СУВА МР, СУВА HP и R134А

Продолжение таблицы 3.

В результате комплексных исследований в НИИ тепловых процессов им. В. М. Келдыша (Россия) разработан ряд многокомпонентных озонобезопасных хладагентов взамен R12 в качестве альтернативы R134a. Наиболее перспективный хладагент С1 (азеотропная смесь R152/R600a), представляющий собой смесь углеводородов и фторуглеродов. Результаты исследований свидетельствуют о высоких теплофизических и эксплуатационных свойствах хладагентов и низком энергопотреблении холодильников, где используют эти хладагенты.

Исследования, проведенные в НИИ тепловых процессов им. В. М. Келдыша позволили сделать следующие выводы:

· бытовые холодильники, заправленные хладагентом С1, работают устойчиво, их энергетические характеристики не хуже, чем при работе на R12, и даже несколько превосходят их,

· совместимость С1 с минеральным маслом ХФ 12-16 и конструкционными материалами позволяет максимально упростить процесс перехода производства с R12 на многокомпонентные хладагенты:

· компоненты, входящие в С1, нетоксичны, их параметр глобального потепления (GWP) низок; они освоены промышленностью развитых стран;

· хладагент С1 горюч, но, как считают разработчики, необходимая доза для заправки бытовых холодильников и морозильников столь мала (28...56 г), что . даже при полной утечке С1 из агрегата его концентрация (например, в кухне объемом 20 м³) будет ниже порога горючести в десятки раз.

Пожаро- и взрывоопасность хладагента С1 делают проблематичным применение его для действующего парка холодильного оборудования.

Следует учитывать также то, что в рабочем интервале температур азеотропные смеси С1 изменяют концентрацию на 3...6 %, что затрудняет процедуру заправки, дозаправки и перезаправки хладагентом холодильного агрегата.

Энергетические характеристики теоретического холодильного цикла на смеси пропан-бутан при аналогичных условиях уступают R12. В Германии уже несколько лет выпускают небольшими партиями холодильники на данной смеси. Смесь пропан-бутан азеотропная.

Кипение таких смесей происходит при переменных температурах, но при постоянном давлении, т.е. это свойство может быть реализовано в холодильниках с двумя испарителями, когда кипение начинается в низкотемпературном отделении, а докипание происходит в испарителе холодильной камеры.

Предлагаемая смесь пропан-изобутан (43 % R600a) горюча, но масса хладагента, находящегося в холодильнике, мала (20...40 г). Этой смесью заправляют бытовые холодильники в Германии, широко внедряют ее в Китае и Индии. Вместе с тем американское агентство по охране окружающей среды (ЕРА) ввело правило, запрещающее использование смеси пропан-изобутан (НС-12а) в качестве альтернативы хладагенту R12.

В последние годы все чаще предлагается использовать пропан (R290) в транспортных холодильных установках, работающих на R22. Пропан (ODP=0; DWP=3) характеризуется низкой стоимостью и нетоксичностью, хорошо растворяется в минеральных маслах. Для него характерна низкая температура кипения. Однако пропан пожароопасен, а размеры компрессора для получения заданной холодопроизводительности должны быть больше, чем при использовании R22.

Таким образом, незначительное количество заправляемых в бытовые холодильники горючих хладагентов R290/R600a и С1 не может само по себе гарантировать и пожаро- и взрывобезопасность, поскольку потребуется вносить определенные изменения в конструкцию холодильников и использовать электрооборудование во взрывобезопасном исполнении. Такая реконструкция увеличивает стоимость и энергозатраты на производство отдельных деталей, а следовательно, может понизить конкурентоспособность выпускаемого оборудования.

Предлагается также использоватьв бытовых холодильниках смесь R134a/R152. При использовании данной смеси повышаются энергетические показатели оборудования, появляется возможность использовать серийно выпускаемые холодильные масла (ХФ 22с-1б) и обеспечивается пожаробезопасность. Так, проведенные испытания холодильника «Минск-130-05» показали, что добавка к R134a 20 % R152a повышает энергетическую эффективность на 1...2 % при снижении температуры в морозильной камере на 0,2...0,3 °С.

Разработан хладагент СМ1 (состав R134+R218+nC4H10), представляющий собой озонобезопасную, азеотропную, пожаро- и взрывобезопасную смесь, по термодинамическим характеристикам близкую к R12 и растворимую в минеральных маслах. Выполненные испытания подтверждают возможность использования в бытовых холодильниках хладагента СМ1 вместо R12; при этом для повышения энергетической эффективности рекомендуется обеспечивать полноценный регенеративный теплообмен в холодильных агрегатах.

За рубежом наиболее распространенными хладагентами являются R134a, изобутан, смесь пропан-бутан и различные варианты трехкомпонентных смесей на их основе.

Изобутан (R600a) — это хладагент, имеющий более благоприятные показатели, чем R12, но из-за низкой удельной объемной холодопроизводительности (в 2 раза ниже, чем у R12) и горючести сдерживается его применение в отечественной бытовой холодильной технике. Зарубежные фирмы «Bosch», «Necci Compresson» и «Zanussi» международного концерна «Electrollux Compressors» предлагают компрессоры и бытовые холодильники, работающие на R600a, у которых энергетические показатели более высокие, чем при работе на R134a.

Для бытовых холодильников предлагаются также смесь хладагента R218 (C₃F₈) с 13 % по массе изобутана; смесь R218 с несколькими процентами шестифтористой серы. Добавки к R134a изобутана (R600a) в количестве 5...8 % повышают энергетические показатели при использовании в бытовой холодильной технике. Установлено также, что небольшая добавка (до 20 %) к R134a хладагента R152a (C₂H₄F₂) дает такой же положительный эффект и возможность использовать серийно выпускаемые холодильные масла, обеспечивает пожаробезопасность.

Озонобезопасные хладагенты внедрены в модели холодильников всеми европейскими, японскими и американскими фирмами в соответствии с их законодательством.