1 Sifat fisika
2 Sejarah
3 Penggunaan
4 Pembuangan
5 pendingin oleh kelas
5.1 Campuran
6 Air sebagai refrigeran
6.1 Air atau udara sebagai refrigeran
7 Lihat juga
8 Referensi
9 Pranala luar
Sifat fisik
Refrigeran ideal memiliki sifat termodinamika yang menguntungkan, adalah noncorrosive pada komponen mekanik, dan aman (termasuk tidak beracun, tidak mudah menyala, dan ramah lingkungan). Sifat termodinamika yang diinginkan adalah titik didih sedikit di bawah suhu target, panas tinggi penguapan, kepadatan moderat dalam bentuk cair, kepadatan relatif tinggi dalam bentuk gas, dan temperatur kritis tinggi. Karena titik didih dan densitas gas dipengaruhi oleh tekanan, refrigeran dapat dibuat lebih cocok untuk aplikasi tertentu oleh pilihan tekanan operasi. Sifat lembam refrigeran banyak, sementara memiliki manfaat sehingga mereka tidak mudah menyala dan tidak beracun, memberikan kontribusi untuk stabilitas mereka di atmosfer, dan sesuai tinggi potensi pemanasan global yang potensial dan tinggi ozon deplesi. Refrigeran umum seperti R-22 dan R-410A, memiliki potensi pemanasan global yang sangat tinggi (1810 dan 1725 kali dampak CO2, masing-masing). Refrigeran lain seperti propana dan amonia tidak inert, dan mudah terbakar atau beracun jika dirilis. Refrigeran baru telah dikembangkan yang aman bagi manusia dan lingkungan, tetapi aplikasi mereka telah diselenggarakan oleh hambatan regulasi. [2]Sejarah
Sampai kekhawatiran tentang penipisan lapisan ozon muncul di 1980-an, refrigeran yang paling banyak digunakan adalah halomethanes R-12 dan R-22, dengan R-12 menjadi lebih umum di otomotif AC dan kulkas kecil, dan R-22 yang digunakan untuk AC perumahan dan komersial ringan, lemari es, dan freezer. Beberapa sistem sangat awal menggunakan R-11 karena relatif tinggi titik didih memungkinkan tekanan rendah sistem yang akan dibangun, mengurangi kekuatan mekanik yang diperlukan untuk komponen. Produksi baru R-12 berhenti di Amerika Serikat pada tahun 1995, dan R-22 yang akan dihapus pada tahun 2020. Campuran R-134a dan tertentu sekarang menggantikan senyawa terklorinasi. Satu populer 50/50 campuran R-32 dan R-125 sekarang sedang semakin digantikan untuk R-22 adalah R-410A, sering dipasarkan dengan nama dagang Puron. Lain populer campuran, R-32 R-125, dan R-134a dengan suhu kritis yang lebih tinggi, dan lebih rendah potensi pemanasan global (GWP) dari R-410A adalah R-407C. Sedangkan refrigeran ozon R-22 dan lainnya menipis sedang dihapus, mereka masih memiliki nilai dan dapat dengan mudah dijual.
Menyusul larangan chlorofluorocarbons (CFC) dan hydrochlorofluorocarbons (HCFC), bahan yang digunakan sebagai refrigeran pengganti seperti fluorocarbons (FCS) dan hidrofluorokarbon (HFC) juga mendapat kecaman. Mereka saat ini tunduk pada diskusi larangan karena efek yang merugikan mereka pada iklim. Pada tahun 1997, FCS dan HFC termasuk dalam Protokol Kyoto untuk Kerangka Konvensi Perubahan Iklim. Pada tahun 2006, Uni Eropa mengadopsi Peraturan gas rumah kaca terfluorinasi, yang membuat ketentuan mengenai penggunaan FCS dan HFC dengan tujuan mengurangi emisi mereka. Ketentuan tidak mempengaruhi iklim-netral refrigeran alami.
Awal sistem pendinginan mekanis digunakan gas belerang dioksida atau amonia anhidrat, dengan lemari es rumah kecil terutama menggunakan mantan. Menjadi beracun, belerang dioksida cepat menghilang dari pasar dengan pengenalan CFC. Amonia (R717) telah digunakan pada tanaman pendingin di industri selama lebih dari 130 tahun dan dianggap ramah lingkungan, ekonomis, dan hemat energi. Karbon dioksida refrigeran alami (R744) memiliki tradisi panjang yang sama dalam teknologi pendinginan. [3] [rujukan?]
Kadang-kadang, mungkin ditemui komputer lama yang menggunakan refrigeran transisi lain seperti metil format, klorometana, diklorometana atau (disebut carrene dalam perdagangan). Mungkin yang paling umum ini untuk tetap mempertahankan muatan adalah format metil monitor kulkas Top diproduksi oleh General Electric.
Penggunaan sangat murni propana sebagai refrigeran adalah mendapatkan nikmat, terutama dalam sistem yang dirancang untuk R-22. Meskipun propana tidak beracun campurannya dengan udara dalam proporsi tertentu mudah terbakar. Sebuah bau, seperti etil merkaptan, dapat ditambahkan dalam jumlah jejak mengingatkan orang kebocoran sistem.Menggunakan
Refrigeran alami seperti amonia, karbon dioksida dan non-hidrokarbon terhalogenasi melestarikan lapisan ozon dan tidak memiliki (amonia) atau hanya potensi (karbon dioksida, hidrokarbon) pemanasan global yang rendah [4] Mereka digunakan dalam sistem pendingin udara untuk bangunan. , di fasilitas olahraga dan rekreasi, dalam industri kimia / farmasi, dalam industri otomotif dan di atas semua dalam industri makanan (produksi, penyimpanan, ritel). Aplikasi baru membuka untuk refrigeran alami misalnya di dalam kendaraan AC.
Emisi dari AC otomotif adalah berkembangnya kekhawatiran karena dampaknya terhadap perubahan iklim. Dari 2011 pada, Uni Eropa akan phase out refrigeran dengan potensi pemanasan global (GWP) lebih dari 150 di AC otomotif (GWP = 100 tahun pemanasan potensi satu kilogram gas relatif terhadap satu kilogram CO2). Ini akan melarang gas rumah kaca yang potensial seperti refrigeran HFC-134a-yang memiliki GWP dari 1410-pendingin untuk mempromosikan aman dan hemat energi. Salah satu alternatif yang paling menjanjikan adalah refrigeran CO2 alam (R-744). Karbon dioksida tidak mudah terbakar, non ozon depleting-, memiliki potensi pemanasan global dari 1, tetapi beracun dan berpotensi mematikan pada konsentrasi di atas 5% volume. R-744 dapat digunakan sebagai fluida kerja dalam sistem kontrol iklim untuk mobil, AC perumahan, pompa air panas, pendinginan komersial, dan mesin penjual. R12 kompatibel dengan minyak mineral, sementara R134a kompatibel dengan minyak sintetis yang mengandung ester. [5] GM telah mengumumkan bahwa mereka akan mulai menggunakan olefin Hydrofluoro, HFO-1234yf, dalam semua merek dengan 2013. [6] Ini refrigeran baru tidak campuran dan memiliki rating GWP dari 4 tempo. Ketidakstabilan kompleks tersebut meminjamkan besar terhadap reputasinya sebagai pendingin ramah lingkungan, dan juga harus membantu untuk memfasilitasi penjualan kedua isi ulang dan suku cadang serta [7] eter Dimetil (DME) juga mendapatkan popularitas sebagai refrigeran, [8]. tapi seperti propana, juga berbahaya mudah terbakar.
Beberapa refrigeran melihat penggunaan yang meningkat karena narkoba, yang menyebabkan suatu fenomena yang sangat berbahaya yang dikenal sebagai penyalahgunaan inhalan. [9]Pembuangan
Pada 1 Juli 1992 adalah ilegal di Amerika Serikat untuk melepaskan refrigeran ke atmosfir (disengaja atau tidak disengaja) karena mereka dapat menyebabkan kerusakan parah pada lapisan ozon. Ketika CFC dikeluarkan mereka harus didaur ulang untuk membersihkan kontaminan dan mengembalikan mereka ke kondisi yang dapat digunakan. Pendingin tidak boleh dicampur bersama di luar fasilitas berlisensi untuk melakukannya untuk tujuan memproduksi campuran. Beberapa CFC harus dikelola sebagai limbah berbahaya bahkan jika didaur ulang, dan tindakan pencegahan khusus yang dibutuhkan untuk transportasi mereka, tergantung pada undang-undang dari pemerintah negara itu. Beberapa, seperti Halon 1301 hanya berbahaya terlepas dari undang-undang, menghasilkan efek kesehatan yang berbahaya atau mematikan tidak berhubungan dengan sesak napas.Refrigeran oleh kelas
Pendingin dapat dibagi menjadi tiga kelas menurut cara mereka penyerapan atau ekstraksi panas dari zat menjadi didinginkan:
Kelas 1: Kelas ini meliputi refrigeran yang dingin oleh perubahan fasa (biasanya mendidih), menggunakan panas laten refrigeran tersebut.
Kelas 2: Ini refrigeran dingin oleh perubahan suhu atau, 'panas masuk akal' jumlah panas adalah kapasitas panas spesifik x perubahan suhu. Mereka adalah udara, kalsium klorida air garam, air garam natrium klorida, alkohol, dan solusi nonfreezing serupa. Tujuan dari Kelas 2 refrigeran adalah untuk menerima pengurangan suhu dari Kelas 1 pendingin dan menyampaikan ini suhu rendah ke daerah yang akan ber-AC.
Kelas 3: Kelompok ini terdiri dari solusi yang mengandung uap diserap agen liquefiable atau media pendingin. Solusi ini berfungsi dengan sifat kemampuan mereka untuk membawa uap liquefiable, yang menghasilkan efek pendinginan oleh penyerapan panas mereka dari solusi. Mereka juga dapat diklasifikasikan ke dalam banyak kategori.
Artikel utama: Daftar refrigeran
R-# penomoran sistem ini dikembangkan oleh DuPont dan sistematis mengidentifikasi struktur molekul refrigeran dibuat dengan halogenasi hidrokarbon tunggal. Arti kode adalah sebagai berikut:
Menambah 90 ke nomor yang memberikan tiga digit yang merupakan singkatan dari jumlah atom karbon, hidrogen dan fluorine, masing-masing [10].
Sisa obligasi tidak menyumbang ditempati oleh atom klorin.
Sebuah akhiran surat huruf kecil a, b, atau c menunjukkan isomer semakin tidak simetris.
Sebagai kasus khusus, R-400 seri terdiri dari campuran zeotropic (yang mana titik didih senyawa konstituen berbeda cukup untuk menyebabkan perubahan dalam konsentrasi relatif karena distilasi fraksional) dan R-500 seri terdiri dari begitu yang disebut campuran azeotrop. Digit paling kanan diberikan sewenang-wenang oleh ASHRAE, sebuah organisasi industri.
Misalnya, R-134a memiliki atom karbon 2, 2 atom hidrogen, dan 4 atom fluorin, formula empiris tetrafluoroethane. "A" suffix menunjukkan bahwa isomer yang tidak seimbang dengan satu atom, memberikan 1,1,1,2-Tetrafluoroethane. R-134 (tanpa akhiran "a") akan memiliki struktur molekul 1,1,2,2-Tetrafluoroethane-senyawa tidak terlalu efektif sebagai refrigeran.
Angka-angka yang sama digunakan dengan awalan R-untuk pendingin generik, dengan awalan "propelan" (misalnya, "propelan 12") untuk kimia yang sama digunakan sebagai bahan pembakar untuk semprot aerosol, dan dengan nama dagang untuk senyawa, seperti sebagai "Freon 12". Baru-baru ini, sebuah praktek menggunakan HFC-untuk hidrofluorokarbon, CFC-untuk chlorofluorocarbons, dan HCFC-untuk hydrochlorofluorocarbons telah timbul, karena perbedaan peraturan antara kelompok tersebut.CampuranR407c tekanan-entalpi diagram, isoterm antara dua garis saturasi
R-401A adalah campuran HCFC zeotropic dari, R-32 R-152a, dan R-124. Hal ini dirancang sebagai pengganti R-12. [11]
R-404A adalah HFC sebuah "hampir azeotrop" campuran dari 52 wt.% R-143a, 44 wt.% R-125, dan 4% berat R-134a.. Hal ini dirancang sebagai pengganti R-22 dan R-502 CFC. Titik didih pada tekanan normal adalah -46,5 ° C, densitas cairan adalah 0,485 g/cm3 [12].
R-406A adalah campuran zeotropic dari 55 wt.% R-22, 4% berat R-600A., Dan 41 wt.% R-142b.
R-407A adalah zeotropic HFC campuran dari 20% berat R-32, 40 wt.% R-125,. Dan 40 wt.% R-134a [13].
R-407C adalah campuran hydrofluorocarbon zeotropic R-32, R-125, dan R-134a. R-32 berfungsi untuk memberikan kapasitas panas, R-125 penurunan mudah terbakar, R-134a mengurangi tekanan [14].
R-408A adalah campuran HCFC zeotropic R-22, R-125, dan R-143a. Ini adalah pengganti R-502. Titik didih adalah -44,4 ° C. [15]
R-409A adalah campuran HCFC zeotropic R-22, R-124, dan R-142b. Titik didih adalah -35,3 ° C. Temperatiure kritis adalah 109,4 ° C. [16]
R-410A adalah campuran azeotrop dekat-R-32 dan R-125. The US Environmental Protection Agency mengenalinya sebagai pengganti dapat diterima untuk R-22 dalam rumah tangga dan sistem udara komersial ringan AC [17]. Tampaknya telah memperoleh penerimaan pasar luas di bawah nama dagang beberapa. [18]
R-500 adalah campuran azeotrop 73,8% berat R-12 dan 26,2 berat..% Dari R-152a.
R-502 adalah campuran azeotrop dari R-22 dan R-115.
Air sebagai refrigeran
"Siklus udara bukan teknologi baru Pada pergantian siklus udara abad atau 'mesin udara dingin' yang tersedia dari perusahaan seperti J & Hall E ... Ini digunakan di kapal dan oleh produsen makanan dan pengecer untuk menyediakan. pendinginan untuk toko makanan mereka "[19].
Air telah digunakan untuk perumahan, [20] mobil, [19] dan turbin bertenaga pesawat [21] [22] AC dan / atau pendinginan. Alasan mengapa udara tidak lebih banyak digunakan sebagai refrigeran tujuan umum adalah persepsi yang salah bahwa penggunaan udara terlalu tidak efisien untuk menjadi praktis [20].
Namun, dengan kompresi yang sesuai dan teknologi ekspansi, udara dapat menjadi praktis (meskipun bukan yang paling efisien) refrigeran, bebas dari kemungkinan kontaminasi lingkungan atau kerusakan, [20] dan hampir sepenuhnya [23] tidak berbahaya bagi tanaman dan hewan. Sebuah ledakan dapat terjadi akibat zat pendingin minyak pelumas jenis kompresor yang dikompresi bersama dengan udara.Air atau udara sebagai refrigeran
Refrigeran yang paling sederhana, dan paling populer adalah air. Dengan profil toksisitas yang sangat baik, biaya yang sangat rendah, ketersediaan luas, dan tidak perlu khawatir pembuangan, siapa saja dapat membangun sistem pendingin berbasis air. Sistem pendinginan yang paling sederhana, yang dikenal sebagai pendingin rawa di selatan-barat Amerika Serikat, bahkan tidak perlu listrik untuk kompresor, hanya kipas blower - air menguap hanya dibuang ke ruang tamu, di mana ia berfungsi untuk meningkatkan kelembaban juga. Namun, kelemahan adalah beberapa dan berat juga. Daya pendinginan total unit terbatas oleh fakta bahwa baik pendingin maupun udara diresirkulasi. Sebuah rumah rawa didinginkan akan memiliki pasokan konstan segar, bukan udara yang terlalu kering, tetapi jika udara di luar sudah lembab, daya pendinginan sangat terbatas. Inilah sebabnya mengapa unit tersebut tidak ditemukan di daerah kelembaban sering dan tinggi, seperti selatan-timur Amerika Serikat. Selanjutnya, jika temperatur luar adalah sangat terlalu panas, seperti lebih dari 110 derajat F, unit tidak akan mendinginkan udara cukup untuk kenyamanan bahkan jika di luar titik embun sangat rendah.
Sementara sebagian besar dari efek rumah kaca adalah karena uap air di udara, jumlah air yang ditambahkan ke udara dengan pendingin rawa tidak signifikan dibandingkan dengan yang menguap dari lautan di dunia, memberikan pendingin rawa profil yang sangat ramah lingkungan.