Gazy chłodnicze

Gazy chłodnicze Domena publiczna
Maciej Blum
12.4.2022

Freony masowo stosowano jako ciecze chłodnicze w chłodziarkach, gaz nośny w aerozolowych kosmetykach i do produkcji spienionych polimerów, aż do momentu odkrycia, że są to substancje zubożające warstwę ozonową. Za szkodliwe dla środowiska powszechnie uznano je w latach 90. XX w., a ich produkcja i wykorzystanie zostały znacząco zredukowane. Słowo „freon” jest zarejestrowanym znakiem handlowym należącym do koncernu DuPont.

Freony, czyli chlorofluorowęglowodory (chlorofluorocarbons – CFC) to grupa chloro- i fluoropochodnych węglowodorów alifatycznych. Co to oznacza? Otóż część atomów wodoru została w nich zastąpiona chlorem i fluorem. Ponieważ są to związki alifatyczne, mogą tworzyć łańcuchy proste lub rozgałęzione.

Wynalazcą freonu był Thomas Midgley. Za najpopularniejszy freon uznawany jest R-12, czyli dichlorodifluorometan, CCl2F2. Freony są nietoksyczne i niepalne. W temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym są gazami. W instalacjach chłodniczych freony występują w fazie ciekłej i gazowej. Freony łatwo ulatniają się do atmosfery z nieszczelnych instalacji, nie pozostawiając widocznych śladów wycieku. To powoduje, że nieszczelności trudno wykryć, jeśli nie towarzyszy im wyciek oleju obecnego zazwyczaj w układzie.

Wzór strukturalny cząsteczki dichlorodifluorometanu – CCl2F2 (R-12).
Wzór strukturalny cząsteczki dichlorodifluorometanu – CCl

Głównym następcą freonu R-12 jako cieczy chłodniczej stał się R-134a, czyli 1,1,1,2-tetrafluoroetan (nazwy handlowe: Suva 134a, Solkane 134a, Genetron 134a). Jest on fluorowanym węglowodorem zawierającym niepodstawione atomy wodoru (nie zawiera chloru). Jego wzór sumaryczny to CH2FCF3.

Wzór strukturalny cząsteczki tetrafluoroetanu – CH2FCF3 (R-134a).
Wzór strukturalny cząsteczki tetrafluoroetanu – CH

R-134a pojawił się na początku lat 90. XX w. jako zamiennik R-12, z uwagi na szkodliwe działanie tego drugiego na warstwę ozonową. R-134a charakteryzuje się pomijalnymi potencjałami zmniejszania warstwy ozonowej ODP oraz zakwaszania deszczy (w wyższych partiach atmosfery R-134a w reakcji rodnikowej jest wolno przekształcany w kwas trifluorooctowy wykrywany w ilości kilku ng/l deszczu). Natomiast jego potencjał efektu cieplarnianego jest dość duży – jego GWP (global warming potential – współczynnik globalnego ocieplenia) dla 100 lat wynosi 1300.

Kontakt tetrafluoroetanu z ogniem lub powierzchniami o temperaturze powyżej 250°C może spowodować jego rozkład połączony z emisją toksycznych gazów, w tym fluorowodoru HF i fluorku karbonylu COF2.

2,3,3,3-Tetrafluoropropen znany jako HFO-1234yf, jest hydrofluoro-olefiną (HFO) o wzorze CH2=CFCF3. Sprzedawany jest pod nazwą Opteon YF przez firmę Chemours i jako Solstice YF przez firmę Honeywell. Charakteryzuje się on GWP100 na poziomie poniżej 1, w porównaniu z GWP = 1430 dla R-134a i GWP = 1 dla dwutlenku węgla. Ten bezbarwny gaz jest używany jako zamiennik czynnika chłodniczego R-134a, który stosuje się w klimatyzatorach samochodowych. Rozkłada się na trwałe zanieczyszczenia organiczne krótkołańcuchowe PFCA.

Wzór strukturalny cząsteczki 2,3,3,3-Tetrafluoro- propenu CH2 = CFCF3 (HFO-1234yf).
Wzór strukturalny cząsteczki 2,3,3,3-Tetrafluoro-propenu CH

WARTO WIEDZIEĆ
Kwasy perfluoroalkilokarboksylowe (PFCA) lub kwasy perfluorokarboksylowe są związkami o wzorze CnF(2n+1)CO2H, które należą do klasy substancji per- i polifluoroalkilowych. Najprostszym przykładem jest kwas trifluorooctowy.

Substancja Czas życia w atmosferze [w latach]  GWP100
Dwutlenek węgla (CO2)   stwierdzenie niemożliwe    1
Metan (CH4)   12 (przy rozkładzie w atmosferze pozostaje CO2)   23
Podtlenek azotu (N2O)    144   296
Heksafluorek siarki (SF6)    3200    22 200
Czterofluorek węgla (CF4)    50 000    5700
CFC-12 (CCl2F2)    100   10 600
HFC-134a (CH2FCF3)   13,8    1430
HFO-1234yf (CH2=CFCF3)   0,033   4

Źródło: IPCC, Piotr Kopeć – Politechnika Krakowska „Ekologiczne i ekonomiczne aspekty czynnika R1234yf jako zamiennika czynnika R134a, stosowanego w klimatyzacji samochodowej”

Artykuł ukazał się w czasopiśmie

O Autorze

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę