Freon: proč je potřeba v lednici, jeho poškození, odstranění netěsností

Chlazení v klimatizačních zařízeních se vyrábí absorbováním tepla z vroucí kapaliny. Když mluvíme o vroucí tekutině, přirozeně si ji představujeme jako horkou. Není to však tak úplně pravda.

Za prvé, bod varu kapaliny závisí na okolním tlaku. Čím vyšší tlak, tím vyšší bod varu a naopak: čím nižší tlak, tím nižší bod varu. Při normálním atmosférickém tlaku 760 mm Hg. (1 atm), voda se vaří při plus 100 °C, ale pokud je tlak nízký, jako například v horách ve výšce 7000-8000 m, voda se začne vařit při teplotě plus 40-60 °C .

Za druhé, za stejných podmínek mají různé kapaliny různé teploty varu.

Například freon R-22, široce používaný v chladicí technice, má za normálního atmosférického tlaku bod varu minus 4°,8°C.

Pokud je kapalný freon v otevřené nádobě, to znamená při atmosférickém tlaku a teplotě okolí, okamžitě se vaří a absorbuje velké množství tepla z prostředí nebo jakéhokoli materiálu, se kterým je v kontaktu. V chladicím stroji se freon nevaří v otevřené nádobě, ale ve speciálním výměníku tepla zvaném výparník. V tomto případě freon vroucí v trubkách výparníku aktivně absorbuje teplo z proudu vzduchu omývajícího vnější, obvykle žebrovaný, povrch trubek.

Uvažujme jako příklad proces kondenzace kapalné páry pomocí freonu R-22. Kondenzační teplota par freonu, stejně jako bod varu, závisí na okolním tlaku. Čím vyšší je tlak, tím vyšší je kondenzační teplota. Například kondenzace par freonu R-22 při tlaku 23 atm začíná již při teplotě plus 55 °C. Proces kondenzace par freonu, stejně jako jakékoli jiné kapaliny, je provázen uvolňováním velkého množství tepla do okolí nebo, ve vztahu k chladicímu stroji, přenosem tohoto tepla do proudu vzduchu nebo kapaliny v speciální výměník tepla nazývaný kondenzátor.

Aby byl proces varu freonu ve výparníku a ochlazování vzduchu, stejně jako proces kondenzace a odvodu tepla v kondenzátoru kontinuální, je přirozeně nutné neustále „přidávat“ kapalný freon do výparníku a neustále dodávají páry freonu do kondenzátoru. Tento kontinuální proces (cyklus) se provádí v chladicím stroji.

Nejrozsáhlejší třída chladicích strojů je založena na kompresním chladicím okruhu, jehož hlavními konstrukčními prvky jsou kompresor, výparník, kondenzátor a regulátor průtoku (kapilární trubice), propojené potrubím a představující uzavřený systém, ve kterém chladivo (freon) cirkuluje kompresorem. Kromě zajištění cirkulace kompresor udržuje vysoký tlak cca 20-23 atm v kondenzátoru (na výtlačném potrubí).

Nyní, když jsme si zopakovali základní pojmy spojené s provozem chladicího stroje, přejděme k podrobnějšímu zvážení schématu kompresního chladicího cyklu, konstrukce a funkčního účelu jednotlivých komponent a prvků.

Schéma cyklu kompresního chlazení

Klimatizace je stejný chladicí stroj určený pro tepelnou a vlhkostní úpravu proudění vzduchu. Klimatizace má navíc výrazně větší schopnosti, složitější konstrukci a četné doplňkové možnosti. Úprava vzduchu zahrnuje poskytnutí určitých podmínek, jako je teplota a vlhkost, stejně jako směr pohybu a pohyblivost (rychlost pohybu). Zastavme se u principu činnosti a fyzikálních procesů probíhajících v chladicím stroji (klimatizaci). Chlazení v klimatizaci je dosaženo nepřetržitou cirkulací, varem a kondenzací chladiva v uzavřeném systému. Chladivo vře při nízkém tlaku a nízké teplotě a při vysokém tlaku a vysoké teplotě dochází ke kondenzaci. Schematický diagram kompresního chladicího cyklu je znázorněn na Obr. 1.

Rýže. 1. Schéma kompresního chladicího cyklu

Začněme se dívat na fungování cyklu z výstupu výparníku (část 1-1). Zde je chladivo ve stavu páry s nízkým tlakem a teplotou.

Parní chladivo je nasáváno kompresorem, který zvýší jeho tlak na 15-25 atm a teplotu na plus 70-90°C (část 2-2).

Dále se v kondenzátoru horké parní chladivo ochladí a kondenzuje, to znamená, že přechází do kapalné fáze. Kondenzátor může být chlazen vzduchem nebo vodou v závislosti na typu chladicího systému.

Na výstupu z kondenzátoru (bod 3) je chladivo v kapalném stavu pod vysokým tlakem. Rozměry kondenzátoru jsou voleny tak, aby plyn uvnitř kondenzátoru zcela kondenzoval. Proto je teplota kapaliny na výstupu z kondenzátoru o něco nižší než teplota kondenzace. Podchlazení u vzduchem chlazených kondenzátorů je obvykle přibližně plus 4-7°C.

V tomto případě je kondenzační teplota přibližně o 10-20°C vyšší než teplota atmosférického vzduchu.

Poté chladivo v kapalné fázi při vysoké teplotě a tlaku vstupuje do regulátoru průtoku, kde tlak směsi prudce klesá a část kapaliny se může odpařovat a přecházet do plynné fáze. Do výparníku tak vstupuje směs páry a kapaliny (bod 4).

Kapalina se ve výparníku vaří, odebírá teplo z okolního vzduchu a opět přechází do stavu páry.

Rozměry výparníku jsou zvoleny tak, aby došlo k úplnému odpaření kapaliny uvnitř výparníku. Proto je teplota páry na výstupu z výparníku vyšší než bod varu a dochází k tzv. přehřívání chladiva ve výparníku. V tomto případě se odpaří i ty nejmenší kapičky chladiva a do kompresoru se nedostane žádná kapalina. Je třeba poznamenat, že pokud se do kompresoru dostane kapalné chladivo, může dojít k takzvanému „vodnímu rázu“, poškození a rozbití ventilů a dalších částí kompresoru.

Přehřátá pára opouští výparník (bod 1) a cyklus pokračuje.

Chladivo tak neustále cirkuluje v uzavřeném okruhu a mění svůj stav agregace z kapaliny na páru a naopak.

Všechny chladicí kompresní cykly zahrnují dvě definované úrovně tlaku. Hranice mezi nimi prochází výtlačným ventilem na výstupu kompresoru na jedné straně a výstupem z regulátoru průtoku (z kapiláry) na straně druhé.

Vypouštěcí ventil kompresoru a výstup regulace průtoku jsou rozdělovacími body mezi vysokotlakou a nízkotlakou stranou chladiče.

Na straně vysokého tlaku jsou všechny prvky pracující pod kondenzačním tlakem.

Na straně nízkého tlaku jsou všechny prvky pracující pod tlakem odpařování.

Navzdory skutečnosti, že existuje mnoho typů kompresních chladicích strojů, základní schéma cyklu je v nich téměř stejné.

Teoretický a reálný chladicí cyklus.

Chladicí cyklus lze graficky znázornit jako diagram vztahu mezi absolutním tlakem a obsahem tepla (entalpie). Diagram (obr. 2) ukazuje charakteristickou křivku odrážející proces nasycení chladivem.

Levá strana křivky odpovídá stavu nasycené kapaliny, pravá strana stavu nasycené páry. Tyto dvě křivky se setkávají uprostřed v takzvaném „kritickém bodě“, kde může být chladivo buď v kapalném, nebo v parním stavu. Zóny vlevo a vpravo od křivky odpovídají podchlazené kapalině a přehřáté páře. Uvnitř zakřivené čáry je zóna odpovídající stavu směsi kapaliny a páry.

Uvažujme schéma teoretického (ideálního) chladicího cyklu, abychom lépe porozuměli provozním faktorům (obr. 3).

Uvažujme nejcharakterističtější procesy probíhající v kompresním chladicím cyklu.

Komprese par v kompresoru.

Studené parní nasycené chladivo vstupuje do kompresoru (bod C`). Během procesu komprese se zvyšuje jeho tlak a teplota (bod D). Tepelný obsah se také zvyšuje o hodnotu určenou segmentem HC‘-HD, tedy průmětem přímky C‘-D na vodorovnou osu.

Kondenzace.

Na konci kompresního cyklu (bod D) vstupuje horká pára do kondenzátoru, kde začíná kondenzovat a přecházet ze stavu horké páry do stavu horké kapaliny. K tomuto přechodu do nového stavu dochází při konstantním tlaku a teplotě. Je třeba poznamenat, že ačkoli teplota směsi zůstává prakticky nezměněna, tepelný obsah klesá v důsledku odvodu tepla z kondenzátoru a přeměny páry na kapalinu, takže se na diagramu jeví jako přímka rovnoběžná s vodorovnou rovinou. osa.

Obr. 2. Diagram tlaku a tepelného obsahu

Rýže. 3. Znázornění teoretického kompresního cyklu na diagramu „Tlak a obsah tepla“.

Proces v kondenzátoru probíhá ve třech fázích: odstranění přehřátí (DE), samotná kondenzace (E-A) a podchlazení kapaliny (AA‘).

Podívejme se krátce na každou fázi.

Odvod přehřátí (DE).

Toto je první fáze, která nastane v kondenzátoru a během této fáze se teplota ochlazené páry sníží na saturační nebo kondenzační teplotu. V této fázi je odváděno pouze přebytečné teplo a nedochází ke změně stavu agregace chladiva.

V této sekci je odváděno přibližně 10-20 % celkového odvodu tepla v kondenzátoru.

Kondenzace (E-A).

Kondenzační teplota ochlazené páry a výsledné kapaliny zůstává po celou tuto fázi konstantní. Dochází ke změně stavu agregace chladiva s přechodem syté páry do stavu nasycené kapaliny. V této oblasti je odváděno 60-80 % odvodu tepla.

Podchlazení kapaliny (А-А`).

Během této fáze dochází k dalšímu ochlazování chladiva, které je v kapalném stavu, v důsledku čehož klesá jeho teplota. Výsledkem je podchlazená kapalina (vzhledem ke stavu nasycené kapaliny) beze změny stavu agregace.

Podchlazení chladiva poskytuje významné energetické výhody: za normálního provozu odpovídá snížení teploty chladiva o jeden stupeň přibližně 1% zvýšení kapacity chladiče při stejné úrovni spotřeby energie.

Množství tepla generovaného v kondenzátoru.

Sekce DA` odpovídá změně tepelného obsahu chladiva v kondenzátoru a charakterizuje množství tepla uvolněného v kondenzátoru.

Regulátor průtoku (A`-B).

Přechlazená kapalina s parametry v bodě A` vstupuje do regulátoru průtoku (kapiláry nebo termostatického expanzního ventilu), kde dochází k prudkému poklesu tlaku. Pokud se tlak za regulátorem průtoku dostatečně sníží, může dojít k varu chladiva přímo za regulátorem a dosáhne parametrů bodu B.

Odpařování kapaliny ve výparníku (B-C).

Směs kapaliny a páry (bod B) vstupuje do výparníku, kde odebírá teplo z okolí (proudění vzduchu) a zcela se odpařuje (bod C). Proces probíhá při konstantní teplotě, ale se zvýšením obsahu tepla.

Jak již bylo uvedeno výše, na výstupu z výparníku dochází k mírnému přehřátí parního chladiva. Hlavním úkolem fáze přehřátí (С-С`) je zajistit úplné odpaření zbývajících kapiček kapaliny tak, aby se do kompresoru dostávalo pouze parní chladivo. To vyžaduje zvětšení teplosměnné plochy výparníku o 2–3 % na každých 0,5 °C přehřátí. Vzhledem k tomu, že přehřátí obvykle odpovídá 5-8 °C, zvětšení plochy výparníku může být asi 20%, což je jistě oprávněné, protože zvyšuje účinnost chlazení.

Množství tepla absorbovaného výparníkem.

Sekce HB-HC` odpovídá změně tepelného obsahu chladiva ve výparníku a charakterizuje množství tepla absorbovaného výparníkem.

Skutečný chladicí cyklus.

Ve skutečnosti je chladící cyklus v důsledku tlakových ztrát, ke kterým dochází v sacím a výtlačném potrubí a také ve ventilech kompresoru, na diagramu zobrazen poněkud jinak (obr. 4).

Vzhledem k tlakové ztrátě na vstupu (sekce C`-L) musí kompresor nasávat při tlaku nižším, než je tlak odpařování.

Na druhou stranu kvůli tlakovým ztrátám na výstupu (sekce M-D`) musí kompresor stlačit parní chladivo na tlaky nad kondenzační tlak.

Potřeba kompenzovat ztráty zvyšuje kompresní práci a snižuje účinnost cyklu.

Kromě tlakových ztrát v potrubích a ventilech ovlivňují odchylku reálného cyklu od teoretického i ztráty během procesu komprese.

Rýže. 4. Znázornění reálného kompresního cyklu v diagramu Tlak-Tepelný obsah C`L: sací tlaková ztráta MD: výstupní tlaková ztráta HDHC`: teoretický tepelný ekvivalent komprese HD`HC`: reálný tepelný ekvivalent komprese C`D: teoretický komprese LM : skutečná komprese

Za prvé, kompresní proces v kompresoru se liší od adiabatického, takže skutečná práce komprese se ukazuje být vyšší než teoretická, což také vede ke ztrátám energie.

Zadruhé dochází v kompresoru k čistě mechanickým ztrátám vedoucím ke zvýšení potřebného výkonu elektromotoru kompresoru a zvýšení kompresní práce.

Za třetí, vzhledem k tomu, že tlak ve válci kompresoru na konci sacího cyklu je vždy nižší než tlak par před kompresorem (tlak odpařování), klesá i výkon kompresoru. Kromě toho je v kompresoru vždy objem, který se neúčastní procesu komprese, například objem pod hlavou válců.

Posouzení účinnosti chladicího cyklu

Účinnost chladicího cyklu se obvykle měří koeficientem účinnosti nebo koeficientem tepelné (termodynamické) účinnosti.

Koeficient účinnosti lze vypočítat jako poměr změny obsahu tepla chladiva ve výparníku (HC-HB) ke změně obsahu tepla chladiva během procesu stlačování (HD-HC).

Ve skutečnosti představuje poměr chladicího výkonu a elektrického výkonu spotřebovaného kompresorem.

Navíc to není ukazatel výkonu chladicího stroje, ale je to srovnávací parametr při posuzování účinnosti procesu přenosu energie. Pokud má tedy například chladnička koeficient tepelné účinnosti 2,5, znamená to, že na každou jednotku elektřiny spotřebované lednicí se vyrobí 2,5 jednotky chladu.

Freon: proč je potřeba v lednici, jeho poškození, odstranění netěsností

Chladničky udělaly skutečný průlom v každodenním životě a ve výrobě a skladování potravinářských výrobků. Stejně jako všechna zařízení, i domácí chladicí jednotky vyžadují náležitou péči a pravidelnou technickou kontrolu, protože jejich provoz zahrnuje plyn, který v případě úniku činí zařízení nepoužitelným.

Freon je chladivo pro domácí chladničky

V malém množství je freon (což je chladivo v chladicích jednotkách pro domácnost) zdravotně nezávadný. Při zahřátí a přeměně do plynného skupenství ochlazuje vzduch uvnitř chladicích komor a při kondenzaci uvolňuje zachycené teplo do okolí. Provoz chladničky je zajištěn neustálou cirkulací tohoto plynu v celém systému. Pokud prosakuje, je nutné lednici opravit. Důvody úniku:

• výrobní vady;
• poškození trubky výparníku;
• koroze.

Někdy při odmrazování lednice vede netrpělivost k unáhleným akcím – prodávání zmrzlého ledu nožem nebo jinými předměty. Výsledkem je, že domácí spotřebič selže a budete potřebovat technika, který „oživí“ lednici.

Typy freonů používaných v chladicích jednotkách

V chladničkách pro domácnost je množství freonu takové, že nemůže způsobit velkou újmu na zdraví, ale pokud ho vdechnete, budete pociťovat závratě. Problém je, že plyn nemá barvu ani zápach. Proto si všimnete jeho úniku, jakmile chladnička „vyteče“ v doslovném smyslu slova. Nedostatek chladiva – nedostatek chladu v komorách. Jaké typy freonu pro ledničky se dnes používají?

Plyn je součástí atmosféry a je šetrný k životnímu prostředí, vysoké koncentrace mohou vést k výbuchu. Široce se používá v moderních chladicích jednotkách jako chladivo

Při koncentraci 31 gramů na metr krychlový může způsobit výbuch

Plyn je bezbarvý, netoxický, nehořlavý, ekologický, široce používaný v moderních lednicích

Bezpečné pro lidské zdraví

Starší modely chladniček používají tento plyn. Voní jako chloroform a nemá barvu. Ohnivzdorný. Při vystavení otevřenému ohni uvolňuje toxické produkty. Destruktivní vliv na ozonovou vrstvu planety

Uvolňuje toxiny při velmi vysokých teplotách

Nepoužívá se v moderních chladicích jednotkách, vůně je podobná éteru, ekologicky škodlivá, nehořlavá

Při kontaktu s ohněm uvolňuje toxické látky škodlivé pouze ve velmi vysokých koncentracích

Je freon z lednice nebezpečný pro člověka? Jak je patrné z tabulkových údajů, v množstvích, která jsou k dispozici v moderních chladicích jednotkách pro domácnost (asi 200 gramů), je freon pro lidi neškodný, ale pro klid duše by měly být prostory větrány.

Únik freonu a jeho eliminace

Provoz jakékoli chladicí jednotky přímo souvisí s přítomností chladiva v systému. Únik freonu v lednici je problém, který lze v Rostově na Donu vyřešit kontaktováním specializované firmy a zavoláním specialisty na opravu ledniček k vám domů.

Při běžícím motoru je teplota v chladicích komorách stejná jako v celém domě – první signál, že je poškozen cirkulační systém freonů. Pokud dojde k úplnému úniku, motor nebude fungovat vůbec. Jasným znamením je, že když je led sražen ostrým předmětem, objeví se syčivý zvuk.

Na koncentraci freonu reaguje detektor netěsností (zařízení pro určení místa poškození systému). Chladnička musí být vypnutá a prostory větrané. Opravy se provádějí podle následujícího schématu:

1. Hledejte poškození. Provádí se vizuální kontrola k identifikaci rzi na obrysu nebo otoku v oblasti zadní stěny. Pomocí detektoru netěsností je identifikováno přesné místo závady.
2. Odstraňte závadu. Na přístupných místech to nezpůsobuje potíže. Obvod lze připájet nebo vyměnit jeho část. Pokud je únik v utěsněných prostorách, provede se pitva.
3. Výměna filtru, aby se zabránilo vniknutí vody do okruhu.
4. Těsnost – kontrola vstřikováním dusíku a kontrolou tlaku v systému.
5. Vysávání – odstraňuje zbývající vlhkost vzduchem.
6. Vstřikování freonu do okruhu v souladu se značkou chladničky.
7. Kontrola funkčnosti jednotky.

Rostov na Donu, Bataysk Odjezd do 1 hodiny!