Урок профессора по HFO, HC хладагентам

Гидрофторолефиновые (HFO) и углеводородные (HC) хладагенты относятся к хладагентам четвертого поколения XXI века после хлорфторуглеродов (CFC), гидрохлорфторуглеродов (HCFC) и гидрофторуглеродов (HFC).

Хладагенты HFO на самом деле являются ненасыщенными хладагентами HFC и широко признаны в качестве хладагентов следующего поколения из-за их экологичности, экономической эффективности и высокой энергоэффективности.

ГФО отличаются от ГФУ тем, что являются производными олефинов, а не алканов (парафинов). В олефинах атомы углерода связаны двойной связью, тогда как алканы имеют одинарные связи между атомами углерода. Хладагенты на основе гидрофторуглерода (ГФУ), такие как R-134a, -125, -143a и -152a, а также смеси хладагентов на основе ГФУ, такие как R-507, -407A, -407B, -407C и -410A, состоят из водорода и фтора. , и углерод, соединенный одинарными связями между атомами. Хладагенты на основе гидрофторолефина (HFO) также состоят из атомов водорода, фтора и углерода, но содержат по крайней мере одну двойную связь между атомами углерода.

Двумя популярными хладагентами HFO являются HFO-1234yf и HFO-1234ze (см.таблица 1 здесь ). И HFO-1234yf, и HFO-1234ze имеют нулевой потенциал разрушения озона (ODP) и чрезвычайно низкий потенциал глобального потепления (GWP). Из-за более низких значений ПГП эти хладагенты имеют гораздо более короткий жизненный цикл в атмосфере.

Эти два хладагента HFO имеют класс безопасности A2L, что означает низкую токсичность, но легковоспламеняемость (см.Таблица 2 здесь ). A2L и B2L — это трудновоспламеняющиеся хладагенты с максимальной скоростью горения, равной или меньшей 10 сантиметрам в секунду (см/с) или 3,9 дюйма в секунду (дюйм/с). Заглавная буква «Л» обозначает «низкую» воспламеняемость. Существуют ГФО, имеющие рейтинг безопасности А1 (негорючий); однако необходимо провести дальнейшие исследования и испытания этих хладагентов.

HFO-1234yf представляет собой замену R-134a с низким ПГП, предназначенную для использования в мобильных системах кондиционирования воздуха (MAC) в автомобильной промышленности. Многие европейские и некоторые американские производители автомобилей в настоящее время используют HFO-1234yf для мобильных систем кондиционирования воздуха.

У HFO-1234yf ПГП в 300 раз меньше, чем у HFC-134a.

HFO-1234yf имеет самую низкую стоимость перехода для автопроизводителей по сравнению с другими альтернативами. Однако первоначальная стоимость хладагента значительно выше, чем у ГФУ-134а.

Хотя хладагент классифицируется ASHRAE как легковоспламеняющийся, несколько лет испытаний, проведенных Обществом инженеров автомобильной промышленности (SAE), доказали, что HFO-1234yf не может воспламениться в условиях, обычно встречающихся в автомобиле.

HFO-1234ze предназначен для замены R-410A в бытовых и легких коммерческих системах кондиционирования воздуха и тепловых насосах, обеспечивая при этом снижение ПГП на 75 процентов. Его можно использовать в чиллерах как с воздушным, так и с водяным охлаждением в супермаркетах и ​​коммерческих зданиях. Другие области применения включают торговые автоматы, холодильники, диспенсеры для напитков, осушители воздуха и каскадные системы углекислого газа в коммерческом холодильном оборудовании.

HFO-1234ze также обеспечивает превосходную энергоэффективность, экономически эффективен и может использоваться в конструкции существующего оборудования с минимальными изменениями. Он имеет значительные преимущества перед R-32, который имеет средний ПГП, класс безопасности хладагента А2 и высокие температуры нагнетания. (A2 означает низкую воспламеняемость и низкую токсичность.) Высокие температуры нагнетания могут повлиять на производительность и долговечность системы в жарком климате. Также может потребоваться замена масла при использовании R-32. (Таблица 2включает сравнение температур кипения в атмосфере для некоторых популярных CFC, HCFC, HFC, HFO, HC и натуральных хладагентов.)

Из-за незначительной воспламеняемости HFO были проведены обширные исследования его безопасности в автомобилях, центробежных охладителях и других стационарных устройствах. Ключевым фактором широкого распространения хладагентов HFO является разработка стандартов и правил безопасного использования этих слабовоспламеняющихся хладагентов A2L.