Pompy ciepła

System nazewnictwa czynników chłodniczych

Europejska Komisja Międzynarodowego Komitetu Chłodnictwa wprowadziła jednolity system nazewnictwa czynników chłodniczych (roboczych), który później stał się standardem ISO; podstawą tego systemu jest budowa chemiczna czynników. W praktyce stosowane są również nazwy handlowe (firmowe) czynników, jak np. freony.

Oznaczenie czynnika chłodniczego składa się z kilku symboli, których znaczenie jest związane z ich wartością i pozycją w nazwie. Identyfikacyjny numer kodowy poprzedzony jest literą „R” (ang. Refngerant), po której następuje dwu-lub trzycyfrowa (w przypadku węglowodorów nienasyconych- czterocyfrowa) liczba, w niektórych przypadkach z dodatkowym oznaczeniem literowym. Kolejne cyfry w symbolu Rxyz oznaczają:    ;

x – liczbę atomów węgla w cząsteczce zmniejszoną o jeden. Jeśli x równy jest zero, to wartość ta jest pomijana w oznaczeniu czynnika. W oznaczeniu roztworów zeotropowych x jest równy cztery, a azeotropowych – pięć. W oznaczeniu szczególnych związków organicznych wartość x jest równa sześć, a związków nieorganicznych – siedem.

y – jeżeli x zawarte jest pomiędzy zero i trzy, to y oznacza liczbę atomów wodoru w cząsteczce powiększoną o jeden. Gdy x jest równe cztery i pięć, to yz jest liczbą zmienną, która oznacza skład roztworu. Gdy x równe jest sześć, to y przyjmuje wartość zero dla węglowodorów, jeden dla związków z tlenem, dwa dla związków z siarką i trzy dla związków azotu. Gdy x równe jest siedem* to yz jest masą cząsteczkową czynnika.

z – jeżeli x znajduje się pomiędzy zero i trzy, to z oznacza liczbę atomów fluoru w cząsteczce.

W przypadku, gdy w skład cząsteczki czynnika wchodzi atom bromu, to jego oznaczenie jest uzupełniane literą B oraz liczbą określającą liczbę atomów bromu w cząsteczce.

Dodatkowo, w zależności od budowy cząsteczki, czynniki chłodnicze przyporządkowane są do odpowiedniej grupy związków chemicznych:

CFC – chlorofluorowęglowodory- skrót używany do oznaczania w pełni halogenowych związków węgla, w których wszystkie atomy wodoru w cząsteczce zostały zastąpione atomami chloru i fluoru. Związki te charakteryzują się dużą stabilnością chemiczną.

HCFC – wodorochlorofluorowęglowodory – skrót używany do oznaczania substancji organicznych, w których nie wszystkie atomy wodoru w cząsteczce zostały zastąpione przez atomy chloru i fluoru.

HBFC — wodorobromofluorowęglowodory — skrót używany do oznaczania substancji organicznych, w cząsteczkach których występują atomy bromu.

HFC – hydrofluorowęglowodory – skrót używany do oznaczania substancji organicznych, w cząsteczkach których część atomów wodoru została zastąpiona atomami fluoru.

FC – skrót używany do oznaczania substancji organicznych, w cząsteczkach których wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione atomami fluoru. W substancjach tych nie ma atomów wodoru i chloru.

HC – węglowodory nasycone – grupa związków, w których nie występują halogenki.

Jeżeli istnieją izomery (związki o takiej samej ilości poszczególnych atomów, ale przyłączone do atomów węgla w innym porządku), to wówczas mogą być dodawane odpowiednie litery do oznaczenia cyfrowego (a, b, c itd.).

Przykład: R134a
Zawiera:
2 atomy węgla,
2 atomy wodoru,
4 atomy fluoru,
a nie zawiera atomów chloru
czyli: C2H2F4

Taki zestaw atomów pierwiastków może wystąpić w następujących układach:
CHF2 – CHF2; – R134

lub CH2F – CF3 – 134a (litera a oznacza asymetrię cząsteczki).

Przykład: amoniak – NH3; związek nieorganiczny – x=7
yz – masa cząsteczkowa NH3 = 14 + 3 ·1=17
Oznaczenie amoniaku – R717

Przykład: dwutlenek węgla – C02; związek nieorganiczny – x=7
yz – masa cząsteczkowa CO2 =12 + 2 ·16=44
Oznaczenie dwutlenku węgla — R744

W literaturze stosowane są równolegle dwa, opisane wyżej, sposoby oznaczania czynników roboczych:    ;

jak np. R22 lub HCFC-22; R134a lub HFC-134a itd.

W tablicy podano właściwości fizyczne czynników najczęściej stosowanych w pompach ciepła. Czynniki podane w tej tablicy są czynnikami jednorodnymi z wyjątkiem freonu 502 (R502); który jest roztworem azeotropowym R22 i R115 o następujących udziałach R22/R115=48,8/51,2%.

Tablica. Fizyczne właściwości wybranych czynników roboczych pomp ciepła

Rodzaj

czynnika

Wzór

chemiczny

Normalna

temperatura wrzenia

Masa molowa Parametry punktu krytycznego
M  Pk Tk vk
_ °C kg/kmol MPa K dm3/kg
R502 CHCIF2/

ccif2-cf3

-45,6 111,6 4,07 355,3 1,783
R22 chf2ci -40,7 86,5 4,99 369,3 1,949
R12B1 CF2ClBr -3,8 165,4 4,25 426,9 1,485
R114 ccif2

-ccif2

+3,5 170,9 3,26 419,0 1,720
R114B2 CBrF2

-CBrF,

+47,3 259,8 3,37 487,6 1,266
R134a ch2f-cf3 -26,4 102,3 4,07 374,1 1,966

Roztwór – układ dwóch lub większej liczby związków chemicznych połączonych wzajemnie siłami van der Waalsa (siłami wynikającymi z wzajemnego oddziaływania elektrycznego trwałych dipoli, istniejących w cząsteczkach biegunowych oraz dipoli indukowanych, wzbudzonych oddziaływaniem sąsiednich atomów, cząsteczek lub jonów). Układ taki nie rozdziela się pod wpływem siły grawitacji.

Roztwór azeotropowy – szczególny przypadek roztworu, w którym skład masowy fazy ciekłej i gazowej będącej w równowadze termodynamicznej w danej temperaturze, jest jednakowy. Często w odniesieniu do roztworów czynników roboczych używane jest określenie mieszanina. Jest to błędne, gdyż mieszanina – to układ dwóch lub większej liczby składników w dowolnej proporcji masowej, które nawet po dokładnym wymieszaniu mogą się samorzutnie rozdzielić.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *