в камере и, тем самым, от соотношения давлений над и под поршнями. Угол наклона обеспечивается пружинами, расположенными перед наклонным диском и за ним. Давление в камере определяется величинами низкого и высокого давления, которые в свою очередь зависят от положения регулировочного клапана, и диаметром калиброванного дроссельного отверстия. Когда климатическая установка выключена, величины низкого, высокого давления и давления в камере одинаковы. Пружины перед наклонным диском и за ним устанавливают наклонный диск в положение, соответствующее примерно 40% производительности. Дополнительное достоинство такого способа регулирования: в данном случае при движении автомобиля не ощущается заметного рывка при включении компрессора.
При работе автомобильного кондиционера, компрессор «отбирает» от двигателя от 1,5 до 15 л.с. мощности.
Смазка трущихся частей компрессора осуществляется специальным компрессорным маслом, которое циркулирует в системе, растворенное в хладагенте. Марка масла зависит от используемого в системе хладагента. Для каждого конкретного типа компрессора рекомендован свой перечень компрессорных масел.