Робота холодильної машини, її розміри та будова багато в чому залежить від виду робочої речовини, що циркулює в її контурі.

Це речовина або, як її прийнято називати, холодильний агент, (скорочено холодоагент), здійснює в холодильній машині зворотний круговий процес, в результаті якого теплота від охолоджуваного тіла передається в навколишнє середовище.

Речовини, що застосовуються в якості холодоагентів, повинні відповідати необхідним термодинамічним, фізико-хімічним та іншим вимогам.

До термодинамічних вимог відносять:

• низьку нормальну температуру кипіння холодоагенту, що дає можливість уникнути вакууму у випарнику; 

• порівняно низький тиск конденсації, що дозволяє полегшити конструкцію; 

• високі значення теплоти пароутворення та об'ємної холодопродуктивності.

Температура замерзання повинна бути значно нижчою від робочої температури кипіння, щоб унеможливити замерзання холодоагенту у випарнику.

Одним з найбільш поширених холодоагентів у сімдесятих роках минулого століття був аміак.

У побутових абсорбційних холодильниках він використовувався у суміші з водою, що виконувала роль абсорбенту. Цей холодоагент небезпечний для здоров'я людини та навколишнього середовища.

З початку минулого століття з'явилася велика група нових холодоагентів - фреонів, які являють собою фтористі та хлористі похідні граничних насичених вуглеводнів (метану, етану), відомі під латинською абревіатурою CFC (Cheloro Fluro Carbon). Протягом тривалого часу саме слово «фреон» мало на увазі під собою будь-які холодоагенти, насправді «Freon®» — це назва конкретного запатентованого вуглеводню, права на який належать відомій американській компанії DuPont.

З 1980р. у результаті досліджень озонового шару Землі було відзначено шкідливий вплив на нього хлор- і бромвмісних холодоагентів (CFC).

Як відомо, озон захищає поверхню Землі від ультрафіолетового випромінювання; в цьому шарі затримується значна частина такого випромінювання.

Ультрафіолетові промені розщеплюють озон (O3) в молекулу кисню (O2) та атом кисню (O). У ході іншої реакції молекула та атом кисню знову з'єднуються в озон. Цей процес відбувається в стратосфері, озоновому шарі, що знаходиться на висоті від 20 до 50 км.

Складовою частиною такого холодоагенту, як R12, є хлор (Cl). При попаданні в атмосферу цього холодоагенту молекула R12, яка легша за повітря, піднімається до озонного шару. Під впливом ультрафіолетових променів хлор вивільняється з молекули холодоагенту та негативно реагує з озоном, при цьому відбувається руйнація озонового шару.

Озоноруйнівний потенціал (англ. ozone depletion potential) — одна з найважливіших характеристик природних і антропогенних атмосферних компонентів, що є кількісним показником здатності певної хімічної речовини руйнувати стратосферний озонний шар, який захищає землю від шкідливого ультрафіолетового опромінення. Визначається як відношення зменшення вмісту озону внаслідок надходження в атмосферу даної сполуки, до зменшення вмісту озону, що виникає внаслідок надходження в атмосферу стандартної сполуки (CFCl3) при однакових масових швидкостях надходження обох сполук. За точку відліку прийнято здатність фторидів CFC-11 та CFC-12 руйнувати озонний шар, яка прирівняна до 1.

Слід зазначити, що сонячне випромінювання відбивається від поверхні Землі у вигляді інфрачервоного випромінювання, і певні гази - насамперед СО2 — у тропосфері у свою чергу відбивають і ці хвилі. В результаті досліджень стало відомо, що цей процес призводить до потепління клімату (глобальне потепління).

Потенціал глобального потепління (скор. ПГП, англ. Global warming potential, GWP) — коефіцієнт, що визначає ступінь впливу різних парникових газів на глобальне потепління. Ефект від викиду оцінюється за певний проміжок часу. Як еталонний газ узятий діоксид вуглецю (CO2), чий ПГП дорівнює 1 (коефіцієнт ПГП був введений в 1997 році в Кіотському протоколі).

Холодоагенти для автокондиціонерів

R12 (дифтордихлорметан) – холодоадагент групи CFС, безбарвний газ, практично без запаху, невибухонебезпечний, негорючий, але при температурах понад +400°С розкладається з утворенням хлористого та фтористого водню, отруйний. R12 розчиняє різні органічні речовини і лакові покриття, має гарну взаєморозчинність з оливою, утворюючи однорідну суміш.

Сьогодні він практично не використовується та не виробляється. Основні плюси полягають у високій холодопродуктивності, простоті виробництва при невеликому енергоспоживанні. Однак, наявність у формулі хлору – основний мінус. Цей газ є небезпечним як для людини, так і для озонового шару. Навіть при невеликих витоках людина відчує легкий ефірний запах. А при тривалому вдиханні можливі сильні отруєння, що супроводжуються непритомністю, галюцинаціями, тремором та іншими неприємними симптомами. Використання R12 було заборонено ще 1989 року, у Європейських країнах з 1995 року продаж холодоагенту R12 заборонено, а з липня 1998 року заборонено заправлення систем кондиціонування цим холодоагентом.

Тетрафторетан R134a – безбарвний газ, що відноситься до фторвуглеводневих сполук (FKW). Як видно з назви, холодоагент R134a не містить хлору, відповідно, він менш небезпечний для навколишнього середовища. На сьогоднішній момент це одна з найпоширеніших марок фреону. Порівняно з попереднім типом у цього різновиду є мінуси:

• нижча холодопродуктивність - на 15-20%;

• погана сумісність із пластиком, еластомерами, каучуком, епоксидними смолами – під впливом тетрафторетану вони набухають;

• для переходу з R12 на R134a була потрібна серйозна доробка системи кондиціювання із заміною ущільнювальних елементів і адаптацією компресора;

• поліефірні масла при контакті з R134a, можуть руйнувати маслобензостійку гуму.

На сьогоднішній момент питання переведення автомобільних кліматичних установок з R12 на R134a втратило актуальність. Зазначимо, що за індексом GWP (Global Warming Potential) дана марка холодоагентів далеко не нешкідлива (GWP 1400), тому від нього повсюдно відмовляються на користь нових, більш безпечних видів фреону.

Тетрафлоропропен R1234yf – відрізняється від попереднього типу тим, що практично не шкодить довкіллю. Його індекс GWP складає всього 4 пункти. Навіть якщо і проникає в атмосферу через щілини, швидко розпадається під впливом ультрафіолетового випромінювання. Холодопродуктивність нижче у порівнянні з R134a. Також він відрізняється займистістю, тому при адаптації кліматичної техніки необхідно забезпечити максимальну герметичність.

Діоксид вуглецю R744 (вуглекислий газ) як холодоагент — це останнє слово в науці та техніці. Як відомо, він дуже поширений у природі, його виробництво пов'язане з мінімальними енерговитратами, не руйнує озоновий шар, не викликає парникового ефекту. Небезпечний для здоров'я тільки при дуже великих дозах, відповідно отруїтися їм у разі витоку неможливо. Визначити ж витік можна за характерним кислуватим запахом. Використовують його на деяких моделях Mercedes та Audi преміум-класу: Mercedes-Benz E-class 2018, Audi A8 2019. Мінус полягає в тому, що R744 має знаходитись у системі під тиском 35-90 Бар. А це, у свою чергу, потребує гарної герметизації та застосування відповідного обладнання для заправки.

В ЄС у законодавчому порядку всіх автовиробників зобов'язали використовувати холодоагенти з GWP нижче 150. Таким чином, до найближчого часу всі автомобілі, що випускаються в Європі, повинні повністю перевести на R1234yf або R744.