Что такое температура кипения фреона: Зависимость температуры кипения фреона от давления: Онлайн расчет, калькулятор

Содержание

Зависимость температуры кипения фреона от давления: Онлайн расчет, калькулятор

Современные типы фреонов

В нынешнее время, вопрос сохранения атмосферы набирает больших оборотов. Из-за этого, ведущие страны уже отказались от эксплуатации хладагента R22, поскольку он разрушает озоновый слой. Судьбу данного фреона уже постиг его предшественник R12, который полностью исключили из области холодильного оборудования.

Температура фреона, °C:
Давление, bar:
Фреон:

  t °C  R22 R12 R134 R404a R502 R407c R717 R410a R507a R600 R23 R290 R142b R406a R409A
-70 -0,81 -0,88 -0,92 -0,74 -0,72 -0,89 -0,65 -0,72 0,94
-65 -0,74 -0,83 -0,88 -0,63 -0,62 -0,84 -0,51 -0,61 1,48 -0,94
-60 -0,63 -0,77 -0,84 -0,52 -0,51 -0,74 -0,78 -0,36 -0,50 2,12 -0,9
-55 -0,49 -0,69 -0,77 -0,35 -0,35 -0,63 -0,69 -0,22 -0,32 2,89 -0,83
-50 -0,35 -0,61 -0,70 -0,18 -0,19 -0,52 -0,59 0,08 -0,14 3,8 -0,8
-45 -0,2 -0,49 -0,59 -0,11 -0,14 -0,34 -0,44 0,25 -0,02 4,86 -0,66
-40 0,05 -0,36 -0,48 0,32 0,30 -0,16 -0,28 0,73 0,39 -0,71 6,09 0,12 -0,62
-35 0,25 -0,18 -0,32 0,68 0,64 -0,06 -0,24 1,22 0,77 -0,62 7,51 0,37 -0,4
-30 0,64 0,00 -0,15 1,04 0,98 0,37 0,19 1,71 1,15 -0,53 9,12 0,68 -0,2
-25 1,05 0,26 -0,06 1,53 1,45 0,75 0,55 2,35 1,67 -0,38 10,96 1,03 -0,1 0,06
-20 1,46 0,51 0,33 2,02 1,91 1,12 0,90 2,98 2,18 -0,27 13,04 1,44 0,2 0,32
-15 2,01 0,85 0,67 2,67 2,53 1,64 1,41 3,85 2,86 -0,18 15,37 1,91 0,4 0,62
-10 2,55 1,19 1,01 3,32 3,14 2,16 1,91 4,72 3,54 0,09 17,96 2,45 0 0,8 0,98
-5 3,27 1,64 1,47 4,18 3,94 2,87 2,6 5,85 4,42 0,33 20,85 3,06 0,22 1,1 1,4
0 3,98 2,08 1,93 5,03 4,73 3,57 3,29 6,98 5,29 0,57 24 3,75 0,47 1,6 1,88
5 4,89 2,66 2,54 6,11 5,73 4,43 4,22 8,37 6,40 0,89 27,54 4,52 0,75 2,1 2,43
10 5,80 3,23 3,14 7,18 6,73 5,28 5,15 9,76 7,51 1,21 31,37 5,38 1,08 2,6 3,07
15 6,95 3,95 3,93 8,52 7,97 6,46 6,36 11,56 8,88 1,62 35,56 6,33 1,46 3,3 3,78
20 8,10 4,67 4,72 9,86 9,20 7,63 7,57 13,35 10,25 2,02 40,11 7,39 1,9 4,0 4,59
25 9,5 5,39 5,71 11,5 10,70 9,14 9,12 15,00 11,94 2,54 45,03 8,55 2,38 4,8 5,5
30 10,90 6,45 6,70 13,14 12,19 10,65 10,67 16,65 13,63 3,05 9,82 2,94 5,7 6,51
35 12,60 7,53 7,93 15,13 13,98 12,45 12,61 19,78 15,69 3,69 11,21 3,55 6,7 7,64
40 14,30 8,60 9,16 17,11 15,77 14,25 14,55 22,90 17,74 4,32 12,73 4,25 7,8 8,88
45 16,3 10,25 10,67 19,51 17,89 16,48 16,94 26,2 20,25 5,09 14,38 5,02 9,1 10,26
50 18,30 11,90 12,18 21,90 20,01 18,70 19,33 29,50 22,75 5,86 16,16 5,87 10,4 11,76
55 20,75 13,08 14,00 24,76 22,51 21,45 22,24 25,80 6,79 18,08 6,81 11,9 13,41
60 23,20 14,25 15,81 27,62 25,01 24,20 25,14 28,85 7,72 20,14 7,85 13,6 15,2
70 29,00 17,85 20,16 30,92 32,12 9,91 24,72 10,23 17,3 19,26
80 22,04 25,32 40,40 29,94 13,07 21,5 23,99
90 26,88 31,43 50,14 35,82 16,4 29,43

Современные озонобезопасные фреоны являются уникальными смесями, молекулярная структура которых является продуктом взаимодействия нескольких типов веществ.

На данный момент, R134A и R-410A — это самые распространенные типы безопасных фреонов. Первый изначально разрабатывался с целью функционального замещения R22.

Однако, получить одинаковую температуру испарения всех компонентов к сожалению не получилось. Вследствие этого, при критической потере вещества приходится совершать полную замену фреона в холодильной системе, поскольку естественные потери не выходит полностью восполнить непосредственной дозаправкой хладагента.

R-410A — отличается от своего аналога тем, что он демонстрирует одинаковые показатели испарения компонентов. Однако, его использование усугубляется тем, что он обладает вдвое большей температурой кипения. Из-за этого, рабочее давление холодильного оборудования увеличилось до отметки в 28 атмосфер. Наличие прямо пропорциональной зависимости уровня давления от температуры хладагента исключает возможность эксплуатации данного вещества в системах кондиционирования, которые разрабатывались под R22. При использовании R-410A в современных моделях, необходимо эксплуатировать более прочные материалы изготовления, а также производить увеличение общего показателя мощности в холодильных компрессорах.

Для более полного представления о технологических и эксплуатационных свойствах фреона, необходимо ознакомиться с его строением на молекулярном уровне. Данная информация позволит вам разбираться в технологических нюансах, связанных с эксплуатацией фреона в холодильных системах.

Фреон: физические свойства вещества

Молекулярный состав играет основную роль, от которой зависит температура кипения фреона находится. Следует отметить, что возникновение большего уровня давления в холодильной системе, вместе с большим количеством вещества, перешедшего в газообразное состояние зависит только от значения температуры кипения.

Она находится со всеми перечисленными показателями в пропорциональной связи: с ее ростом, остальные элементы будут демонстрировать увеличенные значения.

Не для кого не секрет, что наличие высокого давления подразумевает завышенные требования к конструкционным и техническим показателям холодильной установки: качеству шлангов,труб, показателю мощности компрессора, уровню прочности трассы прокачки фреона, материалу изготовления и т.д.

Стоит также отметить, что в странах СНГ, R22 является самым распространенным типом фреона. Большинство ведущих государств перешли на более озонобезопасные вещества, однако наши регионы по прежнему эксплуатируют данный вид хладагента в холодильном оборудовании.

В том случае, если представить R22 в виде условной единицы отсчета, то можно увидеть, что 16-ти атмосфер полностью хватит для поддержания нормальных рабочих условий системы охлаждения. Опираясь на полученную информацию, специализированные компании-производители разрабатывали конструкции многих моделей кондиционеров, холодильников, компрессоров и т.д. Именно зависимость уровня давления от наличия температуры хладагента и послужила основным ориентиром для реализации всех проектов по созданию холодильных систем.

На протяжении всего пути развития холодильных агрегатов, появилось порядка 40 разнообразных типов фреонов, при этом, каждое вещество обладает различными физическими свойствами (температура конденсации и собственная температура кипения). Следует отметить, что давление внутри охладительного оборудования возникает в тот момент, когда фреон изначально приобретает, а затем полностью утрачивает состояние газа. Зависимость температуры кипения и последующей степени конденсации, можно пронаблюдать в следующем графике:

Указано относительное давление в bar.
R22 — по данным Du Pont de Nemours

R404a — по данным Elf Atochem

R507 — по данным ICI
Остальные — по данным «Учебник по холодильной технике» Польман

Онлайн калькулятор

Компания Domxoloda предоставляет онлайн калькулятор, который осуществляет расчет давления, в зависимости от типа фреона и его температуры. Для этого вам необходимо нажать на соответствующий вид хладагента и с помощью ползунка выставить нужное значение температуры фреона. Благодаря функциональным свойствам нашего онлайн калькулятора, вы сэкономите свое время на подсчет необходимых параметров, опираясь на которые вы будете совершать заправку собственной холодильной системы.

Температура кипения фреона в кондиционере, его закачка и утечки

Содержание статьи:

Охлаждение в холодильной машине происходит за счет теплопоглощения при кипении жидкости (фреона) – газообразного вещества, являющегося не только основным функциональным элементом, но и частью смазочного материала для компрессора вместе с маслом.

Он не имеет цвета, запаха и практически не способен воспламеняться, за исключением его прямого контакта с открытым пламенем при температуре не менее 900°C.

Чтобы в холодильной установке происходил непрерывный цикл преобразований хладона (испарение и конденсация), важно поддерживать нормальное давление в системе, благодаря которому будет оставаться допустимая температура закипания хладагента.

Температура кипения фреона в кондиционере совершенно не равна привычным показателям, при которых кипит та же вода. В данном случае она зависит от давления окружающей среды. Чем оно выше, тем выше ее показатели, и наоборот, чем ниже давление, тем ниже ее параметры. Но они всегда имеют низкие значения.

Разные типы фреонов, отличающиеся физическими свойствами и химическим составом, имеют разные температуры кипения в кондиционере при остальных одинаковых условиях. В холодильных установках чаще применяют хладагенты R-22, R-134a, R-407, R-410a. Последний считается наиболее безопасным, так как не представляет угрозу для окружающей среды и человека. Но его применение в кондиционере увеличивает цену на устройство.

Данная ниже таблица температур кипения фреонов разных типов в кондиционерах – это часть таблицы, которой пользуются монтажники при заправке или дозаправке холодильных машин. Это своего рода замена линейке зависимости температуры кипения от давления, используемой на производстве или в сервисных центрах. Приведенные значения нормальной температуры подразумевают нормативное атмосферное давление в 0,1 МПа.

Тип фреона Нормальная температура кипения, °C Критическое давление, МПа Критическая температура кипения, °C
R-22 -40,85 4,986 96,13
R-410a -51,53 4,926 72,13
R-134a -26,5 4,06 101,5
R-407 -43,8 4,63 86,0

Чрезмерное нагревание хладона может вызвать выброс опасных для здоровья человека веществ и разрежение в испарителе.

Утечка фреона в кондиционере

баллоны с хладоном

баллоны с хладоном

Для кондиционера является нормой утечка фреона на 4-7% от общей массы за год. Восполнение потерь в среднем требуется проводить раз в полтора или два года. Если межблочные магистрали смонтированы некачественно, то через плохо сделанные вальцовочные соединения хладагент выходит в большем количестве. Тогда может пойти речь о закачке фреона в кондиционер в полном объеме или о возникновении предварительной необходимости восполнять потери.

При игнорировании проблемы прибор постепенно начинает работать на пределах своих возможностей, вследствие чего происходит поломка компрессора, который попросту перестает смазываться.

Как определить утечку

признак утечки хладагента

признак утечки хладагента

Специалисту несложно определить, есть ли утечка фреона из кондиционера, но сам пользователь тоже должен знать некоторые признаки потерь основного рабочего вещества. Насторожить должны:

  • на местах стыковок хладотрассы и клапанов наружного модуля появляются заметные иней или наледь;
  • сильно снижается качество охлаждения;
  • при включении сплит-системы пахнет гарью;
  • под кранами можно заметить подтеки масла – оно и дает неприятный запах;
  • темнеет компрессорная теплоизоляция;
  • прибор отключается и на дисплее высвечиваются коды ошибок.

При обнаружении каких-либо признаков утечки фреона из кондиционера следует сразу отключить устройство от питания и вызвать мастера.

Специалист через манометрическую станцию подключит баллон с азотом, перекроет порты и запустит в систему избыточное давление. Он должен сразу же обмылить трубы и предполагаемые места утечки. Если появился свист, и в каком-то месте мыльный раствор запузырился, то именно там и есть отверстие, через которое уходит газ. Таким образом определяется утечка фреона из кондиционера, после чего начинается устранение неполадок.

Вместо мыльного раствора можно использовать специальную концентрированную жидкость, которую загоняют в контур, а потом просвечивают ультрафиолетовым осветительным прибором возможные места потерь хладагента.

Есть ли еще способы того, как определить утечку фреона из кондиционера бытового назначения? Для одного из них понадобится особый прибор – электронный течеискатель, который оснащается гибким зондом с чувствительным сенсором – он позволяет добраться до самых трудных мест.
Определить недостаточное количество фреона в старт-стоповом кондиционере можно также с помощью термометра, который подносят к выходящему из вентилятора воздуху. Если показатели не выходят за установленные нормы в 5-8°C, то восполнение газа не нужно.
Если причина потерь заключается в негерметичности межблочных соединений, то мастер приступит к пайке труб и последующей дозаправке прибора рабочим веществом.

Заправка и дозаправка кондиционера фреоном

набор инструментов для заправки

набор инструментов для заправки

Как происходит заправка кондиционеров фреоном, и чем она отличается от дозаправки?

Дозаправка – это частичное восполнение потерянного объема хладагента. Она может понадобиться при утечке или при профилактической заправке. Ее также осуществляют при увеличении трассы во время монтажа. В среднем заводской объем закаченного хладона рассчитан на 5 метров трассы. Если происходит увеличение ее длины, то требуется дозаправка кондиционера фреоном из расчета 30 гр на метр магистрали.

Для бытовых кондиционеров с фреоном R-22 и ему подобных применяют способ дозаправки, а для систем с хладоном R-410a используют только метод полной заправки. Этот газ состоит из смеси химических веществ с разной степенью летучести, которые испаряются совершенно неравномерно, следовательно, состав оставшегося вещества сильно меняется.

Полная заправка – это восполнение всего объема газа в холодильном устройстве. Она необходима при заправке бытовых кондиционеров фреоном после переезда, когда предварительно весь хладагент был спущен, или при восполнении объема хладона, имеющего сложный компонентный состав.

Выпуск фреона из кондиционера

Прежде чем закачать фреон в кондиционер при полной заправке, из него необходимо выпустить оставшийся газ. Как правильно слить фреон с кондиционера, и какие инструменты понадобятся для этого?

Некоторые мастера не видят ничего страшного в том, чтобы просто ослабить гайки на внешнем блоке и стравить все в атмосферу, считая небольшое количество хладагента для окружающей среды безопасным. В чистом виде он на самом деле безвреден, но делать так не стоит. Для его выпуска из кондиционера необходимо иметь станцию по сбору фреона, которая врезается в систему кондиционирования при помощи специального штуцера и откачивает весь газ из нее.

Далее производят вакуумирование, и только после этого подключают баллон с фреоном и производят его закачку в кондиционер по необходимой норме.

Сколько нужно фреона

В разных холодильных системах находится разное количество хладагента. То, сколько в кондиционере может быть фреона, зависит от холодопроизводительности агрегата. В среднем его объем составляет в стандартных сплитах от 700-800 грамм, а в мощных установках коммерческого или промышленного назначения более килограмма.

Требуемый объем указывается производителем на шильдике, представляющем собой металлическую табличку на внутреннем корпусе сплита. Он помогает определить, сколько фреона в кондиционере должно находиться. Используя манометр, мастер определяет величину давления в охлаждающем корпусе и смотрит эту табличку.

В идеале заправка бытовых кондиционеров фреоном должна происходить маленькими порциями, чтобы в систему не попало большее количество газа, так как его переизбыток ведет к неэффективной работе – он не успевает пройти полный цикл трансформации из одного состояния в другое.

Способы заправки кондиционера

заправка по массе

заправка по массе

Заправка кондиционера может производиться несколькими способами, но наиболее простыми и часто применимыми являются:

  • заправка по массе (по весам) – понадобится дорогостоящие весы для взвешивания баллона с хладагентом;
  • заправка по давлению – при значениях ниже 3-3,5 атм требуется восполнение газа;
  • по току – понадобятся токоизмерительные клещи, накладываемые на фазу провода питания работающего внешнего блока.

Существуют еще два способа: заправка по переохлаждению и по перегреву. Но в реальности их применяют только при проверке промышленных компрессорно-конденсаторных блоков, так как в бытовых сплитах нет устройства, регулирующего расход фреона. Его роль выполняет капиллярная трубка.

Если после полной или частичной заправки кондиционера его работа не выравнивается, то следует провести диагностику оборудования на обнаружение других неисправностей системы.

Только опытные монтажники знают все безопасные способы, как слить фреон в кондиционере и как восполнить его нехватку. Не стоит самим пытаться проводить такие действия, которые могут привести к ожогам кожных покровов или глаз, а также полностью вывести холодильную машину из строя.

Как работает холодильное оборудование? | Холодильники и морозильники | Блог

Вы никогда не задумывались, почему в холодильнике — холодно, и что общего у морозильного шкафа и кондиционера? В этом материале разбираемся, как работает холодильное оборудование.

Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин– в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.

Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента – компрессор и дросселирующее устройство.

Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.

Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.

Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.

Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.

Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.

Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.

Из холода в жар

Чаще всего холодильная машина используется именно для охлаждения — испаритель расположен в охлаждаемом объеме, а конденсатор вынесен в окружающую среду. Так работают кондиционеры, холодильники и морозильники. Но холодильный контур не только поглощает тепло на испарителе, но и выделяет его на конденсаторе. Нельзя ли использовать холодильную машину «наоборот» — для обогрева, расположив конденсатор в обогреваемом помещении, а испаритель вынеся наружу?

Еще как можно. Холодильная машина использует электроэнергию не для непосредственного нагрева (как ТЭН), а для переноса тепла, поэтому эффективность ее выше, чем у обычного электронагревателя. Многие современные кондиционеры могут работать «наоборот», используя теплообменник внутреннего блока как конденсатор, а теплообменник внешнего блока – как испаритель. В таком режиме на 1 кВт потребленной мощности кондиционер может произвести 2–6 кВт тепла. Греть комнату кондиционером может быть значительно выгоднее, чем электрообогревателем!

Однако здесь есть некоторые тонкости — эффективность холодильной машины уменьшается при падении температуры на испарителе и ее росте на конденсаторе. Это связано с тем, что теплообмен между двумя веществами происходит тем быстрее, чем больше разница их температур. А поскольку температура кипения хладагента постоянна, то, чем ниже температура в испарителе, тем медленнее идет теплообмен и тем меньше тепла он вырабатывает при той же потребляемой мощности. И при температуре окружающей среды до -5…-10°С эффективность кондиционера как отопительного прибора становится невысока.

Поэтому использовать кондиционер для отопления дома или квартиры можно, только если температура зимой не падает ниже -5°С.

В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.

Виды компрессоров

Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.

Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.

Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:

  • Несбалансированность однопоршневого компрессора является причиной высокого уровня шума и вибраций при работе.
  • Большое количество движущихся деталей приводит к ускоренному износу и снижению ресурса.
  • Опасность поломки при быстром повторном пуске. Сразу после остановки в цилиндре компрессора наличествует высокое давление. Если в этот момент включить компрессор, создается критическая нагрузка на двигатель, могущая привести к его повреждению.

Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.

Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.

Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.

Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.

Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.

Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.

Типы хладагентов

В качестве хладагента в холодильных машинах используются различные жидкости и газы — аммиак, пропан, фреоны (смеси углеводородов). Используемый в холодильной машине хладагент сильно влияет как на ее характеристики, так и на условия эксплуатации. Например, кондиционер, заправленный фреоном R-134a (температура кипения -26,5 °С) при -30 на улице работать в режиме обогрева не будет вообще — фреон просто не вскипит в наружном блоке. Более того, попытка включения кондиционера в таких условиях с большой вероятностью приведет к его поломке — попадание жидкости (а не газа) в компрессор обычно выводит его из строя.

Чем ниже температура кипения хладагента, тем более низкую температуру можно получить на испарителе холодильной машины. Однако, понизить температуру в морозильнике, просто поменяв фреон на более «холодный», скорее всего, не выйдет — хладагенты с низкой температурой кипения требуют большего давления для конденсации. Компрессор, рассчитанный на фреон с высокой температурой кипения, просто не сможет создать такое давление. Поэтому при замене хладагента следует придерживаться рекомендаций из инструкции, и не заправлять хладагент с характеристиками, сильно отличающимися от рекомендованных.

В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:

Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.

R410A и R407С (хлорофторокарбонат, температура кипения -51,4°С) используются взамен R22. Они не вредят экологии, но требуют большего давления для конденсации, поэтому техника, заправляемая R410 или R407, стоит дороже. Кроме того, при возникновении утечек в системе, заполненной этими фреонами, могут возникнуть проблемы. Эти фреоны состоят из нескольких компонентов, которые улетучиваются неравномерно, поэтому при утечке более чем 40 % R410A дозаправка уже невозможна. Еще хуже обстоит дело с R407C – при возникновении утечки систему следует перезаправлять полностью.

R134 (тетрафторэтан) используется в кондиционерах взамен вышедшего из употребления R12. Температура кипения R134 составляет -26,3°С, поэтому в низкотемпературной технике он не используется. Однако, хоть R134 и не вреден для озонового слоя, он относится к газам, усиливающим парниковый эффект, поэтому безвредным его назвать нельзя.

R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.

Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.

Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.

что об этом нужно знать

Как показывает статистика, основной причиной аномальной работы кондиционеров и выхода из строя компрессоров, является неправильная заправка холодильного контура хладагентом. Нехватка хладагента в контуре может объясняться случайными утечками. В то же время избыточная заправка, как правило, является следствием ошибочных действий персонала, вызванных его недостаточной квалификацией. Для систем, в которых в качестве дросселирующего устройства используется терморегулирующий вентиль (ТРВ), лучшим индикатором, указывающим на нормальную величину заправки хладагентом, является переохлаждение. Слабое переохлаждение говорит о том, что заправка недостаточна, сильное указывает на избыток хладагента. Заправка может считаться нормальной, когда температура переохлаждения жидкости на выходе из конденсатора поддерживается в пределах 10-12 градусов Цельсия при температуре воздуха на входе в испаритель, близкой к номинальным условиям эксплуатации.

Температура переохлаждения Тп определяется как разность:
Тп =Тк – Тф
Тк – температура конденсации, считываемая с манометра ВД.
Тф – температура фреона (трубы) на выходе из конденсатора.

1. Нехватка хладагента. Симптомы.

Недостаток фреона будет ощущаться в каждом элементе контура, но особенно этот недостаток чувствуется в испарителе, конденсаторе и жидкостной линии. В результате недостаточного количества жидкости испаритель слабо заполнен фреоном и холодопроизводительность низкая. Поскольку жидкости в испарителе недостаточно, количество производимого там пара сильно падает. Так как объемная производительность компрессора превышает количество пара, поступающего из испарителя, давление в нем аномально падает. Падение давления испарения приводит к снижению температуры испарения. Температура испарения может опуститься до минусовой отметки, в результате чего произойдет обмерзание входной трубки и испарителя, при этом перегрев пара будет очень значительным.

Температура перегрева Т перегрева определяется как разность:
Т перегрева = Т ф.и. – Т всас.
Т ф.и. — температура фреона (трубы) на выходе из испарителя.
Т всас. — температура всасывания, считываемая с манометра НД.
Нормальный перегрев 4-7 градусов Цельсия.

При значительном недостатке фреона перегрев может достигать 12–14 о С и, соответственно, температура на входе в компрессор также возрастет. А поскольку охлаждение электрических двигателей герметичных компрессоров осуществляется при помощи всасываемых паров, то в этом случае компрессор будет аномально перегреваться и может выйти из строя. Вследствие повышения температуры паров на линии всасывания температура пара в магистрали нагнетания также будет повышенной. Поскольку в контуре будет ощущаться нехватка хладагента, точно также его будет недостаточно и в зоне переохлаждения.

    Таким образом, основные признаки нехватки фреона:

  • Низкая холодопроизводительность
  • Низкое давление испарения
  • Высокий перегрев
  • Недостаточное переохлаждение (менее 10 градусов Цельсия)

Необходимо отметить, что в установках с капиллярными трубками в качестве дросселирующего устройства, переохлаждение не может рассматриваться как определяющий показатель для оценки правильности величины заправки хладагентом.

2. Чрезмерная заправка. Симптомы.

В системах с ТРВ в качестве дросселирующего устройства, жидкость не может попасть в испаритель, поэтому излишки хладагента находятся в конденсаторе. Аномально высокий уровень жидкости в конденсаторе снижает поверхность теплообмена, охлаждение газа поступающего в конденсатор, ухудшается, что приводит к повышению температуры насыщенных паров и росту давления конденсации. С другой стороны, жидкость внизу конденсатора остается в контакте с наружным воздухом гораздо дольше, и это приводит к увеличению зоны переохлаждения. Поскольку давление конденсации увеличено, а покидающая конденсатор жидкость отлично охлаждается, переохлаждение, замеренное на выходе из конденсатора, будет высоким. Из-за повышенного давления конденсации происходит снижение массового расхода через компрессор и падение холодопроизводительности. В результате, давление испарения также будет расти. Ввиду того, что чрезмерная заправка приводит к снижению массового расхода паров, охлаждение электрического двигателя компрессора будет ухудшаться. Более того, из-за повышенного давления конденсации, растет ток электрического двигателя компрессора. Ухудшение охлаждения и увеличение потребляемого тока ведет к перегреву электрического двигателя и в конечном итоге – выходу из строя компрессор.

    Итог. Основные признаки перезаправки хладагентом:

  • Упала хладопроизводительность
  • Возросло давление испарения
  • Возросло давле

Зависимость температуры насыщения фреона от давления.

Зависимость температуры насыщения фреона от давления.

    Как пользоваться таблицей?

    •  Определяем тип фреона в системе (смотрим по шильдику, вентилям или документации)
    • Измеряем манометрическим коллектором давление в системе
    • Смотрим по таблице значение температуры для данного фреона при этом давлении

    Например:

    • хладагент R22
    • давление на всасывании 4,5 Бар, на нагнетании 16 Бар
    • соответственно, температура испарения фреона +3,1 гр С, температура конденсации +44,7 гр. С  

    Только необходимо измерять давление конденсации после конденсатора, до ТРВ или капиллярной трубки, иначе оно не будет соответствовать действительности.

    Температурный глайд

    В настоящий момент синтезировано очень много видов хладагентов (более 70 видов), многие из них многокомпонентные и состоят из частей разных по физическим свойствам.

    По этой причине температуры при испарении и конденсации отличаются.

    Для таких фреонов существует две шкалы:

    • dew — для определения температуры конденсации
    • bubble — для определения температуры испарения

    Для примера:

    • фреон R407c
    • низкое давление 4,5 Бар, высокое 16 Бар
    • определяем по шкале bubble температуру испарения -1 гр.С, по шкале dew температуру конденсации +43,8 гр. С

    Программы для определения зависимости t/P

    На данный момент многие производители холодильной техники и хладагентов выпустили удобные приложения для телефонов на разных операционных системах (в том числе и для iPhone).

    Пользоваться ими более удобно, так как они имеют интерактивную шкалу, имитирующую популярную «линейку холодильщика» и а также позволяют ввести точное значение с клавиатуры.

    В их базе имеется более 70 видов хладагентов выпущенных на данный момент.

    Ознакомиться с самыми популярными из них и скачать можно в этой статье.

     

    Таблица давление температура для фреонов

     

    t °C

    R22 R12 R134 R404a R502 R407c R717
    -70 -0,81 -0,88 -0,92 -0,74 -0,72 -0,89
    -65 -0,74 -0,83 -0,88 -0,63 -0,62 -0,84
    -60 -0,63 -0,77 -0,84 -0,52 -0,51 -0,74 -0,78
    -55 -0,49 -0,69 -0,77 -0,35 -0,35 -0,63 -0,69
    -50 -0,35 -0,61 -0,70 -0,18 -0,19 -0,52 -0,59
    -45 -0,2 -0,49 -0,59 -0,11 -0,14 -0,34 -0,44
    -40 0,05 -0,36 -0,48 0,32 0,30 -0,16 -0,28
    -35 0,25 -0,18 -0,32 0,68 0,64 -0,06 -0,24
    -30 0,64 0,00 -0,15 1,04 0,98 0,37 0,19
    -25 1,05 0,26 -0,06 1,53 1,45 0,75 0,55
    -20 1,46 0,51 0,33 2,02 1,91 1,12 0,90
    -15 2,01 0,85 0,67 2,67 2,53 1,64 1,41
    -10 2,55 1,19 1,01 3,32 3,14 2,16 1,91
    -5 3,27 1,64 1,47 4,18 3,94 2,87 2,6
    0 3,98 2,08 1,93 5,03 4,73 3,57 3,29
    5 4,89 2,66 2,54 6,11 5,73 4,43 4,22
    10 5,80 3,23 3,14 7,18 6,73 5,28 5,15
    15 6,95 3,95 3,93 8,52 7,97 6,46 6,36
    20 8,10 4,67 4,72 9,86 9,20 7,63 7,57
    25 9,5 5,39 5,71 11,5 10,70 9,14 9,12
    30 10,90 6,45 6,70 13,14 12,19 10,65 10,67
    35 12,60 7,53 7,93 15,13 13,98 12,45 12,61
    40 14,30 8,60 9,16 17,11 15,77 14,25 14,55
    45 16,3 10,25 10,67 19,51 17,89 16,48 16,94
    50 18,30 11,90 12,18 21,90 20,01 18,70 19,33
    55 20,75 13,08 14,00 24,76 22,51 21,45 22,24
    60 23,20 14,25 15,81 27,62 25,01 24,20 25,14
    70 29,00 17,85 20,16 30,92 32,12
    80 22,04 25,32 40,40
    90 26,88 31,43 50,14

     

    t °C R410a R507a R600 R23 R290 R142b R406a
    -70 -0,65 -0,72 0,94
    -65 -0,51 -0,61 1,48 -0,94
    -60 -0,36 -0,50 2,12 -0,9
    -55 -0,22 -0,32 2,89 -0,83
    -50 0,08 -0,14 3,8 -0,8
    -45 0,25 -0,02 4,86 -0,66
    -40 0,73 0,39 -0,71 6,09 0,12 -0,62
    -35 1,22 0,77 -0,62 7,51 0,37 -0,4
    -30 1,71 1,15 -0,53 9,12 0,68 -0,2
    -25 2,35 1,67 -0,38 10,96 1,03 -0,1
    -20 2,98 2,18 -0,27 13,04 1,44 0,2
    -15 3,85 2,86 -0,18 15,37 1,91 0,4
    -10 4,72 3,54 0,09 17,96 2,45 0 0,8
    -5 5,85 4,42 0,33 20,85 3,06 0,22 1,1
    0 6,98 5,29 0,57 24 3,75 0,47 1,6
    5 8,37 6,40 0,89 27,54 4,52 0,75 2,1
    10 9,76 7,51 1,21 31,37 5,38 1,08 2,6
    15 11,56 8,88 1,62 35,56 6,33 1,46 3,3
    20 13,35 10,25 2,02 40,11 7,39 1,9 4,0
    25 15,00 11,94 2,54 45,03 8,55 2,38 4,8
    30 16,65 13,63 3,05 9,82 2,94 5,7
    35 19,78 15,69 3,69 11,21 3,55 6,7
    40 22,90 17,74 4,32 12,73 4,25 7,8
    45 26,2 20,25 5,09 14,38 5,02 9,1
    50 29,50 22,75 5,86 16,16 5,87 10,4
    55 25,80 6,79 18,08 6,81 11,9
    60 28,85 7,72 20,14 7,85 13,6
    70 9,91 24,72 10,23 17,3
    80 29,94 13,07 21,5
    90 35,82 16,4

     

     

     

Самостоятельный ремонт кондиционеров

Проверка и замена пускового конденсатора

Конденсаторы часто становятся причиной поломки кондиционеров, как из проверить, подобрать аналог и заменить читайте в статье.

Замена и проверка варистора + видео

Самая распространённая неисправность при скачках напряжения-перегорание предохранителя и варистора. Статья рассказывает как практически заменить варистор.

Ремонт плат кондиционера. Неисправность реле.

Технология поиска неисправностей и замены управляющих реле на плате кондиционера.

Климатические новости

температура конденсации, рабочая таблица давления, характеристики

Содержание статьи:

Фреон – это смесь газов, благодаря которой кондиционер охлаждает помещение. Хладагент циркулирует в системе, испаряется в теплообменнике и понижает температуру воздуха. Фреон r 410a – рабочий газ большинства современных кондиционеров. Он заменил хладон R22, негативно влияющий на озоновый слой.

Что такое фреон R410a

Информацию о том, что хладагент r 410a стал заменой R22 нельзя воспринимать буквально. Технические характеристики фреонов различаются, сплит-систему спроектированную под один тип газовой смеси, не заполняют другим составом. Хладон r 410a разработан в 1991 году компанией Allied Signal. Спустя 5 лет появились первые кондиционеры, работающие с новым хладоном. Целью разработчиков было заменить устаревшие газовые смеси, содержащие хлор. Соединения группы CFC (хлорфторуглеродные) при попадании в атмосферу разрушали озоновый слой, усиливая парниковый эффект. Новый фреон соответствует всем требованиям Монреальского протокола. Его влияние на истощение защитного слоя Земли равно нулю.

Состав фреона r410a: R32+ R125. Химические формулы соединений: дифторметан CF2h3 (дифторметан) и CF2HCF3 (пентафторэтан). Соотношение компонентов 50% на 50%.

Состав стабилен, инертен к металлам. Не имеет цвета, обладает легким запахом эфира. Под действием открытого огня разлагается на токсичные составляющие.

Таблица давления и кипения

Рабочее давление хладагента пропорционально нагрузке на компрессор. Кроме этого показателя на эффективность работы агрегата влияет разность давления на стороне всасывания и нагнетания. Обе характеристики хладона 410a имеют высокие значения. При одинаковой производительности кондиционеры с этим типом фреона стоят дороже моделей с другими хладагентами. Повышение цены связано с затратами, необходимыми для изготовления более прочных узлов и деталей.

Таблица рабочего давления фреона 410 в кондиционере представляется в виде номограммы. Она составляется по нескольким показателям:

  • температура внутри помещения;
  • температура окружающей среды;
  • рабочее давление всасывания.

Реальный напор хладона меняется несколько раз в сутки. Его значение зависит от колебаний температуры и выбранного режима. В обычных условиях используемый газ кипит при отрицательных показателях термометра. Давление, создаваемое компрессором, позволяет изменить точку кипения.

Таблицу кипения фреона r410a в зависимости от давления используют при проверке на утечку.

T, C -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
P,бар 5,85 7 8,37 9,76 11,56 13,35 15 16,65 19,8 22,9 26,2

 Преимущества и недостатки фреона R 410a

Хладагент относится к группе гидрофторуглеродов. Перспективный состав рассматривают как озонобезопасную смесь HFC. Минимальное температурное скольжение (0,15 К) приравнивает его по свойствам к однокомпонентным хладонам.

  • Высокий уровень удельной хладопроизводительности не требует установки мощного компрессора.
  • В случае утечки количество газа легко восполняется без потери качества хладагента.
  • Появляются широкие возможности в плане уменьшения энергопотребления оборудования.
  • Производительность по холоду на 50% выше, чем у систем с R22 и 407c.
  • Хорошая теплопроводность и низкая вязкость положительно влияют на эффективность работы системы. Тепло переносится быстрее и с меньшими затратами на перемещение.

Минусы хладона:

  • Высокое рабочее давление в системе, которое негативно действует на компрессор, приводит к быстрому износу подшипников.
  • Разность давлений на стороне всасывания и нагнетания хладагента снижает КПД компрессора.
  • Увеличиваются требования к герметичности контура. Толщина стенок медных труб магистрали должна быть больше, чем для R22. Минимальное значение 0,8 мм. Значительное количество меди ведет к удорожанию системы.
  • Хладагент не совместим с деталями климатического оборудования, изготовленными из эластомеров, чувствительных к дифтометану и пентафторэтану.
  • Полиэфирное масло, используемое в кондиционере, стоит дороже минерального.

Технические характеристики

По физическим свойствам смесь двух гидрофторуглеродов близка к азеотропной. При фазовых переходах ее температурный глайд минимальный, практически равен 0. Это означает, что оба компонента одновременно испаряются и конденсируются. Фреон R 410a обладает высокой холодопроизводительностью. Улучшение характеристики позволяет уменьшать размеры климатического оборудования и холодильных установок. Хладагент не токсичен и пожаробезопасен, на воздухе не воспламеняется.

При температуре конденсации фреона r410a, составляющей 43°C его давление достигает 26 атм. Для сравнения, аналогичный показатель R22 – 15,8 атм.

Физические характеристики фреона r410a

Характеристики

Единицы измерения Значение
Молекулярная масса 72,6
Температура кипения °C -52
Плотность насыщенных паров при кипении Кг/м3 4
Критическая температура ° C 72
Критическое давление МПа 4,93
Температурный дрейф °C 0,15
Теплота парообразования КДж/кг 264.3
Удельная теплоемкость пара БТЕ/фунт*°F 0,17
Коэффициент разрушения озона 0
Потенциал глобального потепления (GWP) 1890
Группа безопасности по ASHRAE A1/A1

Отсутствие хлора в обоих компонентах хладона не вредит озоновому слою.

Высокий потенциал глобального потепления относится к недостаткам соединения. Эффект выброса аналогичен R22. Дозаправка системы осуществляется только в жидкой фазе. Транспортировка и хранение производится в баллонах розового цвета, выдерживающих давление 48 бар. Емкости заполняются на 75% веса.

Особенности применения

Хладон одинаково эффективен в сплит системах и чиллерах с винтовым компрессором и водяным конденсатором. Сжиженный газ высокого давления требует специальных узлов и деталей. Ведется конструктивная разработка новых моделей климатической и холодильной техники. Технические характеристики позволяют использовать его в устройствах:

  • центробежные компрессоры;
  • затопленные испарители;
  • насосные холодильные агрегаты.

Новый фреон нашел применение в системах кондиционирования, бытовых теплонасосных установках. Смесь с азеотропными свойствами подходит для оборудования с теплообменниками непосредственного испарения и затопленного типа. Благодаря высокой плотности хладон используют в бытовых и промышленных установках:

  • транспортные охладительные системы;
  • установки кондиционирования воздуха в офисах, общественных зданиях, промышленных объектах;
  • бытовые холодильники;
  • торговое и пищевое холодильное оборудование.

Совместно с фреоном 410 a применяется синтетическое (полиэфирное) масло. Недостаток продукта – высокая гигроскопичности. При дозаправке исключается контакт с влажными поверхностями. Рекомендуется применение продукции марок PLANETELF ACD 32, 46, 68, 100, Biltzer BSE 42, Mobil EAL Arctic. Минеральные масла не совместимы с хладагентом, их применение испортит компрессор.

Перед заправкой системы рабочий контур необходимо вакуумировать. Не допускается попадание в хладагент влаги и загрязнения. При дозаправке используется специальное оборудование, рассчитанное на высокое давление. Для безопасности следует избегать появления открытого огня рядом с баллонами фреона r 410a.

Температура — кипение — хладагент

Температура — кипение — хладагент

Cтраница 1

Температура кипения хладагента в рабочем режиме должна быть по возможности такой, чтобы давление в испарителе превышало атмосферное. Это позволяет избежать вакуума в аппаратах и связанного с ним проникновения воздуха в систему, ухудшающего работу холодильной машины.
 [1]

Температура кипения хладагента в установках с одноступенчатым сжатием при непосредственном охлаждении камер должна быть на 8 — 10 С ниже температуры воздуха охлаждаемых объектов-помещений, а при рассольном охлаждении — на 13 — 15 С. Держать более низкие температуры кипения неэкономично, так как растет удельный расход потребляемой компрессором электроэнергии примерно на 4 — 4 5 % на 1 С и холодо-производительность установки снижается. Температуру кипения хладагента измеряют по мановакуумметру, установленному на всасывающем трубопроводе компрессора. По одной шкале мановакуумметра определяют давление в испарителе, а по другой — соответствующую ему температуру кипения хладагента.
 [2]

Температуру кипения хладагента в закрытых испарителях следует принимать на 5 С ниже средней температуры хладоносителя.
 [3]

Температуру кипения хладагента принимают в зависимости от температуры воздуха в охлаждаемом объекте.
 [4]

Температуру кипения хладагента в закрытых испарителях следует принимать на 5 С ниже средней температуры хладоносителя.
 [5]

Температуру кипения хладагента ( фреона, аммиака) в закрытых кожухотрубных горизонтальных испарителях, охлаждающих воду, следует принимать не ниже 1 С, во избежание замораживания воды при понижении нагрузки или нарушении протока воды.
 [6]

Температуру кипения хладагента в закрытых испарителях следует принимать на 5 ниже средней температуры холодоносителя. Температуру кипения хладагента ( фреона, аммиака) в закрытых кожухотруб-ных горизонтальных испарителях, охлаждающих воду, следует принимать не ниже 1 С во избежание замерзания воды при понижении нагрузок или нарушении движения воды.
 [7]

Температуру кипения хладагента в кожухотрубных испарителях следует принимать не более чем на 5 С ниже средней температуры хладоносителя, но не ниже 2 С, причем температура воды, выходящей из кожухотрубных испарителей, не должна быть ниже 6 С.
 [8]

В рассольных схемах температуру кипения хладагента принимают на 5 — 6 С ниже температуры рассола, которую в свою очередь принимают на 8 — 10 С ниже температуры воздуха в камере. Остальные температуры выбирают так же, как и для системы непосредственного охлаждения.
 [9]

Для кожухотрубных испарителей температуру кипения хладагентов, охлаждающих воду, следует принимать не ниже 2 С, для других испарителей — не ниже — 2 С. В помещениях производственных, общественных и административно-бытовых зданий, если над их перекрытием или под полом имеются помещения с массовым постоянным или временным ( кроме аварийных ситуаций) пребыванием людей, не разрешается размещать холодильные установки компрессионного типа с хладагентом хладо-ном при содержании масла в любой из холодильных машин 250 кг и более.
 [10]

Перегрев воспринимается регулятором как разность температур кипения хладагента и выходящего из испарителя пара. При этом температура кипения измеряется косвенно по соответствующему давлению, а температура пара преобразовывается в давление внутри манометрической термосистемы.
 [11]

Режим работы холодильной машины определяется температурой кипения хладагента to, С, которая принимается исходя из условий работы СКВ; температурой конденсации tK, С, которая принимается на 3 — 4 С выше температуры воды, уходящей из конденсаторов; температурой переохлаждения хладагента t, С, которая принимается на 1 — 2е С выше начальной температуры воды, подаваемой в конденсаторы.
 [12]

Режим работы холодильной машины определяется температурой кипения хладагента tt, C, которая принимается исходя из, условий работы СКВ; температурой конденсации tK, С, которая принимается на 3 — 4 С выше температуры воды, уходящей из конденсаторов; температурой переохлаждения хладагента tu, C, которая принимается на 1 — 2 С выше начальной температуры воды, подаваемой в конденсаторы.
 [13]

Точки замерзания и кипения

Поскольку точка замерзания чистой воды составляет 0 ° C, раствор сахарозы замерзает при –0,68 ° C.

Аналогичным свойством растворов является точка кипения . Раствор кипит при несколько более высокой температуре, чем чистый растворитель. Изменение температуры кипения рассчитывается из

, где K b — молярная константа точки кипения, а m — концентрация растворенного вещества, выраженная в моляльности. Данные по температуре кипения некоторых растворителей приведены в таблице 1.

Обратите внимание, что изменение температуры замерзания или кипения зависит исключительно от природы растворителя, а не от идентичности растворенного вещества .

Одно из ценных применений этих соотношений — определение молекулярной массы различных растворенных веществ. В качестве примера выполните такой расчет, чтобы найти молекулярную массу органического соединения сантоновой кислоты, которое растворяется в бензоле или хлороформе. Раствор 50 граммов сантоновой кислоты в 300 граммах бензола кипит при 81.91 ° С. Ссылаясь на таблицу

81,91 ° C — 80,2 ° C = 1,71 ° C = Δ T b

Изменив уравнение точки кипения для определения моляльности и подставив константу молярной точки кипения из таблицы 1, можно получить молярность раствора:

equation

Эта концентрация представляет собой количество молей на килограмм бензола, но в растворе использовалось только 300 граммов растворителя. Число молей сантоновой кислоты находится следующим образом:

0.3 кг × 0,676 моль / кг = 0,203 моль

, а молекулярная масса рассчитывается как

.

equation

Точка кипения раствора была использована для определения того, что сантоновая кислота имеет молекулярную массу примерно 246. Вы также можете найти это значение, используя точку замерзания раствора.

В двух предыдущих примерах сахароза и сантоновая кислота существовали в растворе в виде молекул, а не диссоциировали на ионы. В последнем случае требуется полная моляльность всех ионных частиц.Рассчитайте общую ионную моляльность раствора 50,0 граммов бромида алюминия (AlBr 3 ) в 700 граммах воды. Поскольку вес по формуле в граммах AlBr 3 составляет

26,98 + 3 (79,90) = 266,68 г / моль

количество AlBr 3 в растворе

equation

Концентрация раствора по формуле AlBr 3 составляет

equation

Однако каждая формульная единица соли дает один ион Al 3+ и три иона Br :

AlBr 3 ( с ) → Al 3+ ( водн. ) + 3Br ( водн. )

Итак, концентрации ионов

Al 3+ = 0.268 моль

Br = 3 (0,268) = 0,804 моль

Al 3+ + Br = 1,072 моль

Общая концентрация ионов в четыре раза больше, чем у соли. При расчете изменения точки замерзания или кипения необходимо использовать концентрацию всех частиц растворенного вещества, независимо от того, являются ли они молекулами или ионами. Концентрация ионов в этом растворе AlBr 3 составляет 1,072 моль, и эта моляльность может использоваться для расчета Δ T f и Δ T b .

  • Рассчитайте температуру кипения раствора 10 граммов хлорида натрия в 200 граммах воды.
  • Раствор 100 граммов бруцина в 1 кг хлороформа замерзает при –64,69 ° C. Каков молекулярный вес бруцина?

.

8.4: Коллигативные свойства — повышение точки кипения и понижение точки замерзания

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Повышение точки кипения
  2. Понижение температуры замерзания
  3. Другая перспектива понижения точки замерзания и повышения температуры кипения
  4. Термодинамическая перспектива замерзания и кипения
  5. Факторы и атрибуция

Цели обучения

Убедитесь, что вы полностью понимаете следующие важные идеи:

  • Объясните, почему повышение точки кипения естественным образом следует из закона Рауля.
  • Объяснить понижение точки замерзания, по общему признанию, немного сложнее, но, тем не менее, вы должны быть в состоянии объяснить, как применение соли на покрытой льдом дороге может вызвать таяние льда.

Коллигативные свойства действительно зависят от тенденции к уходу молекул растворителя из жидкой фазы. Вы помните, что давление пара является прямой мерой тенденции к побегу, поэтому мы можем использовать эти термины более или менее взаимозаменяемо.

Повышение температуры кипения

Если добавление нелетучих растворенных веществ снижает давление пара раствора в соответствии с законом Рауля, то из этого следует, что температура должна быть повышена, чтобы восстановить давление пара до значения, соответствующего чистому растворителю.В частности, температура, при которой давление пара составляет 1 атм, будет выше нормальной точки кипения на величину, известную как повышение точки кипения. Точное соотношение между температурой кипения раствора и мольной долей растворителя довольно сложно, но для разбавленных растворов повышение температуры кипения прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества:

Имейте в виду, что константа пропорциональности K B является свойством растворителя , потому что это единственный компонент, который влияет на давление пара в модели, которую мы рассматриваем в этом разделе.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Константы высоты точки кипения
растворитель нормальная точка кипения, ° C K b , К моль –1 кг
вода 100 0,514
этанол 79 1.19
уксусная кислота 118 2,93
четыреххлористый углерод 76,5

.

3 тенденции, влияющие на точки кипения — Master Organic Chemistry

Теперь доступно — Загрузите этот замечательный (бесплатный) 3-страничный раздаточный материал о том, как решать типичные проблемы с точкой кипения. С 10 примерами решенных задач! (Также содержит все ключевые моменты, обсуждаемые в этом посте)

MOC_Boiling_Point_Handout (PDF)


Определение порядка точек кипения — это примерно понимание тенденций . Ключевым моментом здесь является то, что точки кипения отражают силу сил между молекулами.Чем больше они слипаются, тем больше энергии потребуется, чтобы выбросить их в атмосферу в виде газов.

Следует учитывать 3 важные тенденции.

  1. Относительная сила четырех межмолекулярных сил равна: ионная> водородная связь> диполь-диполь> силы дисперсии Ван-дер-Ваальса. Влияние каждой из этих сил притяжения будет зависеть от присутствующих функциональных групп.
  2. Точки кипения увеличиваются с увеличением количества атомов углерода.
  3. Ветвление снижает температуру кипения.

Давайте посмотрим поближе :.

Содержание

  1. Тенденция № 1: Относительная сила четырех межмолекулярных сил
  2. Тенденция № 2 — Для молекул с данной функциональной группой точка кипения увеличивается с увеличением молекулярной массы
  3. Роль симметрии ( или их отсутствие) О точках плавления и кипения

1. Тенденция № 1: Относительная сила четырех межмолекулярных сил.

Сравните различные производные бутанового спирта, показанные ниже.Молекулы диэтилового эфира C4h20O удерживаются вместе за счет диполь-дипольных взаимодействий, которые возникают из-за поляризованных связей C-O. Сравните его температуру кипения (35 ° C) с температурой его изомера бутанола (117 ° C). Сильно повышенная температура кипения связана с тем, что бутанол содержит гидроксильную группу, которая способна образовывать водородные связи. Тем не менее, силы притяжения в бутаноле бледнеют по сравнению с таковыми у соли бутоксида натрия, которая плавит при чрезвычайно высокой температуре (намного выше 260 ° C) и фактически разлагается, прежде чем превратиться в жидкость.

Тогда подумайте о бутане C4h20, который не содержит полярных функциональных групп. Единственными силами притяжения между отдельными молекулами бутана являются относительно слабые дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса. В результате бутан закипает при температуре замерзания воды (0 ° C), что намного ниже даже температуры диэтилового эфира.

Мораль истории : среди молекул с примерно одинаковыми молекулярными массами точки кипения будут определяться присутствующими функциональными группами.

Вы можете рассказать похожую историю для подобных изомеров амина и карбоновой кислоты, показанных ниже.

Предыдущее обсуждение четырех межмолекулярных сил см. Здесь. Ссылку на учебник Ройша можно найти здесь.

2. Тенденция № 2 — Для молекул с заданной функциональной группой точка кипения увеличивается с увеличением молекулярной массы.

Посмотрите на резкое увеличение точек кипения по мере увеличения молекулярной массы во всех этих сериях:

Вот вопрос: Как именно межмолекулярные силы увеличиваются с увеличением молекулярной массы?

Что ж, ключевой силой, которая здесь действует, являются дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса, которые равны пропорционально площади поверхности .Таким образом, по мере увеличения длины цепочки вы также увеличиваете площадь поверхности, что означает, что вы увеличиваете способность отдельных молекул притягивать друг друга.

На интуитивном уровне вы можете сравнить эти длинные молекулы с нитками спагетти — чем длиннее лапша, тем больше работы требуется, чтобы их разделить. По мере увеличения длины цепи появятся области, в которых они могут очень хорошо выстраиваться рядом друг с другом.

По отдельности каждое взаимодействие может не иметь большого значения, но когда вы складываете их все по длине цепочки, дисперсионные силы Ван-дер-Ваальса могут оказывать огромное влияние.

3. Роль симметрии (или ее отсутствия) в точках плавления и кипения

Это еще один побочный продукт зависимости дисперсионных сил Ван-дер-Ваальса от площади поверхности — чем больше стержневидные молекулы, тем лучше они смогут выстроиться в линию и сблизиться. Возьмем еще один интуитивно понятный пример макарон, что склеивает больше: спагетти или макароны? Чем больше сферическая молекула, тем меньше будет площадь ее поверхности и тем меньше будет действовать межмолекулярное ван-дер-ваальсово взаимодействие.Сравните точки кипения пентана (36 ° C) и 2,2-диметилпропана (9 ° C).

Его также можно применить к молекулам, связывающим водородные связи, таким как спирты — сравните, например, точки кипения 1-пентанола с 2-пентанолом и 3-пентанолом. Гидроксильная группа 1-пентанола более «открыта», чем в 3-пентаноле (который окружен двумя объемными алкильными группами), поэтому он будет лучше способен образовывать водородные связи со своими собратьями.

Таким образом, есть три основных фактора, о которых нужно подумать, когда вы сталкиваетесь с вопросом о точках кипения.1) какие межмолекулярные силы будут присутствовать в молекулах? 2) как сравнивать молекулярные массы? 3) как сравнивать симметрии?

Последний быстрый вопрос для дороги (см. Комментарии для ответа).

П.С. Новинка! Ознакомьтесь с этим бесплатным 3-страничным раздаточным материалом по решению распространенных проблем, связанных с экзаменами на точку кипения!

MOC_Boiling_Point_Handout (PDF)

.

Какова реальная точка кипения THC?

Википедия может быть отличным источником информации, но не всегда ей доверяют. Когда дело доходит до числовых значений, таких как точка кипения соединения, обычно Википедия подходит достаточно близко, потому что с чем-то настолько простым легко договориться, и все первичные источники предоставят примерно одно и то же значение. Но что, если мы имеем дело с химическим веществом, запрещенным федеральным законом с 1937 года?

«Я видел противоречивые сообщения о точке испарения ТГК», — говорит Дейл Гиринджер, доктор философии.В частности, на странице Википедии, посвященной ТГК, говорится, что точка кипения ТГК составляет 315 ° F, и цитируется эта статья под названием Конопля и экстракты конопли: больше, чем сумма их частей? от Джона М. Макпартленда и Итана Б. Руссо в качестве источника для этого числа. Эта статья включает таблицу с температурами кипения семи каннабиноидов и цитирует три различных первичных источника этих значений.

С одной стороны, вы можете подумать, что температура кипения THC составляет 315 ° F, но в других источниках указано другое значение.Pubchem, онлайновая база данных химических соединений, указывает точку кипения THC как 392 ° F при 0,02 мм рт. Ст. (Низкое давление). Pubchem ссылается на Национальную программу токсикологии (NTP) в качестве источника. Заглянув глубже, мы видим, что на странице 13 отчета NTP о THC указана точка кипения как 200 ° C или 392 ° F. Однако у этого числа есть одна загвоздка: оно указано как точка кипения THC при 0,02 мм рт.ст. , то есть 392 ° F — это точка кипения THC под давлением, которое почти равно вакууму.

Вот быстрое напоминание из школьного урока химии: температура кипения всегда ниже при более низком давлении.Согласно статье Дейла Гиеринджера под названием Исследование трубопровода и испарителя для марихуаны , «точка испарения при нормальном атмосферном давлении кажется неизвестной, но предполагается, что она находится в диапазоне 250-400º».

Так где же окончательный вердикт относительно точки кипения (также известной как точка испарения) THC? Мы не знаем, но это определенно выше 315 ° F и, вероятно, когда-либо выше 392 ° F. Это не означает, что каннабиноиды не начнут испаряться при температуре до 300 ° F, но в этом сценарии играют роль другие факторы.Некоторые люди могут предпочесть вкус и более мягкие ощущения от низкотемпературного испарения и низкотемпературного нанесения, но тем, кто хочет более высокий выход продукта, определенно следует стремиться к более высокой температуре.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.