Чем заменить r290 в холодильнике
Замена хладагента
Хладагенты R12 и R502, применение которых ограничено Монреальским протоколом, используются в немногих странах и вскоре будут сняты с производства. Безопасный для окружающей среды хладагент R134a во многих установках заменил хладагент R12, а хладагенты R404A и R507 заменили хладагенты R22 и R502.
Горючие хладагенты R290 и R600a
Использование открытого огня или электрических приборов вблизи места работы с горючими хладагентами R290 и R600a также регламентируется действующими правилами. Системы охлаждения с горючими хладагентами необходимо открывать только с помощью резчика труб.
Замена хладагентов R12 или R134a на хладагент R600a не допуска ется, так как хол одильники не имеют разрешения на работу с горючими хладагентами, а их устройства защиты не проверены в соответствии с действующими стандартами. То же самое относится к замене хладагентов R22, R502 или R134a на хладагент R 290.
При внедрении новых, безопасных для окружающей среды, хладагентов R134a и R404A были внедрены также смеси хладагентов. Они менее опасны, чем широко использующиеся ХФУ-хладагенты R12 и R502. Во многих странах смеси хладагентов было разрешено применять в течение ограниченного периода времени, что означает, что они не были широко распространены и заправлялись только в небольшие герметичные системы охлаждения. Применение этих хладагентов в серийной продукции не приветствовалось, но при замене хладагентов они использовались довольно часто (см. таблицу).
Дозаправка
В качестве примера можно упомянуть, что для улучшения возврата масла в компрессор в системы с хладагентом R22 часто добавляется небольшое количество хладагента R12. В некоторых странах добавлять хладагент в системы с ХФУ-хладагентами (R12, R502) не разрешается.
Замена хладагентов в действующем оборудовании (стр. 3 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 |
Хладагент R744. Химическая формула СО2 (диоксид углерода). Относится к группе ГФУ (HFC). Дешевое нетоксичное негорючее и экологически чистое (ODP = 0, GWP= 1) вещество. Стоимость диоксида углерода в 100. 120 раз ниже, чем R134a.
Диоксид углерода имеет низкую критическую температуру (31 oС), сравнительно высокую температуру тройной точки (-56 oС), большие давления в тройной точке (более 0,5 МПа) и критическое (7,39 МПа). Может служить альтернативным хладагентом. Содержится в атмосфере и биосфере Земли, имеет следующие преимущества: низкая цена, простое обслуживание, совместимость с минеральными маслами, электроизоляционными и конструкционными материалами. Вместе с тем при использовании диоксида углерода требуется водяное охлаждение конденсатора холодильной машины, увеличивается металлоемкость холодильной установки (по сравнению с металлоемкостью установок, работающих на галоидопроизводных хладагентах). Высокое критическое давление имеет и положительный аспект, связанный с низкой степенью сжатия, вследствие чего эффективность компрессора становится значительной. Возможны перспективы применения диоксида углерода в низкотемпературных двухкаскадных установках и системах кондиционирования воздуха автомобилей и поездов. Его предлагают использовать также в бытовых холодильниках и тепловых насосах.
В связи с открытием в России значительных запасов (около 340 млрд м3) подземных газов с высоким содержанием азота себестоимость природного азота становится на порядок ниже, чем азота, полученного методом сжижения и разделения воздуха, что позволит применять в промышленных масштабах безмашинный способ охлаждения в аппаратах для быстрого замораживания пищевых продуктов. Для повышения степени использования низкотемпературного потенциала газообразного азота специалистами МГУПБ предложена система мобильного хладоснабжения.
В промышленных холодильных установках пропан используют уже в течение многих лет. В последние годы все чаще предлагается применять пропан в холодильных транспортных установках.
В Германии в 1994 г. было произведено более 1000 бытовых холодильников на пропане, изобутане или их смесях. Подобные холодильники изготовляют в Китае, Бразилии, Аргентине, Индии, Турции и Чили. По оценкам создателей этой техники, холодильный коэффициент при использовании углеводородов практически такой же (+(-)1%), как при работе на R12. Требуются только небольшие изменения в конструкции компрессора. Применяются те же минеральные масла, та же электроизоляция, те же уплотняющие материалы, трубы того же диаметра, практически не изменяется процедура сервисного обслуживания. Температура нагнетания становится ниже, чем при работе на R22 или R502. Пропан можно сразу заправить в систему, где до этого был озоноопасный хладагент. Как показали исследования, в этом случае теряется до 10% холодопроизводительности, если в системе ранее был R22, и 15%, если R502. Ряд специалистов считают, что и этого снижения можно было бы избежать, добавив к пропану полипропилен.
В США же запрещено использовать углеводороды в бытовых холодильниках. Агентство США по охране окружающей среды прогнозирует в случае их применения допожаров в год.
В Новой Зеландии углеводороды разрешено использовать в торговом холодильном оборудовании.
При размещении торгового холодильного оборудования, работающего на пропане, в общедоступных помещениях необходимо соблюдать правила безопасности. В случае превышения указанных норм заправки (более 2,5 кг R290) холодильное оборудование следует устанавливать в отдельном, специально оборудованном помещении, что увеличивает капитальные затраты. Пропан применяют и в тепловых насосах. В системе теплового насоса масса пропана чуть больше 1 кг, оборудование находится в отдельном здании. По мнению специалистов, контроль за пожароопасностью возможен.
Изобутан горюч [хладагент 3-го класса (It/DIN 8975)], легко воспламенятся и взрывоопасен, но только при соединении с воздухом при объемной доле хладагента 1,3. 8,5%. Нижняя граница взрывоопасности (1,3%) соответствует 31 г R600a на 1 м3 воздуха; верхняя граница (8,5%г R600a на 1 м3 воздуха. Температура возгорания равна 460 oС.
В настоящее время итальянские и немецкие фирмы применяют R600a в бытовой холодильной технике. В частности, фирмы «Necci compressori» и «Zanussi» международного концерна Electrolux compressors» выпускают компрессоры, работающие на изобутане. Холодильные агрегаты с R600a характеризуются меньшим уровнем шума из-за низкого давления в рабочем контуре хладагента.
Использование изобутана в существующем холодильном оборудовании связано с необходимостью замены компрессоров на компрессоры большей производительности, так как по удельной объемной холодопроизводительности R600a значительно проигрывает хладагенту R12 (практически в два раза).
Вместе с тем R125 имеет более низкую (по сравнению с R22 и R502) температуру нагнетания и высокий массовый расход при низких давлениях всасывания. Поршневые холодильные компрессоры, работающие на R125, характеризуются оптимальным наполнением цилиндра, а следовательно, имеют большой коэффициент подачи.
Хладагент R134a. Химическая формула CF3CFH2 (тетрафторэтан). Молекула R134a имеет меньшие размеры, чем молекула R12, что делает более значительной опасность утечек. Относится к группе ГФУ (HFC). Потенциал разрушения озона ODP = 0, потенциал глобального потепления GWP = 1300. Хладагент R134a нетоксичен и не воспламеняется во всем диапазоне температур эксплуатации. Однако при попадании воздуха в систему и сжатии могут образовываться горючие смеси. Не следует смешивать R134a с R12, так как образуется азеотропная смесь высокого давления с массовыми долями компонентов 50 и 50%. Давление насыщенного пара этого хладагента несколько выше, чем у R12 (соответственно 1,16 и 1,08 МПа при 45 oС). Пар R134a разлагается под влиянием пламени с образованием отравляющих и раздражающих соединений, таких, как фторводород.
Для R134a характерны небольшая температура нагнетания (она в среднем на 8. 10 oС ниже, чем для R12) и невысокие значения давления насыщенных паров.
В среднетемпературных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха холодильный коэффициент R134a равен коэффициенту для R12 или выше его.
В высокотемпературных холодильных установках удельная объемная холодопроизводительность при работе на R134a также несколько выше (на 6% при t0 = 10 oС), чем у R12. Диапазоны применения хладагента R134a приведены на рис., а зависимость холодопроизводительности и холодильного коэффициента от температуры кипения показана далее на рисунке.
Из-за значительного потенциала глобального потепления GWP рекомендуется применять R134a в герметичных холодильных системах. Влияние R134a на парниковый эффект в 1300 раз сильнее, чем у СО2. Так, выброс в атмосферу одной заправки R134a из бытового холодильника (около 140 г) соответствует выбросу 170 кг СО2. В Европе в среднем 448 г СО2 образуется при производстве 1 кВт*ч энергии, т. е. этот выброс соответствует производству 350 кВт*ч энергии.
Для работы с хладагентом R134a рекомендуются только полиэфирные холодильные масла, которые характеризуются повышенной гигроскопичностью.
R134a широко используют во всем мире в качестве основной замены R12 для холодильного оборудования, работающего в среднетемпературном диапазоне. Его применяют в автомобильных кондиционерах, бытовых холодильниках, торговом холодильном среднетемпературном оборудовании, промышленных установках, системах кондиционирования воздуха в зданиях и промышленных помещениях, а также на холодильном транспорте. Хладагент можно использовать и для ретрофита оборудования, работающего при более низких температурах. Однако в этом случае, если не заменить компрессор, то холодильная система будет иметь пониженную холодопроизводительность.
R134a совместим с рядом уплотняющих материалов. Как показал анализ, проведенный фирмой «Du Pont», изменение массы и линейное набухание таких материалов, применяемых в отечественном холодильном оборудовании, как фенопластовые и полиамидные колодки, текстолит, паронит и полиэтилентерефталатовые пленки, при старении в смеси SUVA R134a с полиэфирным маслом «Castrol SW100» при 100 oС в течение 2 недель были незначительными.
Анализ зарубежных публикаций и результаты исследований отечественных специалистов свидетельствуют о том, что замена R12 на R134a, имеющий высокий потенциал глобального потепления GWP, в холодильных компрессорах сопряжена с решением ряда технических задач, основные из которых:
улучшение объемных и энергетических характеристик герметичных компрессоров;
увеличение химической стойкости эмаль-проводов электродвигателя герметичного компрессора;
Все это должно привести к значительному увеличению стоимости холодильного оборудования. Вместе с тем в водоохладительных установках с винтовыми и центробежными компрессорами применение R134a имеет определенные перспективы.
Хладагент R143a. Химическая формула CF3-СН3 (трифтор-этан). Относится к группе ГФУ (HFC).
R143a имеет потенциал разрушения озона ODP = 0 и сравнительно высокий потенциал глобального потепления GWP = 1000, нетоксичен и пожароопасен, не взаимодействует с конструкционными и прокладочными материалами. Наличие трех атомов водорода в молекуле R143a способствует хорошей растворимости в минеральных маслах. Температура нагнетания ниже, чем у R12, R22 и R502. Как показал эксергетический анализ, энергетическая эффективность двухступенчатого цикла с R143a близка к эффективности цикла с R502, ниже, чем у R22, и выше, чем у R125. Хладагент R143a входит в состав многокомпонентных альтернативных смесей, предлагаемых для замены R12, R22 и R502.
Хладагент R32. Химическая формула CF2H2 (дифторметан). Относится к группе ГФУ (HFC). R32 имеет потенциал разрушения озона ODP = 0 и низкий по сравнению с R125 и R143a потенциал парникового эффекта GWP = 220. Нетоксичен, пожароопасен. Имеет большую удельную теплоту парообразования 20,37 кДж/моль при нормальной температуре кипения и крутую зависимость давления насыщенных паров от температуры, вследствие чего для R32 характерна высокая температура нагнетания, самая высокая из всех альтернативных хладагентов, за исключением аммиака. R32 растворим в полиэфирных маслах.
Для R32 при использовании его в холодильных установках характерны высокие холодопроизводительность и энергетическая эффективность, но он несколько уступает R22 и R717. Высокая степень сжатия R32 вызывает необходимость в значительном изменении конструкции холодильной установки при ретрофите и, следовательно, приводит к увеличению ее металлоемкости и стоимости. Поэтому R32 рекомендуется использовать в основном в качестве компонента альтернативных рабочих смесей. Вследствие малых размеров молекулы R32 по сравнению с молекулами хладагентов этанового ряда возможна селективная утечка R32 через неплотности в холодильной системе, что может изменить состав многокомпонентной рабочей смеси.
Замена фреона R404A на натуральный хладагент R290 в морозильных шкафах для мороженого
Бразильский производитель компрессоров Embraco проанализировал сложность замены в небольших морозильных камерах коммерческого назначения смесевого хладагента R404A на природный газ пропан (R290).
Помимо главного завода Embraco в Бразилии, у компании имеются производственные комплексы в Италии, Китае и Словакии, на которых ежегодно изготавливается порядка 36 млн. компрессоров.
Сотрудники Embraco в Бразилии поделились с участниками конференции способами модернизации морозильных камер для мороженого, работающих на R404A, которые позволят заправлять данные установки безопасным природным газом (пропаном).
В рамках активной реализации плана по полному отказу от озоноразрушающих веществ по итогам совещаний, состоявшихся на прошлой неделе между странами-участницами Монреального протокола в Вене, пропан R290 признан экологически безопасной альтернативой R404A.
Минимальные конструктивные изменения для адаптации морозильных установок под природный хладагент R290
По причине наличия ряда сходных физических свойств R290 и R404A, по словам специалистов «конденсатор, испаритель, тепловая нагрузка и большинство компонентов системы остались неизменными”, то есть, модификации затронули только некоторые части морозильных установок. В таблице, представленной ниже, приведены основные различия между системами, работающими на базе R404A (конфигурация A) и R290 (конфигурация B):
Исследователи провели испытания в целях подтверждения работоспособности, энергоэффективности и экологичности модифицированных установок.
Результаты испытаний показали, что пропан является наиболее энергоэффективным и безопасным для окружающей среды холодильным агентом.
Конструктивные изменения по адаптации морозильных шкафов под новый хладагент были минимальными и затронули только расширительный клапан и компрессор, что значительно упрощает замену фреона R404A на пропан.
Тепловые характеристики пропана практически не отличаются от R404A. Кроме того, по словам специалистов, у пропана «более низкая температура нагнетания, что устраняет любые сомнения в отношении охлаждающей способности данного материала».
Энергоэффективность пропана при низкотемпературном применении в небольших установках выше, чем у R404A. Более того, пропан полностью соответствует требованиям новых Регламентов по энергоэффективности США.
В заключение сотрудники научно-исследовательского отдела бразильской компании отметили, что “коэффициент TEWI [полный эквивалент глобального потепления] снизился на 11,6% после перехода на природные хладагенты, при этом такие характеристики пропана как ПГП (потенциал глобального потепления) и коэффициент энергоэффективности положительно повлияли на уменьшение вредного воздействия на окружающую среду.»
Чем заменить r290 в холодильнике
новые холодильники на R290
это я запутался или кирилл,
слышал что 600 можно заменить на пропан
змий, а зачем вам это (на поток поставить хотим), то каменный век, ну работать будет, а лицо фирмы замарать не боитесь (которое могут и побить).
я уже где-то на форуме спрашивал о составе r-600, но никто не ответил.
во- первых зачем этот 290-ый вообще тебе нужен? или есть навык как паять под давлением?
стравливаешь, продуваешь, вакуумируешь (что-бы встретить старость), хорошо-бы при этом дуть чем нибудь инертным.
А комунибудь попадались апппараты на R290 компрессоры под него выпускают.
Немчура выпускала. Сейчас не знаю, выпускают или нет.
в промышленных холодильных установках пропан используют уже в течение многих лет. в последние годы все чаще предлагается применять пропан в холодильных транспортных установках.
в германии в 1994 г. было произведено более 1000 бытовых холодильников на пропане, изобутане или их смесях. подобные холодильники изготовляют в китае, бразилии, аргентине, индии, турции и чили. по оценкам создателей этой техники, холодильный коэффициент при использовании углеводородов практически такой же (+(-)1%), как при работе на r12. требуются только небольшие изменения в конструкции компрессора. применяются те же минеральные масла, та же электроизоляция, те же уплотняющие материалы, трубы того же диаметра, практически не изменяется процедура сервисного обслуживания. температура нагнетания становится ниже, чем при работе на r22 или r502. пропан можно сразу заправить в систему, где до этого был озоноопасный хладагент. как показали исследования, в этом случае теряется до 10% холодопроизводительности, если в системе ранее был r22, и 15%, если r502. ряд специалистов считают, что и этого снижения можно было бы избежать, добавив к пропану полипропилен.
В свободное время читаю всякую литературу по холоду.
Хладагент R290: описание и свойства
20.01.2010 © Хомутский Юрий
Общее описаниеR290
Химическая формула С3Н8 (пропан). Относится к группе ГФУ (HFC). Потенциал разрушения озона ODP = 0, потенциал глобального потепления GWP = 3.
Физические свойства R290
Молярная масса, г/моль
Нормальная температура кипения (p=101 кПа), o С
Температура замерзания (плавления), o С
Плотность при 45 o С, кг/м 3
Потенциал разрушения озона (ODP)
Потенциал глобального потепления (GWP)
Температура самовоспламенения в воздухе (p=101кПа)
Образует с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров: от 2,1 до 9,5%.
Применение R290
В промышленных холодильных установках пропан используют уже в течение многих лет. В последние годы все чаще предлагается применять пропан в холодильных транспортных установках.
В Германии в 1994 г. было произведено более 1000 бытовых холодильников на пропане, изобутане или их смесях. Подобные холодильники изготовляют в Китае, Бразилии, Аргентине, Индии, Турции и Чили. По оценкам создателей этой техники, холодильный коэффициент при использовании углеводородов практически такой же (+(-)1%), как при работе на R12. Требуются только небольшие изменения в конструкции компрессора. Применяются те же минеральные масла, та же электроизоляция, те же уплотняющие материалы, трубы того же диаметра, практически не изменяется процедура сервисного обслуживания. Температура нагнетания становится ниже, чем при работе на R22 или R502. Пропан можно сразу заправить в систему, где до этого был озоноопасный хладагент. Как показали исследования, в этом случае теряется до 10% холодопроизводительности, если в системе ранее был R22, и 15%, если R502. Ряд специалистов считают, что и этого снижения можно было бы избежать, добавив к пропану полипропилен.
При размещении торгового холодильного оборудования, работающего на пропане, в общедоступных помещениях необходимо соблюдать правила безопасности. В случае превышения указанных норм заправки (более 2,5 кг R290) холодильное оборудование следует устанавливать в отдельном, специально оборудованном помещении, что увеличивает капитальные затраты.
Пропан применяют и в тепловых насосах. В Лиллехаммере (Норвегия) работает тепловой насос на пропане мощностью 45 кВт с полугерметичным компрессором и пластинчатыми теплообменниками. В системе теплового насоса масса пропана чуть больше 1 кг, оборудование находится в отдельном здании. По мнению специалистов, контроль за пожароопасностью возможен.
Также пропан используется в качестве топлива, основной компонент так называемых сжиженных углеводородных газов, в производстве мономеров для синтеза полипропилена. Является исходным сырьём для производства растворителей. В пищевой промышленности пропан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E944, как пропеллент.
Экологические характеристики и пожароопасность R290
R290 нетоксичен, но пожароопасен. Образует с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров от 2,1 до 9,5%.
Нижний предел воспламеняемости (LEL) 2.1% Около 39 г/m³
Верхний предел воспламеняемости (UEL) 9.5% Около 117г/m³
Минимальная температура воспламенения 470 °C
Зависимость критических параметров
бинарных смесей, используемых
в работающих на R32 +R290, R32 +R600а, R290 +
+ R600a системах, от состава
Higashi Y.// Proc. Vicenza Conf., IIR, FR/IT, 2005.08.31–09.02; 2005–3; 015- TP-058; 7 p.
Компрессоры на углеводороде для
небольших торговых установок
P.Valero, M.Zgliczynski // Proc. Compressors 2004, Casta Papiernicka Meet., IIR. SK/FR, 2004.09.29–10.01; 2004–3; 8 p.
Характеристики смесей хладагента –
альтернативы R502 – для
Исследовали два чистых углеводородных хладагента – R127 (пропилен) и R290 (пропан) и три бинарные смеси, состоящие из R127, R290, R152a, на испытательном холодильном стенде со спиральным компрессором с целью найти замену для R502, используемого в большинстве случаев в низкотемпературных стационарных и транспортных
установках. Производительность стенда 3. 3,5 кВт, а в качестве вторичных теплопередающих жидкостей использовали воду и смесь воды/гликоля. Все исследования проводили при одних и тех же параметрах наружного воздуха, в результате были достигнуты средние температуры насыщения в испарителе и конденсаторе – соответственно –28 и +45 оС. Исследования показали, что при использовании R127 и R290 производительность на 9,6–18,7 % и холодильный коэффициент на 17,1–27,3 % выше, чем на R502. Температура нагнетания в компрессоре, работающем на R127, была аналогичной температуре нагнетания при работе на R502, а температуры нагнетания всех остальных хладагентов на 23,7. 27,9 оС ниже, чем у R502. Для всех альтернативных хладагентов зарядка по сравнению с R502 снижалась до 60 %.
D.Jung, Y.Ham // Proc. Vicenza Conf., IIR, FR/IT, 2005.08.30–31; 2005–3; 028-CR 022; 9 p.
Сравнение углеводорода R290 и двух
HFC-смесей R404A и R410A, используемых
для получения низкой температуры
Чтобы лучше понять потенциальные возможности R290 по сравнению с R404A и R410A для охлаждения торгового оборудования, была разработана экспериментальная программа оценки в рамках Программы ARI (Американского холодильного института) GREEN. Холодильная установка холодопроизводительностью 4 кВт, состоящая из охладителя и компрессорно-конденсаторного агрегата, которая первоначально работала на R404A, служила в качестве экспериментальной. По соображениям безопасности было решено свести к минимуму ее зарядку хладагентом R290 путем исключения ресивера. Конденсатор также был модифицирован: в него была включена схема переохладителя жидкости. В связи с оптимизацией конденсатора, являющегося самым важным элементом низкотемпературной системы охлаждения, использовали конденсатор с двумя схемами для исследования R410A и конденсатор с тремя схемами для R404А и R290. При допущении одного и того же КПД компрессора повышение холодильного коэффициента хладагентов R410A и R290 по сравнению с R404A составляет 10 % как для R410A, так и для R290 в условиях полной нагрузки и 4 и 5 % для R410A и R290 соответственно в условиях частичной нагрузки. Этот результат показывает, что повышение характеристик R290 по сравнению с R404A почти такое же, как и с R410A при полной и частичной нагрузке, если компрессор, работающий на R410A, оптимизирован до уровня компрессора, работающего на R404A.
Y.Hwang, D.H.Jin, R.Radermacher // Proc. Vicenza Conf., IIR, FR/IT, 2005.08.30–31; 2005–3; 029–CR 034; 6 p.
Короткие фундаментальные уравнения
состояния для новых хладагентов
Для многих широко используемых хладагентов в настоящее время имеются очень точные уравнения состояния с большим количеством параметров, которые в международном масштабе согласованы как стандарты теплофизических свойств соответствующих жидкостей. В области галогенизированных углеводородов рабочая группа «Annex 18» Международного агентства по вопросам энергии (IEA) установила стандарты на самые чистые хладагенты. Кроме того, она явилась вдохновителем координированной работы по некоторым другим галогенизированным хладагентам и смесям, используемым в холодильной технике и кондиционировании воздуха. Для природных хладагентов – диоксида углерода, аммиака и изобутана – за последние 15 лет в Германии были составлены контрольные уравнения состояния. Национальный институт стандартов и технологии США (NIST) почти закончил работу по новому контрольному уравнению для пропана.
R.Gavriliuc// Proc. Vicenza Conf., IIR, FR/IT. 2005.08.31–09.02; 2005–3; 016-TP-105; 9 p.
В промышленных холодильных установках пропан используют уже в течение многих лет. В последние годы все чаще предлагается применять пропан в холодильных транспортных установках.
В Германии в 1994 г. было произведено более 1000 бытовых холодильников на пропане, изобутане или их смесях. Подобные холодильники изготовляют в Китае, Бразилии, Аргентине, Индии, Турции и Чили. По оценкам создателей этой техники, холодильный коэффициент при использовании углеводородов практически такой же (+(-)1%), как при работе на R12. Требуются только небольшие изменения в конструкции компрессора. Применяются те же минеральные масла, та же электроизоляция, те же уплотняющие материалы, трубы того же диаметра, практически не изменяется процедура сервисного обслуживания. Температура нагнетания становится ниже, чем при работе на R22 или R502. Пропан можно сразу заправить в систему, где до этого был озоноопасный хладагент. Как показали исследования, в этом случае теряется до 10% холодопроизводительности, если в системе ранее был R22, и 15%, если R502. Ряд специалистов считают, что и этого снижения можно было бы избежать, добавив к пропану полипропилен.
В США же запрещено использовать углеводороды в бытовых холодильниках. Агентство США по охране окружающей среды прогнозирует в случае их применения до 30 000 пожаров в год.
В Новой Зеландии углеводороды разрешено использовать в торговом холодильном оборудовании.
При размещении торгового холодильного оборудования, работающего на пропане, в общедоступных помещениях необходимо соблюдать правила безопасности. В случае превышения указанных норм заправки (более 2,5 кг R290) холодильное оборудование следует устанавливать в отдельном, специально оборудованном помещении, что увеличивает капитальные затраты.
Основные физические свойства R6ООа в сравнении с R12 и R134a
Нормальная температура кипения (p = 0,1МПа), o С
Температура замерзания, o С
Критическая температура, o С
Критическое давление, МПа
Растворимость в масле
Растворимость воды в контуре (при 15.5 o С), мас. %
Потенциал разрушения озона (ODP)
В настоящее время итальянские и немецкие фирмы применяют R600a в бытовой холодильной технике. В частности, фирмы «Necci compressori» и «Zanussi» международного концерна Electrolux compressors» выпускают компрессоры, работающие на изобутане. Холодильные агрегаты с R600a характеризуются меньшим уровнем шума из-за низкого давления в рабочем контуре хладагента.
Использование изобутана в существующем холодильном оборудовании связано с необходимостью замены компрессоров на компрессоры большей производительности, так как по удельной объемной холодопроизводительности R600a значительно проигрывает хладагенту R12 (практически в два раза).
Вместе с тем R125 имеет более низкую (по сравнению с R22 и R502) температуру нагнетания и высокий массовый расход при низких давлениях всасывания. Поршневые холодильные компрессоры, работающие на R125, характеризуются оптимальным наполнением цилиндра, а следовательно, имеют большой коэффициент подачи.
Хладагент R134a нетоксичен и не воспламеняется во всем диапазоне температур эксплуатации. Однако при попадании воздуха в систему и сжатии могут образовываться горючие смеси. Не следует смешивать R134a с R12, так как образуется азеотропная смесь высокого давления с массовыми долями компонентов 50 и 50%. Давление насыщенного пара этого хладагента несколько выше, чем у R12 (соответственно 1,16 и 1,08 МПа при 45 o С). Пар R134a разлагается под влиянием пламени с образованием отравляющих и раздражающих соединений, таких, как фторводород.
Для R134a характерны небольшая температура нагнетания (она в среднем на 8. 10 o С ниже, чем для R12) и невысокие значения давления насыщенных паров.
В среднетемпературных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха холодильный коэффициент R134a равен коэффициенту для R12 или выше его.
В высокотемпературных холодильных установках удельная объемная холодопроизводительность при работе на R134a также несколько выше (на 6% при t0 = 10 o С), чем у R12. Диапазоны применения хладагента R134a приведены на рис., а зависимость холодопроизводительности и холодильного коэффициента от температуры кипения показана далее на рисунке.
Из-за значительного потенциала глобального потепления GWP рекомендуется применять R134a в герметичных холодильных системах. Влияние R134a на парниковый эффект в 1300 раз сильнее, чем у СО2. Так, выброс в атмосферу одной заправки R134a из бытового холодильника (около 140 г) соответствует выбросу 170 кг СО2. В Европе в среднем 448 г СО2 образуется при производстве 1 кВт*ч энергии, т.е. этот выброс соответствует производству 350 кВт*ч энергии.
Для работы с хладагентом R134a рекомендуются только полиэфирные холодильные масла, которые характеризуются повышенной гигроскопичностью.
R134a широко используют во всем мире в качестве основной замены R12 для холодильного оборудования, работающего в среднетемпературном диапазоне. Его применяют в автомобильных кондиционерах, бытовых холодильниках, торговом холодильном среднетемпературном оборудовании, промышленных установках, системах кондиционирования воздуха в зданиях и промышленных помещениях, а также на холодильном транспорте. Хладагент можно использовать и для ретрофита оборудования, работающего при более низких температурах. Однако в этом случае, если не заменить компрессор, то холодильная система будет иметь пониженную холодопроизводительность.
R134a совместим с рядом уплотняющих материалов, в частости с прокладками, сделанными из таких материалов, как «Буна-Н», «Хайпалон 48», «Неопрен», «Нордел», а также со шлангами, футурованными нейлоном. Как показал анализ, проведенный фирмой «Du Pont», изменение массы и линейное набухание таких материалов, применяемых в отечественном холодильном оборудовании, как фенопластовые и полиамидные колодки, текстолит, паронит и полиэтилентерефталатовые пленки, при старении в смеси SUVA R134a с полиэфирным маслом «Castrol SW100» при 100 o С в течение 2 недель были незначительными.
Анализ зарубежных публикаций и результаты исследований отечественных специалистов свидетельствуют о том, что замена R12 на R134a, имеющий высокий потенциал глобального потепления GWP, в холодильных компрессорах сопряжена с решением ряда технических задач, основные из которых:
Все это должно привести к значительному увеличению стоимости холодильного оборудования. Вместе с тем в водоохладительных установках с винтовыми и центробежными компрессорами применение R134a имеет определенные перспективы.
Хладагент R143a. Химическая формула CF3-СН3 (трифтор-этан). Относится к группе ГФУ (HFC).
R143a имеет потенциал разрушения озона ODP = 0 и сравнительно высокий потенциал глобального потепления GWP = 1000, нетоксичен и пожароопасен, не взаимодействует с конструкционными и прокладочными материалами. Наличие трех атомов водорода в молекуле R143a способствует хорошей растворимости в минеральных маслах. Удельная теплота парообразования 19,88 кДж/моль при нормальной температуре кипения, что несколько выше, чем для R125 (18,82кДж/моль). Температура нагнетания ниже, чем у R12, R22 и R502. Как показал эксергетический анализ, энергетическая эффективность двухступенчатого цикла с R143a близка к эффективности цикла с R502, ниже, чем у R22, и выше, чем у R125. Хладагент R143a входит в состав многокомпонентных альтернативных смесей, предлагаемых для замены R12, R22 и R502.
Хладагент R32. Химическая формула CF2H2 (дифторметан). Относится к группе ГФУ (HFC). Характеристики R32 приведены в приложении 9. R32 имеет потенциал разрушения озона ODP = 0 и низкий по сравнению с R125 и R143a потенциал парникового эффекта GWP = 220. Нетоксичен, пожароопасен. Имеет большую удельную теплоту парообразования 20,37 кДж/моль при нормальной температуре кипения и крутую зависимость давления насыщенных паров от температуры, вследствие чего для R32 характерна высокая температура нагнетания, самая высокая из всех альтернативных хладагентов, за исключением аммиака. R32 растворим в полиэфирных маслах.
Для R32 при использовании его в холодильных установках характерны высокие холодопроизводительность и энергетическая эффективность, но он несколько уступает R22 и R717. Высокая степень сжатия R32 вызывает необходимость в значительном изменении конструкции холодильной установки при ретрофите и, следовательно, приводит к увеличению ее металлоемкости и стоимости. Поэтому R32 рекомендуется использовать в основном в качестве компонента альтернативных рабочих смесей. Вследствие малых размеров молекулы R32 по сравнению с молекулами хладагентов этанового ряда возможна селективная утечка R32 через неплотности в холодильной системе, что может изменить состав многокомпонентной рабочей смеси.