Apa itu refrigeran? Ini adalah cairan khusus. Mereka digunakan di AC dan lemari es. Refrigeran mengalami perubahan fasa dari cair menjadi gas ketika menyerap panas dan kembali menjadi cair ketika kompresor memampatkan gas. Pemilihan refrigeran yang ideal didasarkan pada sifat termodinamika. Harus tidak korosif, aman, tidak beracun dan tidak mudah terbakar.
Sejarah Singkat Refrigeran
Ilmuwan Belgia Frederic Sworths memelopori sintesis CFC pada akhir tahun 1890-an. Penemuannya terjadi setelah penggantian klorida dalam karbon tetraklorida oleh futurida untuk sintesis CFC-11 dan CFC-12. Pada akhir 1920-an, Thomas Midgley Jr. meningkatkan proses sintesis dan menantang penggunaan CFC sebagai refrigeran untuk menggantikan amonia, klorometana, dan sulfur dioksida yang umum digunakan pada saat itu.
Mereka berbahaya, mudah terbakar, dan beberapa bahkan beracun. Yang paling umumpendinginnya adalah CFC yang disebut Freon - nama merek DuPont untuk lemari es "R-12". Menurut persyaratan 30-an abad terakhir, refrigeran ini tampaknya ideal, berbasis ilmiah dan lebih aman, gas non-korosif dan murah untuk diproduksi.
Tidak sampai tahun 1970-an molekul klorin ditemukan benar-benar menghancurkan lapisan ozon dan dilarang. Pada 1970-an, para ilmuwan menemukan bahwa zat pendingin amonia mengganggu penetrasi sinar inframerah ke dalamnya, karena terakumulasi di atmosfer dan menyebabkan perpindahan panas, yang menyebabkan perubahan iklim, jadi senyawa ini dilarang.
Pada 1990-an dan 2000-an, CFC digantikan oleh HCFC (hydrochlorofluorocarbons) dan HCFC yang paling umum adalah "R-22" yang memiliki efek merusak ozon yang jauh lebih sedikit, namun tetap berbahaya. Untuk mengatasi masalah penipisan ozon, para ilmuwan menemukan HFC yang tidak mengandung klorin. Namun, belakangan mereka menyadari bahwa HFC masih merusak lingkungan melalui gas rumah kaca.
Jenis media pendingin modern
Komisi Eropa telah mengamanatkan bahwa refrigeran R134A tidak digunakan untuk mobil penumpang bersertifikat yang dijual di Uni Eropa. Mandat ini awalnya ditujukan untuk 1 Januari 2011. Namun, karena refrigeran baru belum tersedia untuk pasar umum, batas waktu ini diperpanjang hingga 1 Januari 2013.
Mulai Januari 2017, semua baru terdaftarkendaraan diharuskan menggunakan refrigeran alternatif. Pada 2018, hanya 60% mobil penumpang baru buatan Eropa yang menggunakan refrigeran yang aman. Kendaraan yang dijual di luar Uni Eropa tetap menggunakan R134A atau zat pendingin yang lebih berbahaya.
Jenis utama refrigeran:
- CFC - klorofluorokarbon.
- HCFC – HidroChloroFluoroCarbons.
- HFC – HidroFluoroCarbons.
Namun, semuanya telah atau akan diganti dalam waktu dekat karena dampak lingkungan. Refrigeran HFO sekarang mulai menggantikan CFC karena memiliki potensi pemanasan global yang jauh lebih rendah dan tidak menguras ozon, meskipun beberapa sangat mudah terbakar. Saat ini, refrigeran generasi ke-4 memasuki pasar, yang memiliki sifat termodinamika yang baik dan ramah lingkungan.
Memilih alternatif untuk R12
Refrigeran
R12 masih banyak digunakan dalam aplikasi refrigerasi. Memang, sangat sulit untuk menemukan yang dapat menggantikan refrigeran universal ini dalam kondisi operasi. R134A adalah yang paling cocok untuk tujuan ini.
Perbandingan R134A dan R12:
- Kapasitas pada suhu evaporator -7°C sama untuk kedua refrigeran, dan di bawah -7°C, jika R12 diganti dengan refrigeran r134A, akan ada kehilangan efek pendinginan yang signifikan. Dalam kasus seperti itu, disarankan untuk menggunakan campuran refrigeran alih-alih mengganti R134A. Freon 134 juga bisa digunakan untuk suhu rendahsituasi.
- Koefisien perpindahan panas untuk R134A lebih tinggi dari R12. Jika mereka ada dalam fase cair yang sama, koefisien perpindahan panas refrigeran R134A adalah 27–37% lebih tinggi, dan dalam fase gas 37–45% lebih tinggi. Jika ada dalam dua fase, cair dan gas, koefisien perpindahan panas untuk R134A adalah 28% hingga 34% lebih tinggi di evaporator dan 35 hingga 41% lebih tinggi di kondensor.
- Efek pendinginan R134A sekitar 22% lebih besar dari R12. Jadi, laju aliran massa R134A yang dibutuhkan per ton refrigerasi adalah sekitar 18% lebih kecil dari R12. Ini berarti bahwa untuk kapasitas sistem refrigerasi tertentu, jumlah yang dibutuhkan adalah 18% lebih sedikit daripada saat menggunakan R12. Artinya, di semua peralatan di mana R12 diganti dengan freon 134, jumlah refrigeran yang harus diisi kurang dari R12. Namun, volume spesifik R134A sedikit lebih besar dari R12, jadi untuk jumlah refrigeran yang sama, volume yang ditempati oleh R134A lebih besar dari R12.
- Peningkatan efek pendinginan R134A diimbangi dengan peningkatan volume spesifiknya. Jadi, R134a yang dibebankan dalam sistem yang dimodifikasi harus 5-10% lebih kecil dari R12.
Konversi R12 ke R134A
Beberapa instalasi awal menggunakan amonia sebagai pendingin. Namun, kebanyakan mobil modern yang dibangun sebelum 1995 menggunakan R12. R12 adalah refrigeran ic2 yang berteknologi maju dan efisien, namun kemudian ditemukan sebagai gas perusak ozon dan produksi serta penggunaannya dibatasi.
Setelah 1995, digantikan oleh R134A, dan masihdigunakan di banyak mobil. Jika rumah tangga memiliki mobil tua dengan sistem pendingin udara R12, maka pengendara mengalami masalah besar dengan mengisi kembali sistem seperti itu jika terjadi kebocoran atau pemeliharaan. Industri mulai memproduksi adaptor khusus, setelah itu proses konversi sistem ke R134A menjadi sederhana.
Perubahan pada sistem pendingin
Untuk mengonversi R12 ke R134A, hanya perlu dilakukan beberapa perubahan kecil pada sistem. Untungnya, kompresor yang digunakan dalam sistem R12 lama masih akan bekerja dengan refrigeran R134A dan akan sama efisiennya. Kondensor dan evaporator hanyalah penukar panas, sehingga tidak perlu diganti untuk menjalankan refrigeran lain.
Salah satu komponen yang perlu diganti adalah pengering. Elemen terakhir dari sistem yang perlu diubah adalah port tekanan. R134A menggunakan port yang berbeda untuk pengisian sistem dan pengukuran tekanan, sehingga port R12 yang lama perlu dilepas dan diganti atau dilengkapi dengan adaptor. Setelah membeli peralatan yang diperlukan, keluarkan refrigeran dan oli lama. Saat memasang refrigeran ic2 baru, oli PAG yang kompatibel dengan R134A juga harus ditambahkan agar kompresor tetap terlumasi.
Setelah mengubah sistem dari R12 ke R134A, penting untuk memeriksa tekanan sistem selama beberapa hari untuk memastikan semuanya berfungsi dengan baik. Jika ada kebocoran kecil yang terlihat dalam sistem, gunakan Red Angel A/C Stop Leak untuk menyegelsistem.
Refrigeran lebih aman daripada freon
Common HCFC R-22, yang telah digunakan selama beberapa dekade, tidak sebaik yang diperkirakan oleh para ahli. Badan Perlindungan Lingkungan bekerja untuk menghapus refrigeran dan akhirnya melarangnya sepenuhnya. Fase keluar dari R-22 dimulai pada tahun 2010. Pada tahun 2020, penggunaan refrigeran akan sangat dibatasi, dan sepenuhnya dilarang pada tahun 2030.
Refrigeran paling ramah lingkungan yang saat ini tersedia di pasaran adalah "R-290" dan "R-600A". Mereka adalah HC, atau hidrokarbon, dan nama kimianya adalah "Propana" untuk R-290 dan "Isobutana" untuk R-600A. Mereka 100% bebas halogen, tidak memiliki potensi penipisan ozon dan paling tidak berbahaya dalam hal potensi pemanasan global. Mereka juga sangat hemat energi, tetapi sangat mudah terbakar karena mereka adalah hidrokarbon. Saat ini, jenis refrigeran yang paling "hijau" adalah R134A, R-407C, R-410A. Produsen yang memproduksi refrigeran ini mengklaim bahwa zat tersebut benar-benar aman.
Silinder dengan freon R134A
Dengan ditemukannya efek merusak refrigeran CFC dan HCFC pada lapisan ozon, golongan ini banyak digunakan sebagai pengganti. Refrigeran di lemari es R134A adalah hidrofluorokarbon (HFC), yang memiliki potensi penipisan ozon nol dan sedikit atau tidak ada efek rumah kaca.
Refrigeran R134Aadalah senyawa kimia tetrafluoroethane, terdiri dari dua atom karbon, dua atom hidrogen dan empat atom fluor. Rumus kimianya adalah CF3CH2F. Berat molekul refrigeran R134A adalah 133,4 dan titik didihnya adalah 26,1°C. R134A tidak mudah terbakar dan tidak meledak, memiliki toksisitas normal dan stabilitas kimia yang baik, afinitas agak tinggi terhadap kelembaban.
R134A sangat mirip dengan R12 dalam sifat fisik dan termodinamika umum. Karena itu, ini dianggap sebagai pengganti yang sangat baik. Sifat-sifat refrigeran R134 adalah sebagai berikut:
- Suhu pengapian otomatis - 770 °C.
- Tingkat penipisan ozon - 04.
- Kelarutan dalam air 0,11 wt% 25 C.
- Suhu kritis - 122 °C.
- Kode warna: biru muda.
- Potensi Pemanasan Global (GWP)1200.
- Suhu refrigeran, titik didih -26.1 °C.
Sifat termodinamika R-407C
Dalam hal propertinya, itu sesuai dengan karakteristik yang tersedia di R-22. R-407C adalah pengganti refrigeran umum bagi mereka yang ingin meningkatkan peralatan R-22. Campuran hidrofluorokarbon termasuk pentafluoroetan, difluorometana dan 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetan. Refrigeran alternatif yang banyak digunakan dan populer di AC kemasan dan sistem pemisahan tanpa sikat, serta AC ringan dan sistem ekspansi langsung yang ditemukan di aplikasi perumahan, komersial, dan industri. R-407C juga bekerja di sistem pendingin suhu sedang dan di banyakperalatan baru.
Peralatan baru yang menggunakan nitrogen sebagai muatan penahan bekerja paling baik dengan R-407C karena penggunaan minyak esensial poliol. Sementara peralatan baru dan sistem pendingin adalah yang paling umum, R-407C dapat ditingkatkan pada beberapa sistem R-22 jika penggantian oli disertakan dalam prosedur. Alternatif Freon ini dianggap ramah lingkungan karena potensi penipisan ozon nol.
Potensi Penipisan Ozon R-404A
Ini 0 dalam refrigeran ini, seperti R-407C dan R-134A. Ini sering digunakan untuk sistem pendingin yang membutuhkan -45 ° C hingga 15 ° C. Ini paling berguna dalam aplikasi transportasi komersial dan industri karena rentang suhu operasinya yang luas. Ini sangat mirip dengan R-22 dan menawarkan kinerja yang lebih baik. Karena R-404A tidak bereaksi cepat terhadap udara atau air, maka dianggap aman untuk banyak kegunaan. Itu juga tidak mudah terbakar, tidak berwarna dan tidak berbau.
Namun, seperti halnya refrigeran, pengguna harus selalu mengambil tindakan pencegahan yang tepat untuk melindungi diri mereka sendiri. Kontak langsung dengan R-404A masih dapat menyebabkan radang dingin, dan paparan api atau panas yang berlebihan dapat menyebabkan reservoir pecah. R-404A cukup umum dan tersedia untuk dibeli di toko yang mengkhususkan diri dalam menyediakan produk pemanas dan pendingin.
Campuran dua refrigeran hidrofluorokarbon, difluorometana dan pentafluoroetan, adalahrefrigeran neozone depleting yang memberikan efisiensi energi yang lebih baik daripada R-22 dan R-407C dan tidak menggunakan klorin dalam formulasinya. Ini dianggap lebih cocok sebagai pengganti R-22 karena tekanan dan kapasitas pendinginannya yang lebih tinggi.
Fitur R-410A
Jika pengguna memutuskan untuk membeli perangkat yang menggunakan R-410A, prosesnya biasanya cukup sederhana. Faktanya, banyak perusahaan AC dan pendingin membuat unit khusus untuk digunakan dengan R-410A. Meskipun paling populer di pendingin komersial, AC dan lemari es, penting untuk dicatat bahwa alternatif Freon ini tidak akan bekerja di unit A/CR-22.
R-410A Refrigeran memiliki nilai tekanan yang lebih tinggi, jadi diperlukan pengukur manifold yang berbeda dari yang biasanya digunakan dengan R-22. Refrigeran harus diisi dalam bentuk cair dan hanya dalam waktu singkat. R-410A dijual dengan beberapa nama merek: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 dan Puron. Cukup mudah untuk membeli secara online dan di toko khusus.
AC kendaraan
Sebuah arahan UE 2006 mewajibkan semua kendaraan baru yang dijual di UE untuk dilengkapi dengan zat pendingin dengan potensi pemanasan global (GWP) yang rendah. Batasnya diatur ke GWP 150 yang saat ini dapat disediakan oleh YF. Keuntungannya adalah sifat pembuangan sendiri - itu benar-benar terurai di atmosfer sekitarsebelas hari.
Meskipun HFO1234yf diterima sebagai refrigeran baru, Jerman ragu. Daimler dan beberapa pabrikan Jerman lainnya serta otoritas pengatur percaya bahwa YF berbahaya karena sifatnya yang mudah terbakar. Sebagai tanggapan, Jerman menyetujui beberapa kendaraan Daimler untuk terus menggunakan R134A, bertentangan dengan arahan UE.
Komisi Eropa bahkan mengancam akan mengambil tindakan hukum terhadap Jerman karena gagal menerapkan sepenuhnya peraturan emisi refrigeran baru. GM dan Toyota secara terbuka menyatakan dukungan mereka untuk YF dan menyatakan bahwa mereka menganggap zat tersebut aman.
Biaya sistem baru
Biaya tambahan untuk refrigeran YF baru berada di kisaran EUR30-50. Sistem YF kurang efisien dan memerlukan penggunaan tambahan penukar panas internal.
Karena biaya proses manufaktur untuk YF lebih tinggi dari R134A, tarif feed-in diharapkan pada produk ini selama bertahun-tahun, terutama dari 2018 ketika semua kendaraan yang baru terdaftar di Uni Eropa akan diminta untuk menggunakan pendingin selain R134A. dari R134A.
Harga naik dari 1 Februari 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernisasi sistem R-22
Mengganti R22 dengan R134A adalah proses yang cukup sederhana. Pertama-tama, R22 penuh harus dihapus dari sistem. Maka perlu untuk menghapus semua minyak pelumas dari sistem(jumlah maksimum minyak yang tersisa di dalam sistem adalah 5% dari jumlah total yang ada di dalamnya). Oli mineral harus diganti dengan oli ester sintetis. Pengering dan filter oli juga harus diganti.
Jumlah R134A yang dibutuhkan dalam sistem adalah 90 hingga 95% R22. Label harus ditempatkan pada sistem yang telah ditingkatkan dengan R134A yang menjelaskan refrigeran baru dan oli pelumas. Meskipun prosesnya mudah, penting untuk melakukannya dengan hati-hati. Residu R-22 dalam sistem dapat menyebabkan kontaminasi silang. Ini untuk R-22 dan R-134A dapat membuat sistem pendingin mobil kurang dapat diandalkan dan meningkatkan tekanan kepala kompresor ke tingkat yang berbahaya, yang menyebabkan kegagalan sistem total. Selain itu, R-134A membutuhkan campuran oli khusus - polyarylene.
Pada tahun 1987, Protokol Montreal diumumkan, yang merupakan perjanjian internasional di banyak negara untuk membantu memerangi kerusakan lapisan O-zone. Salah satu inisiatifnya adalah menghapus CFC di seluruh dunia. Pada tahun 1994, AS mengakhiri penggunaan R-12 di industri otomotif. R-12 telah digantikan oleh alternatif HFC R-134a. Pada tahun 2010, di bawah Protokol Montreal, AS mengumumkan bahwa mereka akan menghentikan penggunaan R-22 dalam aplikasi masa depan. Semua mesin baru akan menargetkan HFC R-410A, yang tidak mengandung klorin.
