AGENTI FRIGORIFICI

AGENTI FRIGORIFICI

Dupa cum s-a mentionat anterior, fluidul de lucru al instalatiei frigorifice se numeste agent frigorific. Principalele cerinte impuse unui fluid pentru a putea fi utilizat drept agent frigorific sunt:

• la nivelul temperaturii ce trebuie realizate in vaporizator, presiunea de vaporizare trebuie sa fie usor superioara presiuniii atmosferice;
• presiunea de condensare, corespunzatoare temperaturii ce trebuie obtinute in condensator, nu trebuie sa aiba valori foarte mari pentru ca procesul de comprimare sa se realizeze cu un consum mic de energie;
• caldura latenta de vaporizare mare, pentru ca debitele de fluid sa fie reduse;
• volum specific redus al vaporilor, pentru ca dimensiunile de gabarit ale instalatiei (si in special ale compresoarelor) sa fie mici;
• in cazul compresoarelor ermetice si semiermetice, agentul frigorific trebuie sa fie compatibil cu izolatia conductorilor utilizati in constructia motorului electric de actionare, precum si cu uleiul utilizat pentru ungerea compresorului;
• sa nu prezinte pericol de inflamabilitate sau explozie si sa nu fie toxic (in special in cazul instalatiilor utilizate in industria alimentara);
• sa fie nepoluant.

Agentii frigorifici sunt simbolizati prin litera R (refrigerant) si un simbol numeric care deriva din formula chimica, conform standardului ANSI/ASHRAE 34/1992 (vezi Anexa2), fiind denumiti generic freoni.

Agentii frigorifici pot fi impartiti in trei categorii:

• clorofluorocarburi (CFC), care contin in molecula atomi instabili de clor;
• hidroclorofluorocarburi (HCFC), care contin si hidrogen, iar clorul este mai putin instabil;
• hidroflourocarburi (HFC), care nu contin atomi de clor.

Cercetarile au aratat ca emisiile de CFC conduc la subtierea stratului de ozon, din cauza atomilor de clor. Ca urmare, prin protocolul de la Montreal din 1987 s-a stabilit ca incepand de la 1 ianuarie 2000 acesti freoni sa nu mai fie  utilizati in instalatiile frigorifice.

Freonii de tip HCFC sunt denumiti de tranzitie, iar utilizarea acestora este autorizata pana la 31 decembrie 2014; folosirea acestor agenti in instalatiile noi este interzisa din anii 1996.2001 (in functie de destinatia si tipul instalatiei de racire), iar incepand din 1 ianuarie 2008 va fi interzisa utilizarea lor si pentru mentinerea in functiune a instalatiilor existente.

Freonii de tip HFC sunt denumiti de substitutie definitiva, a caror utilizare este permisa pentru o perioada indelungata de timp.

Se utilizeaza si amestecuri formate din 2 sau 3 tipuri de freoni, amestecul avand toxicitate sau inflamabilitate mai redusa decat fiecare component in parte. In functie de modul de comportare la schimbarea starii de agregare, aceste amestecuri se impart in:

• amestecuri azeotrope (simbolizate R-500.R-599), la care schimbarea starii de agregare are loc la presiune si temperatura constanta (ca si in cazul susbtantelor pure); spre exemplu agentul R-507 este format din 50% R-125 si   50% R-143;
• amestecuri cvasiazeotrope (simbolizate R-400..R-499), la care schimbarea de faza este insotita de modificarea temperaturii in limitele 0,5.6⁰C; spre exemplu, R-404A este format din 44% R-125, 4% R-134a si 52% R-143a);
• amestecuri zeotrope, care prezinta modificari importante ale temperaturii la schimbarea starii de agregare.

In instalatiile frigorifice se pot utiliza si agenti frigorifici naturali, care nu contin fluor si clor, cum ar fi amoniacul (R-717), propan (R-290), bioxid de carbon (R-744).

Modul in care agentii frigorifici afecteaza mediul inconjurator este masurat cu ajutorul a doi indici:

• potentialul de distrugere a stratului de ozon (ODP
• potentialul de incalzire globala (GWP

In tabelul 3.1 sunt prezentate principalele caracteristici ale unor agenti frigorifici folositi in mod curent, iar in tabelul 3.2 este prezentata destinatia acestora.

Tabelul 3.1.

Caracteristicile unor agenti frigorifici

Tip	Inlocuitor pentru	ODP	GWP	Temp. condensare la 26 bar s0Ct	Temp. de vaporizare la la 1 bar s0Ct
HCFC (pe termen scurt)
R-22	R-502, R-12
HCFC/HFC pentru intretinere/service (de tranzitie)
R-401A	R-12
R-401B	R-12
R-409A	R-12
HFC (de substitutie definitiva)
R-134A	R-502
R-404A	R-502
R-407B	R-502
R-407C	R-22
R-410A	R-22
R-411B	R-12, R-22, R-502
AGENTI FRIGORIFICI NATURALI
R-717	R-22, R-502
R-290 (propan)	R-12, R-22
R-600 (izobutan)	R-114

Atunci cand contactul dintre agentul frigorific si mediul racit poate avea efecte negative (in cazul produselor alimentare, a aerului din incaperi locuite) se utilizeaza agenti intermediari; acestia trebuie sa fie stabili din punct de vedere chimic, sa aiba punctul de solidificare coborat si caldura specifica mare.

Tabelul 3.2

Utilizarea agentilor frigorifici

Ca agenti intermediari se utilizeaza:

• aerul;
• apa (pentru temperaturi peste 3.5⁰C);
• solutii de apa cu saruri minerale (CaCl₂, NaCl) sau alcooli (etilenglicol, propilenglicol).