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.

One Commnet on “System nazewnictwa czynników chłodniczych

Dodaj komentarz

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