BADANIA CHŁODZIAREK DOMOWYCH
napełnionych mieszaniną propanu - butanu

Zastosowanie związków chlorowcopochodnych do urządzeń chłodniczych datuje się na lata trzydzieste XXw. Przez wiele lat uważano je za zupełnie bezpieczne, nietoksyczne i nie wpływające na konstrukcyjne materiały sprzętu. Dopiero w ciągu ostatnich kilkunastu lat odkryto niekorzystne uboczne działanie freonów na środowisko naturalne człowieka. Ucieczka tych związków (szczególnie freonu R11 i R12) do atmosfery przyczyniła się do powstania dziury ozonowej i tzw. "efektu cieplarnianego".

Aby zmniejszyć zagrożenie powiększenia się dziury ozonowej naukowcy prowadzą badania zmierzające do znalezienia substytutu najbardziej szkodliwych odmian freonu.

Termodynamiczne właściwości freonu R134a - jednego z ewentualnych substytutów - są bardzo zbliżone do freonu R12, ale jego właściwości fizykochemiczne nie zostały ostatecznie poznane. Nie zbadano także jeszcze jego toksyczności. Poza tym zastosowanie freonu R134a wymaga wprowadzenia nowych olejów, gdyż w tych używanych dotychczas R134a nie rozpuszcza się.

Substytuty freonu R12, podobnie jak czynniki chłodzące, powinny charakteryzować się następującymi właściwościami:

• stabilnością w szerokim zakresie temperatur,
• niskim kosztem produkcji,
• obojętnością wobec środowiska naturalnego człowieka,
• nietoksycznością,
• niepalnością.

Jeżeli przyjmiemy, że wszystkie z wyżej wymienionych własności mają być spełnione, R134a pozostaje jedynym substytutem freonu R12, ale jeżeli odrzucimy warunek niepalności, możliwości znalezienia innych związków zastępczych znacznie się zwiększają.

Dopuszczając palność substytutu freonu R12 w domowych chłodziarkach rozpoczęto jego poszukiwanie wśród innych substancji węglowodorów.

Wiadomo, że zanim zsyntetyzowano freony butan używany był jako czynnik roboczy. Odrzucono go jednak z powodu jego palności oraz tworzenia mieszanki wybuchowej z powietrzem.

Postęp w budowie domowego sprzętu chłodniczego, jego hermetyzacja oraz wysoka niezawodność umożliwiają zastosowanie czystych węglowodorów lub ich mieszanek jako czynników roboczych. Analizy danych wykazują, że żaden z czystych węglowodorów nie jest w stanie zastąpić freonu R12, ale mieszając niektóre z nich możemy uzyskać substancje chłodzącą o właściwościach bardzo podobnych do właściwości R12.

Pierwszym badanym związkiem, który mógłby zastąpić R12 była mieszanina propanu-butanu, zwykle używana jako domowe i turystyczne paliwo, powszechnie dostępna w Polsce.

Podstawowe składniki tej mieszaniny to:

• propan - około 55%,
• butan - około 45%,
• metan, etan, pentan - nie więcej niż 5% łącznie.

Eksperymenty udowodniły, że zastosowanie mieszaniny propanu-butanu daje takie same efekty jak użycie freonu R12.

Węglowodory są związkami czystymi chemicznie i obchodzenie się z nimi wymaga dużej ostrożności. Jednak w warunkach domowych jakiekolwiek prawdopodobieństwo wybuchu jest bardzo niskie. Podobnie groźba samozapalenia jest bardzo mała, gdyż temperatura 63 C, jaką osiąga sprężarka podczas pracy, odbiega znacznie od temperatury zapłonu użytych węglowodorów.

Węglowodory wchodzące w skład mieszaniny propanu-butanu nie rozpuszczają się we krwi (w warunkach atmosferycznych) i nie posiadają żadnych jawnych właściwości toksycznych. Niemniej jednak w przypadku dużych koncentracji węglowodorów w powietrzu lub podczas oddychania powietrzem, w którym zawarte są nawet małe dawki tych związków, mogą wystąpić szkodliwe działania dla zdrowia człowieka.

Wnioski:

• mieszaniny węglowodorów są perspektywicznym medium mogącym zastąpić freon R12,
• prawdopodobnie możliwe będzie zastosowanie do tych mieszanin jednego z powszechnie stosowanych w chłodnictwie olejów,
• chłodziarki mogą być napełniane mieszaninami węglowodorów bez żadnych zmian konstrukcyjnych,
• zużycie energii elektrycznej do napędu chłodziarek napełnionych mieszaniną jest porównywalne z nominalnym przy napełnieniu freonem R12.