31.10.2006

Холодильные агенты. Сегодня и завтра

В настоящее время покупатели бытовых кондиционеров и крупных систем кондиционирования все чаще задают вопросы: "Насколько вреден фреон, используемый в системе? Разрешено ли его применение?".

Холодильный агент R12, признанный одним из самых вредных фреонов, до недавнего времени широко использовался в домашних холодильниках. Более того, до 1997 г. выпускался лечебный аэрозоль "Каметон", при использовании которого R12 впрыскивался непосредственно в полость рта и больные успешно вылечивались от распираторных заболеваний. Токсичность фреонов при прямом воздействии на человека незначительна и нормируется величиной предельно допустимой концентрации (ПДК), которая составляет 300мг/м³ для R12 и 3000 мг/м³ для R22 и большинства других фреонов. Чем же вреден тогда R12?

Как показали научные исследования, R12, попадая в верхние слои атмосферы способствует разрушению озонового слоя Земли. Это приводит к повышенному проникновению ультрафиолетовой радиации к поверхности Земли, оказывающей разрушительное воздействие на организм человека.

Именно поэтому мировое сообщество обеспокоено этой экологической проблемой, имеющей глобальное значение. Действительно, фреон v12, выпущенный в атмосферу в России, может увеличить поток ультрафиолета в Америке.

В соответствии с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) в 1987 г. вступил в действие "Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой" во исполнение Венской конвенции об охране озонового слоя 1985 г., предусматривающий постепенное сокращение производства и потребления ряда хлорфторуглеродов.

Сегодня в 90% кондиционеров используется хладагент R22.

В соответствии с Монреальским протоколом запрещено производство R12, а ограничение только производства, а не использования R22 начнется с 2005 года.

В качестве холодильных агентов заменяющих R22, предлагаются R134а, R407с и R410A.

В России регулированием ввоза продукции, содержащей озоноразрушающие вещества, занимается Центральный аппарат Госкомэкологии России.

Озоноразрушающая активность хладагентов оценивается величиной озоноразрушающего потенциала, который может принимать значения от 0 для озонобезопасных хладагентов до 13 для озоноразрушающих.

Так озоноразрушающий потенциал R12 равен 1,0; R22 - 0,05; R134а - 0; R407с - 0.

Значит ли это, что проблема создания новых холодильных агентов решена, и они отвечают всем предъявляемым требованиям.

К сожалению, идеального холодильного агента пока не существует, и если R134а не разрушает озоновый слой, что очень хорошо, однако его термодинамические свойства далеки от совершенства.

Холодильный агент, являющийся рабочим телом кондиционера, выбирается разработчиками систем кондиционирования с учетом большого числа факторов: высокой эффективности работы оборудования, низкой стоимости, пожаробезопасности, и токсичности. Требования к холодильным агентам постоянно пополняются и конкретизируются самой жизнью.

Основными факторами, определяющими выбор холодильного агента, безусловно, являются его термодинамические и теплофизические характеристики. Они влияют на эффективность, эксплуатационные показатели и конструктивные характеристики кондиционеров. Широкое применение в холодильной технике нашли фторхлоруглеродные холодильные агенты (фреоны), обладающие требуемыми термодинамическими и теплофизическими качествами.

Свойства холодильных агентов зависят от структуры молекулы вещества, присутствия в его составе и соотношения молекул фтора, хлора и водорода.

Вещества с высоким содержанием молекул водорода являются горючими и при их применении пожароопасными.

Вещества с малым содержание фтора обладают токсичностью и их применение ограничено санитарными нормами.

Вещества с малым содержанием водорода долго живут в атмосфере не разлагаясь на части, поглощающиеся биосферой Земли, и являются экологически нежелательными.

Для применения в кондиционерах хладагент R134a недостаточно привлекателен по своим термодинамическим характеристикам. Для модификации его свойств к хладагенту R134а добавляют холодильные агенты R32 и R125. Присутствие в смеси каждого хладагента обеспечивает придание необходимых свойств смеси и выполняет определенную функцию.

R32 (23%) - способствует увеличению производительности.

R125 (25%) - исключает горючесть смеси.

R134а (52%) - определяет рабочее давление в контуре хладагента.

Смесь хладагентов такого состава получила марку R407C. Подобно хладагенту R22, R407C обладает малой токсичностью, химически стабилен и не горюч.

Состав смеси должен строго соответствовать оптимальному соотношению. Максимальное допустимое отклонение относительного количества составляющих - 2%. Только при таком соотношении компонентов смеси возможна нормальная и безопасная работа кондиционера.

Если произошла утечка хладагента, то к негативному влиянию на работу кондиционера нехватки хладагента добавляется и отрицательное влияние изменения ее состава. Оставшийся в системе хладагент имеет отличный от оптимального состав и его нельзя использовать для работы без доработки. Поэтому при ремонте необходимо слить оставшийся хладагент полностью и заправить систему новой смесью оптимального состава.

Основная разница в характеристиках прежнего хладагента CHF2Cl (R22) и нового R407C заключается в величине давлений при рабочих температурах и типе масел, совместимых с данным хладагентом.

Рабочее давление в системе, заправленной хладагентом R407C, несколько выше, чем в случае хладагента R22.

Традиционно используемое с хладагентом R22 минеральное масло не пригодно в сочетании с R407C. Новый хладагент плохо смешивается с минеральным маслом, в особенности, при низких температурах, и образует с ним расслаивающуюся двухфазную смесь. Это приводит к неудовлетворительной смазке компрессора из-за периодического попадания в зону смазки жидкого холодильного агента вместо масла, что приводит к быстрому износу трущихся частей компрессора. Кроме того плохо растворимое в холодильном агенте масло, имеющее при низких температурах высокую вязкость, забивает капиллярные трубки и нарушает нормальную циркуляцию холодильного агента.

Чтобы обойти эти трудности, хладагент R407C применяется в сочетании с эфирным маслом, растворимым в данном хладагенте. Один из недостатков такого синтетического масла - высокое поглощение им влаги. Хранение, транспортировка, процесс заправки маслом должны исключать возможность попадания в масло не только капельной влаги, но и продолжительный контакт с влажным воздухом, из которого масло активно поглощает влагу. Необходимы также специальные меры по предотвращению попадания влаги в систему, как в процессе производства кондиционера, так и при его установке на месте использования.

Допустимое суммарное содержание влаги в системе - менее 140 ppm (промилле -миллионных долей процента). Производитель кондиционера гарантирует поставку системы с содержанием влаги не более 30 ppm.

Несколько ранее установленных систем кондиционирования были проверены на содержание влаги. Средняя величина, полученная в ходе этих проверок, составила 74 ppm, что не выходит за допустимые пределы, определенные компанией Daikin Europe NV.

Одним из наиболее важных аспектов работы с хладагентом является обеспечение мер безопасности в процессе установки и обслуживания системы. При работе с R407C не требуется никаких особых мер предосторожности. Однако соблюдать те же правила, что и при работе с R22, необходимо.

Безусловно, работа с новыми озонобезопасными хладагентами прибавляет трудности монтажным организациям и сервисным службам. Однако выбирать не приходится, так как ведущие производители кондиционеров, учитывая требования времени, уже начали выпуск оборудования на новых холодильных агентах и постоянно увеличивают объем их производства.

Источник: Мир Климата