что такое пентан в холодильнике
Информация о холодильниках от
Давайте раставим все точки над i.
В качестве теплоизоляции в современных холодильниках наиболее широко применяется вспененный пенополиуретан (ППУ), вспенивателем которого в настоящее время применяют циклопентан (С5Н10), n-пентан, R141b, т.е циклопентаном в ППУ заполнены пузырьки. Раньше (до Монреальского протокола) в качастве теплоизоляции холодильника применяли тот же ППУ, но вспенивателем был фреон R-11 и R-12.
Основные физ. свойства циклопентана:
Введение циклопентана в качестве вспенивающего агента при получении жестких полиуретановых изоляционных пенопластов относится к началу 90-х годов. Решение перейти на циклопентан было обусловлено его благоприятными экологическими свойствами, хотя как вспениватель он менее эффективен по сравнению с R-11 из-за более высокой температуры кипения и худшего коэффициента теплопроводности газа. Уменьшение прочности при сжатии готовых пенопластов обычно приводит к повышению плотности изделий и трудностям при формовании. Увеличение веса пены, высокая стоимость циклопентана, затраты на переоборудование предприятия, связанные с безопасностью работы с горючими вспененными агентами, приводят к реальному увеличению издержек производства. Кроме того, такие летучие органические соединения, как циклопентан, могут способствовать образованию тропосферного озона, загрязняющего атмосферу, который в быту называется «промышленным смогом». Главным недостатком циклопентана является его горючесть. Низкий молекулярный вес циклопентана по сравнению с другими галогенсодержащими вспенивателями позволяет значительно снизить его концентрацию.
Сравнительные изоляционные характеристики и воздействие на окружающую среду R-11 и циклопентана
Температура кипения °C | 24|50|
Потенциал деструкции озона (ODP) | 1|0|
Потенциал всемирного потепления (HGWP) |1|0|
Теплопроводность газовой фазы, мВт/мК, при 10 °C|7,4|11,5|
Стоимость,€/кг|2,45|2,9|
Таким образом (это моё мнение) циклопентан находится внутри пузырьков ППУ в замкнутом пространстве, следовательно не может контактировать с окружающей средой (алюминиевой трубкой). Если допустить, что произошло разрушение пузырька, то циклопентан моментально улетучивается (т.к это легкокипящая жидкость).
Хладагент R134a или R600a: какой лучше и современнее?
Современные холодильники, морозильные и камеры и морозильные лари работают на двух видах хладагентов: тетрафторэтан (R134a) и изобутан (R600a). Приобретая технику, покупатели редко обращают внимание на то, каким веществом заправлен агрегат, а ведь именно от этого напрямую зависит безопасность людей в помещении, энергопотребление установки, уровень производимого ею шума и даже состояние окружающей среды! Какой хладагент является наиболее совершенным, а какой лучше оставить в прошлом?
Принцип работы компрессорного холодильника
Главный принцип работы любой холодильной установки заключается в том, что холод никогда не поступает в камеру извне. Происходит обратное явление: прибор отводит тепло, идущее от загруженных продуктов, в окружающую среду.
Действующими элементами такой системы охлаждения являются:
При включении холодильника газообразный хладагент, находящийся в испарителе, отсасывается компрессором, где происходит его сжатие и нагнетание в конденсатор. Тепло, получаемое в ходе этого процесса, выделяется за пределы холодильника. Далее хладагент проходит сквозь фильтр-осушитель и поступает по капиллярной трубке в испаритель, где, находясь под низким давлением, поглощает тепло. Компрессор всасывает хладагент, и цикл повторяется снова.
Хладагент или фреон?
Любой холодильной установке, будь то холодильник, морозилка или шкаф шоковой заморозки, необходимо вещество, которое будет эффективно выводить тепло от продуктов из рабочей камеры устройства. В разные времена в них циркулировала вода, воздух, двуокись углерода и даже аммиак.
Поскольку последний был вреден для здоровья, в 1930-х годах его заменили абсолютно безопасным для человека фреоном. В ближайшие годы было синтезировано четыре десятка видов фреонов, отличающихся по свойствам и химическому составу, однако все они имели ярко выраженное свойство разрушать озоновый слой, а поэтому в 1987 году был принят Монреальский протокол, согласно которому производителей обязали сильно ограничить использование всех существующих на тот момент фреонов.
На замену им пришли хладагенты – многосоставные химические составы, которые практически не уступают фреонам в эффективности, не вредят человеку и экологии Земли. Производителям удалось снизить содержание хладагента в системе на 30%, а поэтому в холодильнике циркулирует не более 150 грамм вещества.
Хладагент R134a
Тетрафторэтан или хладагент R134a пришел на замену широко распространенному фреону R12, запрещенному к производству Монреальским протоколом. Данное вещество уступает по характеристикам своему предшественнику, но не содержит хлора и в меньшей мере разрушает озон. Производители холодильного оборудования перешли на R134a в 1998 году и в некоторых домах такие приборы можно встретить даже в наши дни.
Преимущества
R134a имеет ряд преимуществ в сравнении со своими предшественниками и наследниками. Он не токсичен и полностью безопасен для человека – такое вещество применяется при производстве аэрозолей и ингаляторов. Хладагент не горюч и не взрывоопасен, а поэтому активно используется для заправки холодильного и климатического оборудования.
Недостатки
Недостатков тетрафторэтан также не лишен. Данное вещество существенно уступает в холодопроизводительности своему предшественнику – R12. Такое оборудование имеет более высокий индекс энергетических потерь и поэтому обходится дороже в обслуживании. Кроме того, R134a хоть и в меньшей мере, но все же влияет на озоновый слой, и при этом имеет высокий потенциал глобального потепления – в 1430 раз больше углекислого газа.
Хладагент R600a
Изобутан или R600a – изомер бутана, имеющий такую же химическую формулу, но при этом разное положение атомов в молекуле. Данный состав стал усовершенствованной вариацией тетрафторэтана и является более качественным заменителем его предшественника R12.
Преимущества
Хладагент R600a не оказывает токсического воздействия на здоровье человека. Потенциал глобального потепления и озоноразрушающая способность практически равняются нулю. Кроме того, для заправки холодильника понадобится не более 150 грамм такого хладагента, что является наименьшим значением в сравнении с техникой аналогичных габаритов, работающей на других видах фреонов.
Еще одно весомое преимущество – изобутан на порядок дешевле других хладагентов, а сама установка работает на более дешевом минеральном масле, что положительно сказывается на итоговой стоимости прибора. Хладагент обеспечивает высокую холодопроизводительность, благодаря чему таким холодильникам присваивается класс энергоэффективности А+, А++ и А+++. R600a химически устойчив, не вступает в реакцию с пластиком, железом и резиной.
Недостатки
Отрицательных качеств у изобутана не так много, но они все же есть. Хладагент горюч, а поэтому при утечке воспламеняется как природный газ – от огня, электрического разряда или малейшей искры. Вещество не имеет цвета и запаха, а поэтому обнаружить подтекание можно лишь с помощью специального оборудования. Если же вы пожелаете перевести прибор на другой хладагент, это потребует доработки системы с заменой компрессорного масла и самого компрессора.
Сравнение газов
Итак, выяснив, какие преимущества и недостатки имеют два наиболее распространенных хладагента, используемые в современных холодильниках, мы сможем сопоставить их, чтобы выяснить, какой из них будет самым эффективным. Приобретая агрегат, работающий на R600а, вы получаете более эффективный, безопасный и тихий в работе холодильник с минимальной массой газа. Вещество не разрушает озоновый слой и значительно превосходит R134a в хладопроизводительности. Единственный недостаток при сравнении – в случае протечки изобутана ремонт холодильника обойдется вам дороже ввиду стоимости самого газа и компрессора на нем работающего, однако случаи протечки в современном оборудовании являются крайне редким явлением и при правильной транспортировке прибора не возникают.
Взаимозаменяемость
Хладагент R600а совместим с минеральными, алкилбензольными и полиолэфирными маслами. Для замены данного хладагента на другой тип газа понадобится замена компрессора. Для замены R134a на R600а необходима лишь замена уплотнителей и фильтра-осушителя.
Воздействие на природу
Тетрафторэтан (R134a) имеет высокий потенциал глобального потепления – 1430. На практике это означает, что 1 кг такого вещества вызывает такой же парниковый эффект, как и 1430 кг углекислого газа, что является критическим значением. Изобутан (R600а) имеет индекс воздействия на озоновый слой, равный 0,001, и оказывает минимальное воздействие на парниковый эффект – 3.
Экологичные холодильники Gorenje
Холодильники Gorenje соответствуют строжайшим нормам экологичности и безопасности. Приборы работают на наиболее эффективном хладагенте – изобутане R600а, который позволяет обеспечить качественное охлаждение и замораживание продуктов и не имеет негативных последствий для окружающей среды.
В каталоге словенского бренда вы найдете однокамерные, двухкамерные и Side-by-Side модели с NoFrost общей вместимостью от 126 до 560 литров. Встраиваемые и отдельностоящие агрегаты оснащены по последнему слову техники: здесь вы обнаружите функции суперохлаждения и суперзаморозки, надежные «зоны свежести» с контролируемым уровнем влажности и «нулевые зоны», позволяющие продлить срок годности скоропортящихся продуктов без их замораживания. В ряде моделей с электронным управлением дополнительно предусмотрена сигнализация открытой двери, диспенсер для подачи холодной воды и генератор льда.
Покупайте с доставкой
На страницах интернет-магазина gorenje-rus.ru вы найдете большой выбор современного холодильного оборудования, призванного продлить срок свежести ваших продуктовых запасов на максимально продолжительный срок. Мы готовы предложить компактные мини-бары, предназначенные для охлаждения небольших объемов продукции на даче, в отеле или в офисе. Для домашнего использования предусмотрены вместительные двухкамерные модели с нижним расположением морозильной камеры. Желаете приобрести холодильник с максимальной вместительностью? Вашему вниманию представлены премиальные установки Side-by-Side, которые вмещают в себя недельный запас продуктов для семьи из 4-5 человек.
На всю продукцию распространяется фирменная гарантия Gorenje. Для удобства покупателей наш магазин предоставляет услугу курьерской доставки, доступную жителям Москвы и Московской области, а также Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Также мы готовы отправить любую посылку в регионы, предварительно надежно упаковав каждый товар. Доставку в последнем случае осуществляет независимая транспортная компания, выбранная получателем. Если у вас остались вопросы касательно приобретения техники Gorenje, мы готовы предоставить исчерпывающую информацию в телефонном режиме: +7 (495) 980-72-17, 8 (800) 700-92-78.
Циклопентан: основные характеристики
Циклопентан — это летучая жидкость, находящая широкое применение в качестве вспенивателя при получении жестких полиуретановых пенопластов. Он относится к озононеразрушающим вспенивателям и после вступления в силу с января 1989 года Монреальского протокола пришел на смену фреонам R-11, R-12, R 141b.
Хотя до сих пор многие производители активно используют фреон R 141b для изоляционного пенополиуретана, невзирая на все запретительные акты, потому что это не требует глобального перевооружения производства, да фреон и дешевле.
Этим грешат крупнейшие азиатские производители холодильной техники и некоторые российские при изготовлении продукции на внутренний рынок. Ведь рядовой потребитель разницу не заметит, а культура утилизации материалов пока невысока.
Основные физические свойства циклопентана
Свойства циклопентана определяют особые меры предосторожности при его транспортировке. Необходимо избегать нагрева, т.к. это вещество легко переходит в газообразное состояние. Циклопентан горюч, что требует особых противопожарных мер при транспортировке и переработке.
Проблемы при переходе на циклопентан
Переход на циклопентан обусловлен его экологичностью, хотя по сравнению со своими предшественниками он менее технологичен и имеет:
Снижение прочностных характеристик приводит к необходимости повышать плотность изделий, то есть увеличивать расход материалов.
Переход на циклопентан в качестве вспенивателя требует полного технического переоснащения предприятия и пересмотра технологических циклов. А зачастую и замены соприкасающихся с ППУ материалов, т. к. циклопентан более агрессивен. Поэтому переход на этот вспениватель был в первую очередь осуществлен предприятиями, получившими гранты от международных экологических фондов.
Сравнительные изоляционные характеристики и воздействие на окружающую среду R-11 и циклопентана
Получение теплоизоляции из пенополиуретана
За последние годы в свете энергоэффективных технологий возрос интерес к сокращению тепловых потерь зданий, холодильных установок за счет усовершенствования теплоизоляции.
Отсутствие изоляции или ее низкое термическое сопротивление приводят к невозможности создания и поддержания заданных теплового и влажностного режимов, а также повышению расхода энергоносителей.
Поэтому возрастает важность корректного выбора теплоизоляционного материала.
Требования к теплоизоляционным материалам
К материалам предъявляется ряд требований, основные из которых:
Характеристики пенополиуретана
Теплопроводность λ, Вт/(м·К)
Прочность на изгиб, кПа
Прочность на сжатие, кПа
Гигроскопичность и водопоглощение
Коэффициент паропроницаемости, кг/(м·с·Па)
Помимо удовлетворительных первоначальных свойств, теплоизоляция должна сохранять их на протяжении нормативного срока эксплуатации.
Современный рынок материалов для утепления предлагает:
в виде плит, матов и блоков.
Получение пенополиуретанов
Пенополиуретаны относятся к термореактивным или термонеобратимым полимерам и получаются путем вспенивания полиуретанов – продуктов поликонденсации ди- или полиизоцианатов (общая формула R–N=C=O, где R – углеводородный радикал) с двух- или трехатомными спиртами (полиолами). При вспенивании получают пенопласты, которые представляют собой материалы, имеющие мелкие замкнутые поры, что и позволяет использовать их в качестве эффективной теплоизоляции.
Этот материал обладает великолепными эксплуатационными свойствами:
Пенополиуретаны относятся к сгораемым, но трудно воспламеняемым материалам, область их эксплуатации от –180 до 120 о С.
Тепловая изоляция на основе ППУ практически не насыщается влагой, но в то же время «дышит», т.е. пропускает избыток влаги в окружающую среду. Поэтому полиуретаны необходимо использовать с применением дополнительных герметичных кожухов, защищающих от проникновения влаги их воздуха.
Жесткий пенополиуретан стоек к воздействию нефтепродуктов, ароматических углеводородов, масел, спиртов, а также кислот, щелочей (кроме концентрированных).
ППУ позволяет создавать изоляционные конструкции как из готовых плит, так и выполнять такие конструкции на месте производства работ путем заливки жидких компонентов материала (изоцианат – компонент А, полиол – компонент Б и вспениватель – компонент С) в замкнутый объем.
Толщина изоляции из ППУ обычно не превышает 25-30 мм, в то время как, например, теплоизоляцию из стекловаты нельзя выполнить менее 60-70 мм.
Пенообразователи — вспениватели
При заливании полиуретановой композиции в качестве пенообразователей полиуретанов раньше применяли в основном фреоны R 11 и R 12 (около 13% от общего объема полимерной композиции). Хлорфторуглероды хорошо зарекомендовали себя практически во всех системах жестких ППУ. Однако эти вещества входят в группу продуктов, негативно влияющих на озоновый слой и запрещены.
Основное требование к альтернативным вспенивателям – температура кипения при атмосферном давлении должна находиться в пределах 25-40 о С, т.е. вещество должно быть жидкостью при комнатной температуре для возможной его заливки.
За последнее десятилетие было исследовано большое количество альтернативных вспенивающих агентов в отношении их технологической пригодности, токсичности, воздействия на окружающую среду и экономическую целесообразность. Среди возможных заменителей R 11 и R 12 рассматривались гидрохлорфторуглероды, гидрофторуглероды, углекислый газ, пентан и некоторые углеводороды. Доказано, что изоляционные и другие характеристики пены, получаемой в случае использования фреонов R 141 и R 134а, а также изомеров пентана по своим показателям равны или превосходят характеристики ППУ, в которых используется R 11.
В качестве переходного вспенивателя (разрешенного к применению до 2005 года) был предложен гидрохлорфторуглерод R 141b, являющийся невоспламеняемым, низкотоксичным веществом, хорошо смешивающимся с полиолом. Теплоизоляция, полученная при его использовании, равноценна теплоизоляции, которую обеспечивает использование фреонов, поэтому он применяется и поныне на российском рынке.
Разработан вариант применения в качестве вспенивателя полностью озонобезопасных гидрофторуглерода R 134а и циклопентана, но в этом случае требуется реконструкция технологического оборудования.
Холодильник. Устройство и принцип действия холодильника.
Холодильник предназначен для снижения температуры какого-либо ограниченного замкнутого пространства до некоторой требуемой низкой температуры путем отвода тепла в наружную, более теплую среду. Имеется много принципиальных схем и конструктивных исполнений холодильников, из которых ниже рассматриваются только два.
Газокомпрессорный холодильник основывается на процессе, заключающемся в сжатии некоторого газа, в охлаждении нагревшегося газа, в расширении охлажденного газа и в направлении достаточно глубоко охлажденного газа в охладитель (имеющий обычно форму змеевика), расположенный в холодильной камере (рис. 1).
Рис. 1. Принципиальная схема газокомпрессорного холодильника.
В качестве теплоносителя, называемого в холодильной технике хладагентом, в таком холодильнике могут использоваться различные газы, в том числе и воздух. Так как удельная объемная теплоемкость газов относительно низка, то размеры элементов холодильной системы получаются относительно большими. Поэтому чаще используются парокомпрессорные холодильники, в которых теплоноситель при прохождении контура теплообмена попеременно конденсируется и испаряется (рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная схема парокомпрессорного холодильника.
1 холодильная камера,
2 теплоизоляция,
3 компрессор,
4 сжатый горячий пар,
5 теплообменник,
6 охлаждающий воздух или охлаждающая вода,
7 жидкий хладагент,
8 дроссельный вентиль (расширитель),
9 расширившаяся, охлажденная и частично испарившаяся жидкость,
10 охладитель (испаритель),
11 испарившийся теплоноситель
В таком холодильнике в качестве хладагента используются газы с низкой температурой кипения, например, пропан, аммиак, бутан или пентан. Раньше с этой целью весьма широко (в бытовых холодильниках почти без исключений) использовались хлористо-фтористые углеводороды (фреоны), температура кипения которых (от –25 oC до –35 oC) считалась оптимальной, но в настоящее время их применение запрещено, так как содержащийся в них хлор, попадая в стратосферу, разрушает озоновой слой Земли. Для получения очень низких температур может использоваться и азот (температура кипения –196 oC). Приведенные значения температуры кипения различных теплоносителей относятся к нормальному атмосферному давлению (101,325 kPa).
Теорию компрессорных холодильников представил в 1871 году профессор машиностроения Мюнхенского технического университета (Munchen, Германия) Карл Линде (Carl Linde, 1842–1934). В 1876 году он построил первый практический (основанный на аммиаке) холодильник и в 1879 году основал завод для их производства, действующий и поныне. Затем были созданы различные другие системы холодильников, а в 1931 году американский химический концерн Дю Понт де Немур и компания (Du Pont de Nemours & Co.) разработал вышеотмеченные эффективные хладагенты – фреоны, после чего началось массовое производство бытовых холодильников. В 1987 году на климатической конференции ООН в Монреале (Montreal, Канада) было решено, что фреоны, в связи с их вредным воздействием на стратосферу Земли, необходимо запретить, и к 2000 году их применение в бытовых холодильниках (а также в других областях техники) было прекращено во всем мире.