Списък на форумите Форум битова техника
Ремонт на перални , съдомиални , сушилни машини , хладилници , климатици , микровълнови фурни и друга битова техника

Форум битова техника » Статии » Зaмяна на фреон R22 с R407a

Преведено от:  СПИСАНИЕ "МИР КЛИМАТА" № 31 

Алтернативни фреони за климатични системи


Фреон R407C


Търговски марки SUVA®9000, FORANE®407C и други.
Като алтернатива на фреона R22 фирма «Du Pont» за използване в системите за климатизация разработи фреона R407C , чиито характеристики налягане на кипене и кондензация са близки до съответните значения за R22. Фреонът R407C е зеотропна смес на R32/R125/R134a (масовите части на компонентите са съответно 23/25/52%) . Отначало беше създаден фреон със следния състав : 30/10/60%. По късно, с цел намаляване на пожароопасността , масовите части на компонентите бяха изменени : 20/40/40% (R407A); 10/70/20% (R407B). Основното предимство е в това, че при прехода от R22 на R407C не са нужни значителни изменения в хлaдилната система . В момента R407C е оптимална алтернатива на R22 по студопроизводителност и налягане на наситените пари . Наличието на температурен глайд води до различен състав на течната и газова фаза. За фреон R407C при температура 250С съставът на течната фаза е следния : R32 –23%, R125 – 25% , R134а–52% (допуск по ASHRAE: R32 – 21–25% ; R125 –23–27%; R134а –50–54%).
Съставът на газовата фаза при температура 250С: R32 – 32,6%; R125 – 31,5%; R134а – 35,9%.
На пазара за фреони R407C е масово разпространен и се купува в тези случаи, когато е необходимо или да се замени R22 в действащо оборудоване ( при незначителни конструктивни изменения ) , или да се подбере фреон вместо R22 за ново оборудване .

 

Параметри R407C R22
Средна температура на кипене при атмосферно налягане, °С -43,56 -40,80
Налягане на наситената течност при 25°С 1174 1043
Плътност на течността при 25°С, кг/м3 41,98 44,21
Хладилен коефициент 6,27 6,43
Относителна студопроизводителност 1,00 1,00
Потенциал на разрушение на озона (ODP) 0 0,05
Потенциал на глобалното затопляне (GWP) 1600 1700

Таблица 1. Основни физически свойства и експлоатационни характеристики на R407C в сравнение с R22

Забележки: 1. Температура на кипене 7,2°С, температура на кондензация 43,3°С, температура на прегряване на всмукване в компресора 15,5°С, температура на преохлаждане преди регулиращия вентил 40,6°С. 2. QOR4O7c, QOR22 — студопроизводителност при работа съответно за R407C и R22.

Заедно с това, повечето компании са притеснени от големия температурен глайд Δtgl = 5–7К, характерен за R407C. Затова, масовите части на компонентите в предлаганите смеси варират в широки граници. Това обстоятелство затруднява обслужването на хладилните системи. Така например, в системи с няколко изпарителя е възможно нарушение на изходната концентрация на фреона, зареден в системата. Аналогични трудности възникват и в хладилни инсталации с потопен изпарител.
При използване на R407C, не са нужни същественни изменения в конструкцията на хладилната система — трябва само да се замени хладилното масло с полиолестерно, а също еластомери, адсорбенти на филтрите–изушители и предпазните клапани.Но трябва да се има в предвид,че съвместимите с R407C полиолестерни масла са извънредно хидроскопични,което предявява строги изисквания към технологията на монтаж на хладилната система. Освен това, за R407C са характерни ниски (с 25-30%,отколкото с R22) значения на коэфициента на топлоотдаване, затова топлообмените системи, работещи с R407C, са по металоемки.
Утечките от хладилната система водят до изменение на състава на фреона и неговата растворимост в хладилното масло, което се отразява на енергетичната ефективност и условията за топлообмен в изпарителя и кондензатора. Изменението на състава на фреона в процеса на експлоатация затруднява регулировките и усложнява процеса на дозареждане.Липсата на контрол за концентрацията на масло в изпарителя може да се отрази на ефективността на протичащите в него процеси на топлообмен. Така например, присъствието в работното вещество 0,2% полиолестерно масло намалява коефициента на топлоотдаване на R407C с 2%. При съдържание на 2% масло във фреона коефициента на топлоотдаване се намалява с 14%.
Параметрите на R407C в сравнение с R22 са представени в таблица 1 /Du Pont/.
Както виждаме от таблица 1, в сравнение с R22 фреонът R407C оказва значително по малко вредно въздействие на окръжаващата среда (значението на потенциала за глобално затопляне GWP при R407C почти такова, както и при R22, а потенциалът на разрушение на озона ODP е равен на нула). В същото време, при по ниска температура на компресия и малко по високо налягане на компресия енергетичната ефективност R407C е близка до енергетината ефективност на R22. В таблица 2 са дадени действителни сравнителни характеристики на оборудване, разработено за работа с R22, при експлоатация с R407C както в режим на охлаждане , така и в режим на отопление (оборудването не е претерпяло никакви изменения при преминаване на R407C) /Du Pont/.
От таблица 2 следва, че студопроизводителността на тази зеотропна смес е примерно с 2–5% по малка, отколкото при R22, в същото време, температурата и налягането на конденсация са понижени,в сравнение с R22 (таблица 3) /Du Pont/.
Необходимо е да се отбележи и факта, че R407C не е предназначен за работа в смеси с други фреони. Добавянето на R407C към друг фреон може да доведе до същественни изменения в еффективността на хладилната система.
Преди провеждането на операцията по замяна на сместа «традиционнен хладилен агент + минерално масло» със смес «R407C + полиолестерно масло» трябва да обърнем внимание на химическата му съвместимост с пластмасите и еластомерите. Както показват иследованията, не съществува нито една група еластомери или пластмаси, която би подхождала към всички алтернативни фреони. Преди замяната на фреона и внасяне на конструктивни изменения в хладилната система, по отношение на такива нейни елементи, като подложки, уплътнения и бутални пръстени, се препоръчва консултация с производителя оборудването.
Хладилното масло се подбира с отчитане на следните фактори: връщане на маслото в компресора, смазваща способност и съвместимост с материалите в хладилната система. За използване в съчетание с R407C се препоръчват полиолестерни масла.
Има много производители на полиолестерни масла, затова преди избора на масло е необходима консултация с представител на фирмата — производител на компрессора, а също и на останалото оборудване, влизащо в хладилната система.
Недостатък на полиолестерните хладилни масла е голямата хидроскопичност в сравнение с минералните. За поглъщане на влага в маслото е достатъчен само кратък контакт с окръжаващата среда, което прави маслото непригодно за използване в хладилната система.Тъй като полиолестерните масла са предрасположени към задържане на влага, отколкото минералните, е много по трудно да се отстрани с вакумиране.

 

Показатели R407C
Работа в режим охлаждане
Относителна студопроизводителност, % 98-106
Относителен електрически хладилен коэфициент, % 93-97
Изменение на температурата на високото налягане, °С -8,3 -4,4
Изменение на високото налягане, кПа 103-276
Работа в режим на отопление
Относителна производителност, % 93-106
Относителен електрически хладилен коефициент, % 94-97
Изменение на температурта на високото налягане, °С -1+0
Изменение на високото налягане, кПа 62-234

Таблица 2. Сравнителни показатели на термодинамическата ефективност за работа на климатици «Мулти-сплит» с фреони R407C и R22

Забележка: за 100% са приети показатели при работа с R22 /Du Pont/

 

Затова се препоръчва зареждане на системата с полиолестерно масло, масовата част на влага в което е не повече от 50 млн-1. С помоща на филтър–изсушител със съответен размер може да се поддържа масовата част на влагата в системата на ниво под 50 млн-1. Ако съдържанието на влага в маслото, заредено в хладилната система, достигне недопустимо високо ниво, то това може да доведе до поява на корозия и окисляване на медните детайли. Доброто вакумиране намалява остатъчната влажност до 10 млн-1. Като правило, системата се вакуумира до налягане 0,14 кПа. Ако количеството влага в системата е неизвестно, трябва да се вземе проба от маслото и да се провери за наличие на влага.
Индикаторния прозорец (индикатор за влага), който присъства в действащата система, може да се използва с новите фреони и масла.Но трябва да се помни, че индикаторът за влага ще дава неправилни показания, тъй като действителното ниво на влага в маслото ще бъде по висок от показанията на индикатора за влага. Това също е в резултат на високата хигроскопичност на полиолестерното масло.

 

Показатели R22 R407C
Температура на окръжаващата среда, °С 22±1 22±1
Налягане на кондензация, кПа 1800 1480
Температура на кондензация, °С 44 36
Температура на изхода на кондензатора, °С 34 27
Налягане в изпарителя, кПа 600 615
Температура на засмукване, °С 12 14
Температура на високото налягане, °С 76 59

 

Таблица 3. Сравнителни показатели на хладилната система преди и след замяната на R22 с R407C

 

Тъй като полиолестерните смазочни масла притежават висока хигроскопичност и абсорбират влага, трябва да се обърне голямо внимание на тяхното транспортиране и съхранение. Контактът с въздуха трябва да бъде сведен до минимум, съхранието им трябва да е в херметични метални съдове. По време на замяна «R22 + минерално масло» със смес «R407 + полиолестерно масло» за достигане на еквивалентна растворимост на фреона и маслото остатъчното количество минерално масло в системата не трябва да превишава 5% от общото количество масло в системата. Допустимото остатъчно количество минерално масло в хладилната система зависи от нейната конфигурация и от работните условия. Ако в хладилния контур се появят признаци на падане на интензивността на топлообмена в изпарителя или се наблюдава влощаване на връшането на масло в компресора, то, възможно е необходимо по нататъчно намаляване на количеството остатъчно минерално масло.
След провеждане на няколко смени с използване на полиолестерно масло, остатъчната концентрация на минералното масло обикновенно слиза до минималното ниво. В днешно време производителите са разработили методика за определяне степента на остатъците от минерално масло в полиолестерното в «полеви» условия.
Както вече бе казано, намаляването на ефективността на хладилната система може да произтича от утечка на фреона.
Ако в работеща хладилна система произтича утечка и на течна и на газова фаза R407C от тази част, където се намира течната фаза (топлообменници или ТРВ), съставът на останалата част на фреона практически остава такъв, какъвто е бил първоначално. И след дозареждане до първоначалното количество на фреон в системата, нейната производителност се възстановява. Но ако утечката е от газовата фаза на неработеща система, съставът на останалата част на фреона се изменя. В останалата част се повишава концентрацията на висококипящия компонент (R134a), а концентрацията на нискокипящи компоненти (R32 и R125) се намалява.
Следствие на изменението на концентрацията на компонентите, съставляващи фреона се явява изменението на състава на сместа R407C и зависещите от него параметри на работа хладилната система (таблица 4).
На базата на изследвания на процеса на утечка и дозареждане с R407C, проведено от фирма «Du Pont», са направени следните изводи:

  • при утечка на газовата фаза се намалява концентрацията на R32 (възпламеняемия компонент на сместа),затова сместа остава негорима;
  • в процеса на утечка и дозаправка енергийната ефективност на системата остава неизменна, а температурата и налягането на компресия намаляват;
  • след четири цикъла на 50%–на утечка и дозареждане производителността пада с 9%.
Данните, приведени в таблица 4 се отнасят за теоретично изследоване на работата на хладилна система в най лоши условия. На практика произтичащите с фреона изменения, като правило, са по малко значими. Има експериментални данни за това, че за термопомпа след второ дозареждане производителността се стабилизира на значения, с 4% по малки, отколкото при първоначално зареждане.

Фреон R410A

Търговски марки SUVA®9100, FORANE®410, Solkane®410 и други.
Дадения фреон представлява двойна квазизеотропна смес на хидрофторвъглероди R32 и R125 при равни масови части на компонентите (50 на 50%). Потенциал на разрушение на озона ODP=0.
Потенциал на глобалното затопляне HGWP=0,45; GWP=1890.
R410A е разработен за замяна на R22 и R13B1, и е предназначен за зареждане на нови системи за климатизация на въздуха. Температура на кипене — 51,52°С. Отделена студопроизводителност на R410A е примерно с 50% по голяма, отколкото при R22 (при температура на кондензация 54°С), а работното налягане в цикъла с 35-45% по голямо, отколкото при R22, което води до необходимост от внасяне на конструктивни изменения в компресора и топлообменниците и следователно и към увеличение на капиталите разходи.

 

Номер на дозареждането Относителен хладилен коефициент, % Относителна студопроизводителност, % Температура високо налягане, °С Налягане, кПа
0 100 100 81,1 1903
1 101 95 80,6 1800
2 101 93 80,6 1751
3 101 92 80,6 1731
4 101 91 80,6 1724
5 101 91 80,6 1724

Таблица 4. Теоретична производителност на хладилна инсталация след 50%-на утечка на газовата фаза и дозареждане /Du Pont/
Заедно с това , работата на хладилната система при повишено налягане подобрява условията за връщане на маслото в картера на компресора, увеличава се също скоростта на движение на фреона. Двукомпонентният фреон R410A има неголям температурен глайд (по малко от 0,5К) което улеснява поддръжката на системата в сравнение с системи, работещи с трикомпонентни смеси.
Количеството фреон,с което се зарежда системата е с 20% по малко в сравнение с R22, което позволява да се използва компресор с по малък работен обем. Терморегулиращия вентил е също с 20% по малка производителност, отколкото на системи с аналогична производителност, работещи на R22. Поради това, че плътността на R410A е по ниска,отколкото на R22, топлообменниците трябва да имат по малки размери, а тръбопроводите-по малък диаметър.
В хладилни системи, работещи на R410A, се препоръчва използването на полиолестерни масла, а при преминаване от R22 на R410A, е необходима замяна на филтъра.

С.Б. Бабакин, МГУПБ "Мир климата N 31"


Форум битова техника » Статии » Замяна на фреон R22 с R407c


    гласувайте за този сайт!!!