Einführung

Das Kältemittelgas Freon ist eine Substanz, die bei normaler Raumtemperatur gasförmig ist, aber beim Abkühlen und Komprimieren den Zustand ändert und flüssig wird. Zu den Eigenschaften von Freongas gehören die Nichtentzündlichkeit, Farblosigkeit und Geruchlosigkeit. Ein herausragendes Merkmal dieses Gases ist, dass es selbst bei Kombination mit Feuchtigkeit keine Korrosion von Metallen verursacht; der Geruch von Freon ähnelt dem von Ether. Freon ist tatsächlich ein Markenname für eine Gruppe von chemischen Substanzen (bekannt als Chlorfluorkohlenwasserstoffe oder CFCs), die daher als Kältemittel in Klimaanlagen verwendet werden.

Das Kältemittelgas Freon ist eine Flüssigkeit, die im Kühlzyklus von Klimaanlagen und Wärmepumpen verwendet wird. In den ersten Klimaanlagen und Kühlschränken wurden traditionell Fluorkohlenstoffe, insbesondere Chlorfluorkohlenstoffe (CFCs) wie Ammoniak, Schwefeldioxid, Methylchlorid oder Propan als Kältemittel verwendet, die giftige oder entzündliche Gase waren und aufgrund ihrer Toxizität, Entzündlichkeit und ihres Beitrags zur Zerstörung der Ozonschicht und zum Klimawandel aus dem Verkehr gezogen wurden.

In diesem Artikel werden wir Informationen über Freongas, seine Arten, Anwendungen, Auswirkungen und seine Verwendung im Kühlsystem präsentieren.

Geschichte des Kältemittels Freon

Im Jahr 1928 schuf Thomas Junior das erste nicht entzündliche und nicht giftige Chlorfluorkohlenstoffgas, Freon R-12. Nach der Entdeckung besserer Synthesemethoden dominierten CFCs wie R-11, R-12, R-123 und R-502 den Markt.

In den frühen 1980er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass CFCs die Ozonschicht schädigen, die die Erde vor ultravioletter Strahlung schützt, und dass es Löcher in der Ozonschicht in den Polarregionen gibt. Dies führte zur Unterzeichnung des Montreal-Protokolls im Jahr 1989, das darauf abzielte, CFCs und HCFCs schrittweise abzubauen. Die Verwendung von HCFCs wie R-22 und R-123 hat ein Ozonabbaupotenzial (ODP).

In den 1990er und 2000er Jahren wurden Hydrofluorkohlenstoffe (HFCs) wie R-134a, R-143a, R-407a, R-407c, R-404a und R-410a als Ersatz für CFCs und HCFCs verwendet. HFCs verursachen keine Zerstörung der Ozonschicht, haben jedoch ein globales Erwärmungspotenzial (GWP), das tausendmal höher ist als das von CO2 und Jahrzehnte andauern kann.

Seit 2010 wird die Verwendung von Kohlenwasserstoff- und HFO-Kältemitteln (Hydrofluorolefin) wie R-32, R-290, R-600a, R-454b, R-1234yf, R-514A, R-744 (CO2), R-1234ze und R-1233zd, die sowohl ein ODP von null als auch ein niedrigeres GWP haben, eingeführt. Kohlenwasserstoffe und CO2 werden manchmal als natürliche Kältemittel bezeichnet, da sie in der Natur vorkommen.

Arten von Freongas und ihre Anwendungen

Das Kältemittelgas Freon wird nach seinen Verbindungen und Anwendungen in folgende Typen unterteilt:

Kältemittel R22

Das Gas R-22 hat Eigenschaften wie Stabilität, Nichtgiftigkeit, keine oxidierenden Effekte und ist nicht entzündlich.

Das Kältemittelgas Freon R-22 ist eines der bekanntesten HCFC (Hydrochlorfluorkohlenstoffe). Nach dem Verbot der Verwendung von CFCs hat es in der Klimaanlagen- und Kühltechnik, die einen niedrigen Verdampfungspunkt haben, viel Anwendung gefunden. In der Vergangenheit wurde dieses Gas aufgrund seiner hohen Kompressibilität und der Erzeugung von mehr Kälte in nahezu allen Klimaanlagen und Kühlgeräten, einschließlich Klimaanlagen, Kompressorkühlern, Split-Klimaanlagen, Haushaltskühlschränken usw. verwendet.

In Schnellgefriergeräten wird das Gas R-22 verwendet, um ihre Temperatur zwischen 20 und 40 Grad Fahrenheit zu halten. R-22 wird nur in Kolbenkompressoren eingesetzt, und der Betriebsdruck ist so, dass für das Erreichen niedriger Temperaturen kein Arbeiten bei Drücken unterhalb des Atmosphärendrucks erforderlich ist. Die latente Wärme beträgt pro Pfund bei 5 Grad Fahrenheit 21,93 BTU. Der normale Druck am Kompressor bei 86 Grad beträgt 82,172 Pfund pro Quadratzoll absolut.

Außerdem erfordert die stärkere Neigung von R-22 zu Wasser eine größere Anzahl von Trockenmitteln, um es zu entfeuchten. R-22 löst sich bis zu einer Temperatur von 16 Grad Fahrenheit im Öl und beginnt danach, sich zu trennen, und da es leichter als die Flüssigkeit ist, sammelt es sich an der Oberfläche.

Aber neben den einzigartigen Eigenschaften des Gases R22 sollten auch die negativen Auswirkungen dieses Gases erwähnt werden. Die Produktion und Verwendung dieses Freonkältemittels wurde aus umwelttechnischen Gründen wie der Zerstörung der Ozonschicht und der globalen Erwärmung seit 2010 verboten, und das Kältemittel R410A wurde als Ersatz eingeführt. Die Verwendung von R22 in Kühlgeräten ist jedoch bis zum Ende des Bestands erlaubt.

Kältemittel R134a

Das Kältemittelgas R134a, das heute Freon 12 und 11 ersetzt hat, ist schwerer als Luft, hat die chemische Formel CH2FCF3, ein Molekulargewicht von 102,03 und hat geeignete thermodynamische Eigenschaften. Dieses Gas ist nicht giftig und nicht entzündlich. Es ist feuchtigkeitsabsorbierend und hat einen Reinheitsgrad von 99,95 %. Es enthält synthetisches Öl (Polyester) und vermischt sich nicht mit natürlichem Öl. Es enthält kein Chloratom und hat keine negativen Auswirkungen auf die Ozonschicht. Im Vergleich zu R-12 hat es eine bessere Wärmeleitfähigkeit, mehr latente Wärme und eine höhere Wärmeübertragungsfähigkeit. Das Gas R134 hat eine höhere Feuchtigkeitsaufnahme als R12 und die R134-Kompressoren sollten niemals länger als 30 Sekunden in feuchter Umgebung betrieben werden, da die in der Luft vorhandene Feuchtigkeit vom Kompressoröl absorbiert wird und den Kühlzyklus stört. Dieses Gas ist umweltfreundlich und kann gut in Haushaltskühlschränken und Autoklimaanlagen verwendet werden.

Kältemittel R290

Dieses Kältemittel ist besser bekannt als Propan mit hoher Reinheit. Mit der chemischen Formel C3H8 gehört es zu den natürlichen Gasen, die aufgrund ihrer hohen Kühlkapazität und damit des geringeren Verbrauchs im Vergleich zu anderen Gasen als geeigneter Ersatz für die Gase R22 und R12 angesehen werden und in der Kältetechnik weltweit Beachtung finden. Es wird in der Herstellung von Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet.

Kältemittel R404

Eines der industriellen Kältemittel, das aus einer Mischung von drei anderen Kältemitteln besteht, ist R404. Die Zusammensetzung des Freongases R404 besteht aus den Gasen R12, R22 und R502. Ein Punkt, der bei Mischkältemitteln zu beachten ist, ist, dass sie unbedingt in flüssiger Form aufgeladen werden müssen. Das Gas R404A ist ein ozonschädigendes Gas und ein geeigneter Ersatz für R502 und R22 bei niedrigen und mittleren Temperaturen, d.h. bei Verdampfungstemperaturen unter null Grad Fahrenheit.

Aufgrund der Herstellung dieses Gases für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen (Verdampfungstemperatur -20 Grad Celsius) und Anwendungen bei mittleren Temperaturen (Verdampfungstemperatur -5 Grad Celsius) wird es in der Konstruktion von Verkaufsgefriergeräten, Lebensmittellieferfahrzeugen und Verkaufs-Kühlschränken sowie Eismaschinen verwendet.

Kältemittel R410a

Das Gas R410a gehört zu den Mischgasen, die aus der Kombination von zwei anderen Gasen hergestellt werden. Die Zusammensetzung des Freongases R410a besteht aus 50 % R125 (Pentafluorethan) und 50 % R32 (Difluormethan).

Das Gas R410a hat einen Siedepunkt von -51,4 Grad, was im Vergleich zum Gas R22, das einen Siedepunkt von -40,8 Grad hat, eine viel höhere Effizienz aufweist und auch mit der Ozonschicht kompatibel ist. Es hat eine sehr gute Kühlkapazität und ist eines der am häufigsten verwendeten Gase im Haushalts- und Industriebereich. Derzeit ist R410 die beste Option für den Einsatz in Kühlsystemen von Chiller und kleinen Wärmetauschern wie Inverter- und energieeffizienten Klimaanlagen.

Es ist erwähnenswert, dass die Kältemittel R11 und R12 die erste Generation von Freonkältemitteln sind, die aufgrund ihrer schädlichen Auswirkungen auf die Ozonschicht nicht mehr verwendet werden.

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