Тип хладагента r600a что это
Хладагент R600a: описание и свойства
Общее описание R600a
Физические свойства R600a (в сравнении с R12 и R134a)
Применение R600a
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).
На холодильники, работающие на горючих хладагентах, каким является и изобутан, распространяются дополнительные требования безопасности. Они должны иметь такую конструкцию, что при незапланированной утечке хладагента из системы в зонах размещения электрических узлов, могущих инициировать воспламенение, не могла образовываться взрывоопасная концентрация.
Благодаря высокому октановому числу (100) изобутан применяется в качестве компонента горючего для двигателей внутреннего сгорания. Также изобутан часто применяется в качестве наполнителя в баллончиках с аэрозолем.
Получение R600a
В промышленности изобутан получают путём каталитического крекинга и гидрокрекинга нефтяных фракций с последующей ректификацией, а также с помощью каталитической изомеризации н-бутана.
Генетики из Университета Калифорнии в Лос Анжелесе вывели генетически модифицированных бактерий, потребляющих углекислый газ и производящих вместо него жидкое топливо в виде изобутанола. Для реакции бактериям требуется лишь солнечный свет.
Экологические характеристики и пожароопасность R600a
Масла для R600a
Фреон (хладагент) R600a: описание, технические характеристики, применение
Хладон R600a ‒ это природный газ изобутан, который является полностью безопасным для озонового слоя атмосферы и не способствует развитию парникового эффекта. Благодаря эксплуатационным характеристикам востребован для заправки в контуры бытовых холодильных агрегатов, а также кондиционеров, установленных на мобильных фургонах. Хладагент отличается невысоким рабочим давлением, поэтому холодильные агрегаты сравнительно малошумные.
Преимущества и недостатки хладагента R600a
Главное преимущество фреона R600a перед R12 и R134a в безопасности для окружающей среды и безвредности для здоровья человека. Удельная масса хладагента в два раза превышает массу воздуха. По этой причине хладон всегда опускается к земле. По сравнению с R12 отличается высоким холодильным коэффициентом, поэтому позволяет уменьшить потребление электроэнергии. Может заправляться в существующие системы.
Популярность газа R600a заключается в физических особенностях, сказывающихся на эксплуатации агрегатов:
Преимущества изобутана в эксплуатации проявляются химической устойчивостью природного газа на протяжении длительного времени использования (более 20 лет), чистым составом и возможностью использования для смазки компрессора минеральных масел. Холодильники, которые заправляются газом R600a, характеризуются низким потреблением электроэнергии (класс А+ и А++).
При переходе на хладагент R600a холодильное оборудование не требует переоборудования или требуются минимальные изменения. Работа компрессоров на минеральном масле требует стандартной электроизоляции и обычных уплотнителей. Фреонный трубопровод используется такого же диаметра, как и при работе на R12. Благодаря низкому рабочему давлению в холодильном контуре обеспечивается минимальный уровень шума.
Недостаток газа R600a в легкой воспламеняемости и поддержании горения. При концентрации хладона на уровне 1,5‒8,5% он становится взрывоопасным. При этом нижней опасной границей считается 31 г, а верхней ‒ 205 г изобутана на 1 куб.м. воздуха. Воспламенение фреона происходит при температуре 460 °С. По причине пожароопасности для сервисных работ или ремонта оборудования применяются специальные инструменты и оборудование.
Состав не имеет запаха и является бесцветным, по этой причине затрудняется идентификация точек утечки из контура. Изобутан тяжелее воздуха и стелется по земле, поэтому внутри помещения может проявлять удушающие свойства. По причине взрывоопасности работы должны выполняться опытными специалистами.
Где применяют хладон R600a
Фреон востребован для обеспечения работы холодильного оборудования, в том числе для заправки бытовых холодильников. Популярность газа обусловлена возможностью применения технологий и конструктивных решений при проектировании оборудования, позволяющие уменьшить заправочный объем, улучшить производительность бытовой холодильной техники и сэкономить электроэнергию. Низкий уровень шума в процессе работы позволяет устанавливать холодильные агрегаты в жилых помещениях.
Многие европейские производители бытовой техники разработали и наладили производство компрессоров для холодильников, рассчитанных для работы на изобутане R600a. Кроме холодильников на хладоне R600a выпускаются мобильные кондиционеры, работающие на природном газе. Тенденция перехода на экологически безопасный фреон увеличивается, и многие производители рассматривают возможность использования хладагента для промышленной холодильной техники, а также автомобильных кондиционеров, несмотря на пожароопасность.
Кроме того, хладагент R600a может использоваться в качестве компонента в смесевых хладонах. Изобутан предоставляет возможность существенно упростить ретрофит холодильного оборудования.
Таблица с характеристиками изобутана
Основные характеристики хладагента R600a, обуславливающие популярность вещества:
Хладагент R600a и особенности работы с ним часть 1
По итогам 2005 года около 10% БХП в мире и более 35% в Европе работали на R600a.
Особенности применения изобутана в качестве хладагента
За рубежом изобутан массово стал использоваться в качестве хладагента в бытовых холодильниках уже в 90-х годах прошлого века. Одними из первых БХП на территории стран СНГ, в которых в качестве хладагента стал использоваться изобутан, были холодильники НОРД.
Давайте посмотрим, какие преимущества и недостатки присущи новому хладагенту, по сравнению с традиционными фреонами.
Основные достоинства хладагента R600a
Экологические преимущества R600a
— В нем отсутствуют синтетические компоненты;
— уменьшенный уровень шума БХП;
— не имеет свойств разрушения озонового слоя (коэффициент (ODP = 0);
— низкий потенциал влияния на парниковый эффект (GWP = 0,001). Термодинамические преимущества R600a
— Имеет более высокий (например, чем у R12) холодильный коэффициент, что уменьшает энергопотребление БХП;
— углеводороды (изобутановые и пропан-бутановые смеси) могут быть применены в существующих конструкциях компрессоров. Эксплуатационные преимущества R600a
— является чистым (простым) веществом;
— хорошо растворяется в минеральном масле;
— имеется возможность использования в смесевых хладагентах (С1=R152+R600a; R290/R600a; M1LE=R22/R142b/R600; R218/R600a). Это позволяет добиться параметров смесевого хладагента близких, например, к ранее применявшемуся R12. В свою очередь, такая замена позволяет упростить процесс ретрофита* систем;
— природные углеводороды, как хладагенты, не находили широкого применения в БХП из-за повышенной пожарной опасности.
В современных конструкциях эту проблему решили благодаря уменьшению дозы заправки до таких объемов, которые практически не могут привести к пожару. Доза заправки бытовых холодильников и морозильников столь мала, что даже при внезапной и полной утечке хладагента из агрегата, его концентрация на кухне объемом 20 м3 будет ниже порога горючести в десятки раз. Экономические преимущества R600a
— Масса хладагента, циркулирующего в холодильном агрегате при использовании изобутана, значительно меньше;
— имеются заводы по выпуску изобутана товарного количества (применительно к России, фракции изобутана производят Туйма-зинское и Шкаповское производства);
— самые экономичные холодильники с классами энергопотребления А+ и А++ работают на R600a.
Использование хладагента (изобутана R600a) в холодильниках
Сегодня холодильник есть в каждом доме, без него сложно представить себе комфортную жизнь. Он используется для долгосрочного хранения продуктов и готовых блюд в охлажденном и замороженном виде. Пользователи зачастую не задумываются об его устройстве и принципе работы, воспринимая его способность генерировать холод как нечто само собой разумеющееся. Холодильная техника выполняет свою основную функцию благодаря уникальным свойствам рабочего вещества — хладагента. В этой статье пойдет речь о характеристиках и особенностях применения одного из самых современных холодильных агентов — изобутана R-600a.
Виды бытовых холодильников
В стационарных торговых точках и интернет-магазинах представлен широчайший ассортимент холодильной техники для дома от разных производителей. В зависимости от типа установки, различают встраиваемые (полностью или частично) и отдельностоящие устройства. Выпускаются одно-, двух- и многокамерные модели, количество дверей также варьируется от одной до нескольких. Компактные приборы используются в офисах, гостиницах, спортивных клубах. Холодильники с несколькими функциональными отделениями имеют большой полезный объем (400-600 литров и более), что делает их идеальным решением для больших семей.
Двухкамерные модели считаются универсальными, это едва ли не самый востребованный форм-фактор. Выделяют несколько популярных схем компоновки: европейскую (морозильная камера расположена снизу, холодильная — сверху); азиатскую (маленькая морозилка находится вверху); американскую Side-by-side: холодильное и морозильное отделение бок о бок в одном устройстве; французскую French Door: многодверный холодильник с нижним морозильником, а холодильная камера имеет 2 двери.
Также на рынке широко представлены автономные морозильные камеры для бытового использования. Наибольшее распространение получили вертикально ориентированные шкафы и горизонтальные лари с массивной крышкой.
Зачем нужен холодильный агент?
Для лучшего понимания его роли, хладагент можно упрощенно назвать «кровью» холодильной машины. Рабочее вещество во время фазового перехода (при испарении, плавлении, сублимации) отнимает лишнее тепло у охлаждаемого объекта, а затем при сжатии отдает его в окружающую среду. Это явление используется в современных холодильниках и климатическом оборудовании (кондиционерах). Холодильный агент работает по замкнутому циклу, то есть не расходуется, а подвергается многократному фазовому превращению. Если система герметична, рабочее вещество, проходя кипение и конденсацию, обеспечивает длительное охлаждение (без необходимости дозаправки).
Мотор-компрессор обеспечивает сжатие хладагента, который впоследствии охлаждается в конденсаторе, расширяется в капиллярной трубке (дросселе) и подвергается испарению в испарителе. Этот цикл повторяется снова и снова, пока охлаждаемый объект не достигнет заданной температуры.
История хладагентов
На протяжении XIX-XX веков в качестве холодильного агента использовали воздух, хлористый этил и метил, сернистый ангидрид, закись азота, углекислоту, этилен, пропан и многие другие вещества. Многие из них обладали сильным токсичным действием, поэтому впоследствии от них отказались. В 1928 году был синтезирован хладагент R-12, который получили из метана, заменив часть атомов водорода атомами хлора и фтора (его химическая формула — CF2Cl2).
Главной проблемой многих синтетических хладагентов является высокая химическую стабильность. Они не разрушаются многие десятки и сотни лет, приводя к образованию озоновых дыр в атмосфере планеты. В связи с этим в 1989 году был запрещен синтез и использование многих соединений, имеющих в составе атомы хлора и брома. Под запрет попал и фреон R-12, как сильнейший разрушитель защитного озонового слоя.
Сегодня в качестве рабочего вещества в холодильных агрегатах используют: аммиак, фреоны (в России их часто называют «хладонами»), элегаз (гексафторид серы) и некоторые углеводороды (яркий пример — изобутан).
Маркировка хладагентов в формате «R-xyz» была предложена американской химической компанией DuPont («Дюпон»). Слово «Refrigerant» (литера «R» в маркировке) в переводе с английского означает «Охладитель», числа и буквы определяют молекулярную структуру вещества. Литеры «xyz» показывают число атомов углерода, водорода и фтора соответственно.
Физические свойства изобутана
Это углеводород из класса алканов, который является изомером нормального бутана. Это означает, что оба газа (изобутан и бутан) имеют одинаковый атомный состав и молекулярную массу, однако их атомы по-разному расположены в пространстве. Вследствие этого физические свойства изомеров существенно отличаются. Химическая формула изобутана: (СН3)3СН, или C4H10, молярная масса — 58,12 г/моль, в качестве холодильного агента ему присвоена маркировка R-600a. Она расшифровывается следующим образом: хладагент, содержащий 0 атомов фтора, 10 атомов водорода, 4 атома углерода, является изомером (на это указывает суффикс «a»).
Сфера применения
Изобутан широко используется в современной промышленности, в первую очередь, в качестве хладагента для бытовых холодильников и кондиционеров, а также как сырье для получения промежуточного вещества — изобутилена (в процессе каталитического дегидрирования). Из изобутилена делают бутилкаучук, который востребован в строительной, резинотехнической и легкой промышленности, а также входит в состав твердого ракетного топлива.
Изомер бутана используется в процессе различных химических реакций во время нефтепереработки. Газообразное вещество может успешно применяться в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, а также горючего в бытовых зажигалках и заправляющих баллонах к ним.
Преимущества R-600a
Поскольку изобутан является природным газом, он не вызывает истощение озонового слоя Земли, не способствует появлению парникового эффекта. Это выгодно отличает его от многих других хладагентов, таких как R-12 и R-22, которые сегодня запрещены международными договорами. В газообразном виде изобутан стелется по земле, поэтому в случае утечки из системы охлаждения его концентрация в помещении будет ничтожно мала. Благодаря этому R-600a абсолютно безопасен для здоровья человека и домашних животных.
Вещество отлично растворяется в минеральном масле, что способствует увеличению коэффициента охлаждения. Масса изобутана, которую нужно заправить в холодильник для нормальной его работы, снижена на 30 % по сравнению с фреонами R-12 или R-134a. Высокая эффективность R600a приводит к снижению энергопотребления, поскольку компрессор включается значительно реже. Холодильной технике с этим хладагентом присваиваются наивысшие классы энергетической эффективности: A+ (и выше).
Причины и последствия утечки хладагента
Охлаждающее вещество работает по замкнутому циклу, оно постоянно присутствует в системе холодильной машины в необходимой концентрации. Среди пользователей бытует мнение, что хладагент периодически «заканчивается» или «выходит», поэтому его нужно время от времени «менять», «дозаправлять» или «добавлять» в холодильник. Это утверждение ошибочно, ведь утечка фреона свидетельствует о нарушении герметичности контура, то есть о серьезной поломке. И заправка не решает проблему, если не найти место выхода газа и не запаять дырку в металле.
Устранение утечки хладагента с последующей заправкой — достаточно сложный и дорогой ремонт, требующий профессиональных знаний и специального оборудования. Причины неисправности могут быть разными: механические повреждения при транспортировке техники, неосторожное обращение, естественный износ материалов. Пользователи часто пробивают испаритель, когда пользуются острыми предметами для ускорения разморозки (скалывания льда) в морозильной камере. Некоторые производители, стремясь максимально сэкономить, устанавливают трубки из тонкого (некачественного) металла, подверженного коррозии. Через 3-5 лет материал прогнивает, и происходит утечка хладагента.
Если вы столкнулись с такой проблемой, лучше доверить ее решение квалифицированному специалисту. Лучше всего обратиться за помощью в авторизованный сервисный центр, не следует приглашать мастера по первому попавшемуся объявлению. Слишком велик риск встретиться с человеком, плохо разбирающимся в холодильной технике, а то и вовсе с мошенником. Если у вас нет опыта в сфере ремонта, не стоит пытаться починить холодильник своими силами, так можно только усугубить проблему.
Современные холодильники Kuppersberg
Вы недавно столкнулись с серьезной поломкой техники? Может быть, пришло время купить надежный холодильник и забыть о всех «прелестях» капитального ремонта? Немецкий бренд «Купперсберг» предлагает вашему вниманию большой выбор встраиваемых и отдельностоящих моделей, работающих на высококачественном изобутане R-600a. Устройства отличаются продуманным зонированием, в камерах предусмотрено множество прочных полок, ящиков и подставок для размещения продуктов. Приятное для глаз и экономичное светодиодное освещение облегчает загрузку/выгрузку предметов и уход за техникой.
Холодильники Kuppersberg изготавливаются с применением долговечных материалов и инновационных технологий. Приборы с интуитивно-понятным управлением и точным электронным контролем температуры поддерживают целый ряд дополнительных возможностей. К ним относятся: функции интенсивного охлаждения и заморозки, зона свежести, звуковая сигнализация открытой двери, блокировка от детей, режим «Отпуск», увеличенный срок хранения продуктов при отключении питания.
На нашем сайте представлены все популярные форм-факторы холодильной техники. Большим спросом пользуются встраиваемые модели, а также распашные холодильники Side-by-side. Усовершенствованная технология No frost обеспечивает оптимальный микроклимат для долгосрочного хранения еды и напитков. Большой выбор дизайнов и расцветок позволяет найти идеальное решение для любого интерьера.
Фирменный магазин
На нашем сайте вы можете заказать оригинальную бытовую технику Kuppersberg и аксессуары к ней. Варочные панели (газовые, электрические, индукционные), духовые шкафы и микроволновые печи превратят рутинный процесс готовки в удовольствие. Вы сможете в домашних условиях создавать кулинарные шедевры для своих близких. Кухонные вытяжки обеспечат эффективную очистку воздуха от примесей и неприятных запахов. Функциональные посудомоечные машины заставят навсегда забыть о ручной мойке. Стиральные машины с большим набором программ гарантируют деликатный уход за изделиями из разных материалов.
При заказе бытовой техники в фирменном интернет-магазине вы получаете официальную гарантию от производителя сроком 2 года (со дня продажи). Осуществляется доставка товаров по Москве, Санкт-Петербургу и другим городам России. У вас остались вопросы, касающиеся покупки, установки или эксплуатации продукции «Купперсберг»? Позвоните по указанным на сайте телефонам или свяжитесь с нами другим удобным способом, и опытные сотрудники с радостью ответят на них.
Технология проведения заправочных работ.
Технологические особенности работы с изобутаном.
Краткая технология проведения ремонтов на БХП с изобутаном
Ниже приведено упрощенное описание проведения ремонта БХП, предназначенных для работы с R600a. Сам процесс ремонта и заправки БХП строится по следующим принципам:
Необходимо заметить, что признаки утечки на стороне высокого давления совпадают с признаками в системах, работающих на традиционных хладагентах.
Что же касается утечки на стороне низкого давления, то в этом случае происходит всасывание окружающего воздуха в систему. При этом давление в системе возрастает как со стороны высокого, так и со стороны низкого давления. Парциальное давление хладагента падает, изменяется температура кипения. Основными признаками подобного дефекта являются:
а) пониженная температура на впрыске в испаритель;
б) падение температуры в конце линии испарителя;
в) повышенные давление и температура на линии нагнетания.
При поиске утечек желательно ввести несколько большее количество хладагента, нежели указано в паспортных данных на данный конкретный тип БХП. Повышенное давление в системе более эффективно поможет локализовать место утечки. Для поиска утечки можно применять как специализированные течеискатели для горючих газов, так и использовать нанесение мыльных растворов (в доступных для этого местах).
Подсоединяют трубопровод от баллона с азотом (N2) к ручному вентилю игольчатого захвата на технологическом патрубке компрессора.
Продувают холодильный агрегат, открыв ручной вентиль игольчатого захвата на фильтреосушителе. Вентиль на станции заправки открывают медленно. Рабочее давление следует настроить на редукторе давления, привинченному к баллону с азотом (N2). Давление должно быть не более 6 Бар.
Затем отрезают капиллярную трубку специальным отрезным инструментом, продувают азотом холодильный агрегат и проверяют свободное прохождение газа через систему.
После устранения причин возникновения утечек устанавливают новый фильтросушитель. В моделях бытовой холодильной техники, работающих на хладагенте R600a, используют трехслойный фильтр дегидратации типа ХН9 или ему подобные.
Не допускают, чтобы холодильный агрегат находился в открытом состоянии (без избыточного давления) более 15 минут. Инструменты и запасные части должны быть подготовлены заранее и находились в непосредственной близости от места проведения работ.
Подготавливают и подсоединяют к системе БХП заправочную станцию. Трубопровод всасывания подсоединяют к технологическому патрубку компрессора (или к игольчатому захвату).
Открывают вентиль вакуумного насоса, включают вакуумный насос станции и доводят вакуум в системе до 1 мБар. Время вакуумирования должно составлять не менее 20 минут.
После этого закрывают вентиль вакуумного насоса и выключают сам насос. Через несколько минут производят проверку давления в системе. Если стрелка вакуумного манометра отклоняется в сторону более высокого значения давления, то, возможно, в системе имеется утечка хладогента — необходимо найти и устранить утечку. Если давление остается стабильным (равным 1 мБар), закрывают вентили насоса и вакуумного манометра.
После этапа глубокого вакуумирования производят заправку системы хладагентом R600a.
Утечку хладагента контролируют в следующих местах: на стороне всасывания — при неработающем компрессоре, на стороне нагнетания — во время работы компрессора (время проверки каждого стыка не менее 3 с).
В заключение убеждаются в правильности работы холодильного агрегата, проверяют, чтобы испаритель полностью обмерзал.
После использования заправочного оборудования обязательно продувают все шланги азотом. Убеждаются, что закрыт вентиль вакуумного манометра.
В заключении отметим, что правильное выполнение операций по ремонту БХП с хладагентом R600a позволит в дальнейшем избежать ситуаций, связанных с неисправной работой холодильной техники.
После заправки проверяют все стыки холодильного агрегата электронным течеискателем.
Растворимость в масле Не ограничена
Растворимость воды в контуре (при 15.5 o С), мас. %
ИЗОБУТАН
Газ.
Экологические характеристики и пожароопасность
ODP HGWP GWP ПДК Класс опасности 4.
Коррозийное действие на металлы и неметаллы;
Химические свойства и методы синтеза;
Лабораторный способ получения
Промышленное производство;
Транспортировка и хранение;
______________________________________________________________________________________________________________________________________________
Компрессоры и хладагенты
При выборе холодильника среднего или большого размера возникает вопрос о количестве расположенных в нем компрессоров, т.к. в таких холодильниках их может быть два.
У холодильников с двумя компрессорами есть свои преимущества:
Однако существуют и холодильники с одним компрессором, в которых можно регулировать температуру в холодильной и морозильной камерах отдельно, но они встречаются очень редко.
Если холодильник двухкомпрессорный, то это еще не значит что он более надежный. Вообще надежность холодильника зависит не от количества компрессоров в нем, а от качества его изготовления. Также не следует думать, что уровень шума при работе холодильника и энергопотребление выше у холодильников с двумя компрессорами. Эти параметры нужно оценивать в характеристике по показателям энергопотребления и уровня шума холодильника.
На хладагент (этим веществом заправляется холодильная система) также необходимо обратить внимание. В настоящее время для заправки холодильной системы используют два вида хладагента:
— R134a (более распространен)
Эти хладагенты не содержат хлора, разрушающего озоновый слой.
Хладагенты нельзя взаимозаменять в одном и том же холодильнике: например, холодильник, сконструированном под хладагент R600a, нельзя заправлять хладагентом R134a.
При сравнении этих двух хладагентов необходимо сказать, что R600a более экономичен в плане расхода электроэнергии, также обладает и некоторыми другими преимуществами по отношению к хладагенту R134a.
Хладагенты бытовых холодильников
06 сентября 2005 09:08
http://www.holodilnik.info/articles/hladagent Автор: В.В.Пискунов эксклюзивно для Холодильник.Инфо
 |
Хладагентом (сокращение от слов «холодильный агент») принято называть рабочее вещество с низкой температурой кипения (испарения), с помощью которого осуществляется охлаждение в абсорбционных и компрессионных холодильных машинах. В абсорбционных бытовых холодильниках в качестве хладагента применяют водоаммиачный раствор. В компрессионных бытовых холодильных приборах (БХП) применяют разные марки хладагентов. В термоэлектрических холодильниках хладагента нет: электрическая энергия преобразуется непосредственно в тепловую, когда электрический ток проходит через полупроводниковые элементы: внутренние участки элементов охлаждаются, а наружные нагреваются.
На хладагенты, являющиеся охлаждающими низкозамерзающими жидкостями, установлены государственные и международные стандарты. Хладагенты должны быть нейтральными к металлам, сплавам и другим материалам, используемым при изготовлении холодильного агрегата. Они не должны быть взрывоопасными и воспламеняющимися в смеси с воздухом и маслами. Они не должны быть ядовитыми, не должны вызывать удушья и раздражения слизистых носа и дыхательных путей человека, не должны отравлять или ухудшать экологическую среду. Хладагенты современных БХП не должны содержать веществ, разрушающих озон или вызывающих парниковый эффект. Они должны быть экологически безопасными, не оказывающими влияния на образование «озоновых дыр» в атмосфере или глобальное потепление климата.
 |
При нормальном атмосферном давлении все хладагенты компрессионных БХП имеют газообразное состояние. Под давлением в герметичных емкостях они сжижаются и сохраняются в жидком состоянии. Фазовое состояние хладагентов в отдельных составных частях герметичных холодильных агрегатов БХП зависит от давления и температуры. При высоком давлении это жидкость, а при низком газ. При сжатии хладагент нагревается, а при расширении (кипении и испарении) охлаждается.
В компрессор БХП должен поступать обязательно газообразный хладагент, чтобы не происходили гидравлические удары и разрушения деталей компрессора. Под давлением компрессора газообразный хладагент сжимается и при этом выделяет тепло. Поэтому трубки на выходе из компрессора при его работе всегда горячие. Из компрессора горячий газ поступает в конденсатор. По мере охлаждения в конденсаторе сжатый газ постепенно превращается в жидкость. На входном участке конденсатора это чистый газ с температурой на десятки оС выше окружающей, на среднем газ с конденсировавшимися каплями жидкости и жидкость с пузырьками газа, а на выходе однородная жидкость с температурой, близкой к окружающей.
При работающем компрессоре нагнетательный трубопровод и входной участок конденсатора должны быть горячими, а участок конденсатора на выходе хладагента немножко теплее окружающего воздуха.
Под действием разрежения, создаваемого во всасывающем трубопроводе компрессора жидкий хладагент из конденсатора поступает в испаритель. При разрежении в испарителе происходит кипение (испарение) жидкого хладагента. При испарении хладагент отбирает тепло от стенок испарителя и охлаждает камеру БХП.
 |
Первые компрессионные холодильники работали на сернистом ангидриде. Этот газ опасен для здоровья человека и имеет неприятный запах. Практически с 50-х и до конца 80-х годов прошлого века во всех компрессионных БХП отечественного и зарубежного производства в качестве хладагента применяли фреон-12, получивший условное международное обозначение R12 (по первой букве английского слова Refrigerant). Для смазки деталей компрессора использовали минеральное масло, растворимое во фреоне («фреоновое масло»). При обычных условиях R12 представляет собой нейтральный газ без цвета и запаха, не представляющий серьезной угрозы для здоровья человека. В холодильнике средних размеров его менее 100 г. и при аварийном нарушении герметичности системы он быстро улетучивается.
Производство фреона-12 было организовано впервые в 1931 г. американской фирмой Frigidaire, которая затем продала свои патенты концерну DU PONT. В начале 90-х DU PONT выпустил на замену R12 новый альтернативный хладагент R134a, не разрушающий озон.
В 80-е годы было открыто разрушающее воздействие атомарного хлора на озон в атмосфере. Озоновый слой в атмосфере служит защитным щитом от космических излучений для всего живого на Земле. Из открытия ученые сделали вывод о глобальной угрозе здоровью людей и окружающей природе из-за истощения озонового слоя в результате промышленной деятельности, в том числе выброса в атмосферу фреонов. В качестве подтверждения глобальной угрозы приводили расширение «озоновых дыр» над полюсами Земли. Принятые международные соглашения призывали все страны к прекращению производства и потребления веществ, разрушающих озон. Монреальский протокол 1987 г. предусматривал постепенный перевод производства БХП во всех странах на озононеразрушающие хладагенты. Поскольку фреон 12 в своем составе содержит хлор, который разрушает озон, он попал в перечень запрещенных хладагентов.
В последующие годы наблюдалось сужение «озоновых дыр», никак не связанное с производством фреонов для холодильников. Мнение других ученых о циклическом характере изменения размеров «озоновых дыр», как глобальных явлений природы, и не возможном влиянии на них тех объемов фреонов, которые производились в 80-е годы, не было принято экологами. Фреон-12 был «осужден» окончательно.
 |
Во исполнение Монреальского протокола взамен единого хладагента R12 в разных странах стали разрабатывать озонобезопасные и экологически чистые хладагенты. По энергетическим характеристикам некоторые из них даже превосходят традиционный R12. В США разработали озонобезопасный хладагент R 134а, который нельзя использовать в холодильных машинах, спроектированных под R12. Новый хладагент должен работать вместе со специальным синтетическим маслом, которое разрушает электроизоляционные материалы электродвигателей компрессоров, спроектированных для работы на R12 с минеральным маслом. Для перевода производства БХП с R12 на R134a необходимы существенные конструктивные изменения компрессоров, электродвигателей и всей системы охлаждения. Большие затраты на переоснащение производства, необходимые для перехода с R12 на R134а, явились главным препятствием внедрению этого хладагента в производство отечественных БХП.
В 90-е годы международные организации по защите климата Земли пришли к выводу о глобальной опасности потепления. В 1997 г. был принят Киотский протокол, направленный на ограничение выбросов в атмосферу «парниковых газов». Этот протокол обязывает страны докладывать в международный комитет по защите климата Земли о выбросах в атмосферу парниковых газов.
Вместо R12 и R134a в Германии в 90-х годах стали применять природный газ изобутан, совместимый с минеральными маслами. Этот хладагент получил условное сокращенное международное обозначение R600a. Он не разрушает озон и не вызывает парниковый эффект, и поэтому получает все большее признание. Около 10 % БХП в мире и более 35 % в Европе (в том числе холодильники «Атлант») в 2005 г. работают на R600a. По теплофизическим и эксплуатационным характеристикам R600a превосходит R134a. Самые экономичные холодильники с классами энергопотребления А+ и А++ работают на R600a. Природные углеводороды, как хладагенты, не находили широкого применения в БХП из-за повышенной пожарной опасности. В современных конструкциях эту проблему решили благодаря уменьшению дозы заправки до таких объемов, которые практически не могут привести к пожару. Доза заправки бытовых холодильников и морозильников столь мала, что даже при полной утечке хладагента из агрегата его концентрация в кухне объемом 20 куб.м будет ниже порога горючести в десятки раз.
В 130-литровом холодильнике всего 20 г R600a, а в начале прошлого века в холодильник такого же объема заправляли 250 г изобутана.
 |
В России взамен R12 используют импортные хладагенты R134a и начинают применять экологически чистые хладагенты отечественной разработки: диметиловый эфир, пропан, бутан, изобутан и их смеси. На российских предприятиях освоено производство R600a. Российские хладагенты на основе смесей газов известны под марками: С-1, С-2, СМ-1, Экохол-3.
Хладагент С-1 представляет собой смесь углеводородов и фторуглеродов (азеотропная смесь R152/R600a). Хладагент СМ-1 представляет собой смесь R134a/R218/R600, по термодинамическим характеристикам близкую к R12. Совместимость С-1 и СМ-1 с минеральным маслом ХФ 12-16 и конструкционными материалами отечественных компрессоров позволяет максимально упростить процесс перехода с R12 на отечественные хладагенты.
Все хладагенты, применяемые в массовых БХП, обладают очень высокой текучестью и не имеют ни цвета, ни запаха. Они способны проникать даже через микротрещины и микропоры обыкновенного чугуна (воздух, вода и керосин не проникают через такой чугун).
Особо высокие требования предъявляют к герметичности холодильных агрегатов, работающих на смесях из низкокипящих газов с разными температурами кипения. При нарушении герметичности системы в первую очередь улетучиваются высококипящие фракции. Самая малая утечка одной из фракций приводит к нарушению соотношения пропорций между ними, к изменению температуры кипения хладагента и нарушению температурного режима работы БХП. При устранении утечек возникают повышенные трудности, поскольку исключается возможность дополнения хладагента или только улетучившейся фракции. Из-за разных температур кипения газов приходится полностью перезаправлять холодильный агрегат.
Марка хладагента для российских покупателей не имеет большого значения при нормальной работе БХП. О ней можно забыть до печального момента, когда возникнет необходимость ремонта. При нарушении герметичности системы охлаждения специалисту нужно знать, какой хладагент заправлен, оптимальную дозу заправки и марку масла. Эти данные указывают на табличке с характеристикой БХП или холодильного агрегата. Марку хладагента и масла должны указывать и на мотор-компрессоре. Технологические инструкции определяют возможности взаимозаменяемости разных марок хладагентов и масел, с которыми они могут работать.
При перепечатке необходимо разместить активную гиперссылку на сайт www.remholod.ru
Компрессоры для R600a
В начале 1994 начался выпуск бытовых холодильников использующих R600a (изобутан (CH4H10)) и R134a(HFC). Новые хладагенты заменили собой R12 (CFC), что повлекло за собой создание новых моделей компрессоров для производства, последующего гарантийного и пост гарантийного ремонта холодильников.
Более низкое давление сжатия
Очень низкое давление испарения
Более низкая плотность и как жидкости и как пара (особенно при низких температурах).
Компрессора для R600a включает следующий ряд:
ZEM серии HL, HLY, HPT, HQY, HQT и HQM
VERDICHTER серии HTK, HV и HVY
UNIDAD HERMETICA серия HP
EMBRACO серия FGS
DANFOSS серия TL
ASPERA серии NBK, NBT, EMU и BP
Все эти модели имеют внутреннюю конструкцию с полуотражением всасывания хладагента. Чтобы использовать компрессора с полной эффективностью, необходимо, чтобы труба всасывания и сервисная труба, использовались только согласно монтажной инструкции. В ходе ремонта холодильников при проведении работ по замене компрессора необходимо также заменять и PTC, и конденсатор для рабочей обмотки. Из соображений безопасности защитная часть РТС больше не открыта, а герметизирована.
Смазочное масло может быть минеральным или синтетическим. Эти масла оптимально смешиваются с углеводородами и не создают условий гигроскопичности.Эти компрессоры имеют более низкие уровни шума и функционируют при более низких температурах.
Как и для компрессоров под R134a, конструктивные и функциональные особенности компрессоров для R600a и их эксплуатация вызывают необходимость при проведении ремонта холодильников обязательного использования только соответствующего им хладагента, то есть изобутана, при заполнении системы.
Серии HQ и HTK имеют более низкие шумовые показатели. В компрессорах этого типа, подвесные внутренние пружины электрического двигателя установлены у основания корпуса, в то время как в других компрессорах пружины установлены в центр корпуса.